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DE102013111169C5 - Prüfzylinder und Prüfmaschine - Google Patents

Prüfzylinder und Prüfmaschine Download PDF

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DE102013111169C5
DE102013111169C5 DE102013111169.6A DE102013111169A DE102013111169C5 DE 102013111169 C5 DE102013111169 C5 DE 102013111169C5 DE 102013111169 A DE102013111169 A DE 102013111169A DE 102013111169 C5 DE102013111169 C5 DE 102013111169C5
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runner
measuring device
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Roland Eisenlauer
Markus Tobisch
Reinhold Kopf
Huber Birk
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Zwick GmbH and Co KG
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Zwick GmbH and Co KG
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Abstract

Prüfmaschine mit einem Prüfzylinder für eine Prüfmaschine (24) mit einem Linearantrieb (2), der aus einem feststehenden Stator (3) und aus einem entlang eines Verstellweges (4) bewegbaren Läufer (5) gebildet ist, mit einem dem Läufer (5) zugeordneten Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften (21), sowie mit einer mehrteilig als Wegmesser gebildeten Messeinrichtung (20) zur Messung mindestens einer auf das Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften (21) wirkenden Messgröße, wobei die Messeinrichtung aus einem ersten Teil und einem dem Läufer (5) zugeordneten zweiten Teil besteht, wobei der Läufer als ein Hohlzylinder (6) gebildet ist, und wobei die Messeinrichtung (20) zumindest teilweise in dem als Hohlzylinder (6) gebildeten Läufer (5) aufgenommen ist, sowie mit einem Maschinenrahmen (23), der durch einen Prüftisch und eine von dem Prüftisch beabstandete und an Führungssäulen geführte Quertraverse (22) gebildet ist, wobei der Stator (3) des Linearantriebes (2) an der Quertraverse (22) angeordnet ist, und wobei an der Quertraverse (22) oder an dem Linearantrieb (2) eine Lagereinrichtung (25) zur mittelbaren oder unmittelbaren Führung des Läufers (5) angeordnet ist, wobei dem Hohlzylinder (6) jeweils eine den Hohlzylinder (6) an dessen offenen Enden verschließende Scheibe zugeordnet ist, und wobei eine der Scheiben (38) Durchführungen (39) zugeordnet sind, um den ersten Teil der Messeinrichtung (20), der der Lagereinrichtung (25) zugeordnet ist, in das Innere des Hohlzylinders (6) zu führen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prüfmaschine mit einem Prüfzylinder mit einem Linearantrieb, der aus einem feststehenden Stator und aus einem entlang eines Verstellweges bewegbaren Läufer gebildet ist, mit einem dem Läufer zugeordneten Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften sowie mit einer Messeinrichtung zur Messung mindestens einer Messgröße.
  • Die Prüfmaschine weist einem Maschinenrahmen auf, der durch einen Prüftisch und eine von dem Prüftisch beabstandete und an Führungssäulen geführte Quertraverse gebildet ist.
  • Die Bezeichnung „Läufer” ist dabei als Synonym für die ebenfalls gebräuchlichen Bezeichnungen „Rotor” oder „Translator” zu verstehen. Zudem steht die Bezeichnung „Stator” explizit auch für die in diesem Zusammenhang auch verwendete Bezeichnung „Ständer”.
  • Derartige Prüfzylinder werden beispielsweise bei der in der DE 20 2006 010 753 U1 gezeigten Prüfmaschine verwendet. Bei diesen Prüfzylindern wird der Prüftisch, der das Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften darstellt, durch den Läufer des Linearantriebs verstellt und wirkt dabei auf einen Prüfling ein. Durch die Messeinrichtung, die als eine digitale Wegmesseinrichtung gebildet ist, wird die axiale Verstellung des Kraftübertragungsglieds erfasst. Durch die simultane Erfassung der Kraft des Linearantriebs mittels Kraftmessdosen und der axialen Verstellung des Läufers und des damit verbundenen Kraftübertragungsglieds können dann Kraft-Weg-Messkurven erstellt werden, um die Materialeigenschaften des Prüflings zu bestimmen.
  • Bei dem in der DE 20 2006 010 753 U1 verwendeten Linearmotor besteht jedoch das Problem einer massiven Hitzeentwicklung, wenn der Linearantrieb nur sehr langsam bewegt oder gar über einen längeren Zeitraum nicht verstellt wird – also wenn der Prüfzylinder quasistatisch oder statisch betrieben wird. Um die Funktionsfähigkeit des verwendeten Prüfzylinders dennoch gewährleisten zu können, ist es erforderlich, die entstehende Wärme abzuführen. Bei diesem Prüfzylinder wird die Wärme jedoch nur von der Außenfläche des Linearmotors mittels eines Ventilators abgeleitet. Zudem hat es sich bei dem in der DE 20 2006 010 753 U1 verwendeten Linearmotor als äußerst nachteilig erwiesen, dass die Mess einrichtung axial gestaffelt zu dem Linearantrieb angebracht ist. Hierdurch vergrößert sich die Baulänge des Prüfzylinders, wodurch der Prüfzylinder nicht universell eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Prüfmaschine mit einem Prüfzylinder bereitzustellen, bei dem die Messeinrichtung vollständig oder teilweise in den Prüfzylinder integriert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Prüfmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Durch die Ausführung des Läufers als ein Hohlzylinder wird sichergestellt, dass dieser nicht als Wärmereservoir dient. Weiterhin wird durch die hohlzylindrische Gestaltung des Läufers eine Luftkühlung bereitgestellt, um die insbesondere bei quasistatischen oder statischen Messungen auftretenden Wärmemengen effektiv abführen zu können. Zudem reduziert sich durch die Verwendung eines Hohlzylinders insbesondere das Gewicht des Linearantriebes und damit das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Prüfzylinders. Aufgrund der geringen beweglichen Masse können hierdurch insbesondere zyklische Messungen mit einer erhöhten Dynamik durchgeführt werden. Da die Messeinrichtung zumindest teilweise in dem als Hohlzylinder gebildeten Läufer aufgenommen ist, kann hiermit eine sehr kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Prüfzylinders realisiert werden. Zudem kann durch die Aufnahme der Messeinrichtung in dem Läufer sichergestellt werden, dass diese möglichst nahe an dem Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften angeordnet ist. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass eine durch Wärmeentwicklung induzierte Ausdehnung des Läufers das Messergebnis nicht verfälscht. Im Rahmen der Erfindung ist es zudem auch vorgesehen, dass die Messeinrichtung ein Wegmesssystem ist. Weiterhin ist es ebenfalls vorgesehen, dass dem Hohlzylinder jeweils eine den Hohlzylinder an dessen offenen Enden verschließende Scheibe zugeordnet ist, die eine Durchführung für einen Teil der Messeinrichtung bereitstellt. Zudem wird durch die Scheiben das Innere des Hohlzylinders gekapselt, wodurch die Messeinrichtung, die sich im Inneren des als Hohlzylinder gebildeten Läufers befindet, vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Weiterhin lassen sich an den Scheiben zentrische Axialführungen realisieren. Außerdem wird durch diese Bauweise eine Erzeugung der statischen Nennkraft über den erforderlichen, ggfs. langen Zeitraum ermöglicht, wodurch eine direkte Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung möglich wird.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich zudem erwiesen, wenn die Messeinrichtung koaxial zu der Längsachse des Läufers angeordnet ist. Durch die koaxiale Anordnung der Messeinrichtung fällt die Prüfachse mit der Längsachse des Läufers zusammen, wodurch die Zahl von Messfehlern, beispielsweise von Kippfehlern, reduziert werden können, da der somit erhaltene Prüfzylinder das Abbesche-Komparatorprinzip erfüllt.
  • Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn dem Läufer außenumfangseitig eine Mehrzahl von Permanentmagneten mit alternierender Polanordnung zugeordnet ist, und wenn der Stator eine Mehrzahl von Spulen aufweist. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise ein Linearantrieb gebildet, wobei es im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen ist, dass die Spulen dem Stator außenumfangsseitig und die Permanentmagneten dem Läufer innenumfangsseitig zugeordnet sind. Bewährt hat es sich in diesem Zusammenhang außerdem, wenn die Zahl der Spulen durch drei teilbar ist, da hierdurch durch die geeignete Koppelung der einzelnen Spulen auf einfache Art und Weise ein dreiphasiges axiales Wanderfeld ausgebildet werden kann. Zur Verbesserung der Langsamfahreigenschaften hat es sich zudem bewährt, wenn die durch die Spulen erzeugten Statorfelder und die Magnetfelder der dem Läufer zugeordneten Permanentmagneten eine unterschiedliche Teilung aufweisen.
  • Positiv auf den Montageaufwand wirkt sich aus, wenn der Stator aus einer Mehrzahl konzentrisch zur Längsachse orientierten Kammblechen gebildet ist. Durch die Zahl der verwendeten Kammbleche kann der Durchmesser des Stators und damit der Leistungsbereich des Linearantriebes einfach verändert werden. In diesem Zusammenhang hat es sich zudem bewährt, wenn die Kammbleche jeweils einen Jochsteg und eine Mehrzahl von an dem Jochsteg ausgebildeten Kammzinken aufweisen. Hierdurch können die Spulen einfach zwischen benachbarte Kammzinken eingesetzt werden. Der rotationssymmetrische Aufbau von Läufer und Stator birgt insbesondere den Vorteil, dass hierdurch der Läufer stets radial von dem Stator exakt beabstandet ist, wodurch sich zwischen dem Läufer und dem Stator ein Luftspalt bildet, der für einen hohen Wirkungsgrad möglichst klein sein muß und durch diese Konstruktion sein kann.
  • Für die innere Kühlmöglichkeit des erfindungsgemäßen Prüfzylinders hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kammbleche oder die zu Blechpaketen zusammengefassten Kammbleche sternförmig angeordnet sind, und wenn zwischen benachbarten Kammblechen oder Blechpaketen ein in Längsrichtung verlaufender Kühlkanal gebildet ist. Hierdurch ist es nun möglich, dass bei dem Betrieb des Linearmotors entstehende Wärme über die Kühlkanäle effektiv abgeleitet wird, wobei diese Kühlkanäle zusätzlich genutzt werden können, um die einzelnen Spulen elektrisch zu kontaktieren.
  • Als günstig hat es sich weiterhin gezeigt, wenn der Kühlkanal durch eine Vergussmasse ausgefüllt ist. Dies erhöht zunächst auf einfache Art und Weise die mechanische Stabilität des Stators. Zudem kann durch eine geeignete Materialwahl die thermische Leitfähigkeit erhöht werden, wodurch die bei dem Betrieb des Linearmotors auftretende Wärme noch effektiver abgeführt werden kann.
  • Als besonders günstig hat es sich zudem erwiesen, wenn an mindestens einer Stirnseite des Kammblechs eine Führungsnocke ausgebildet ist. Hierdurch kann die radiale Lage des Kammblechs einfach festgelegt werden, wobei es sich in diesem Zusammenhang auch als vorteilhaft gezeigt hat, wenn dem Stator mindestens ein eine Führungsnut aufweisender Abschlussring zugeordnet ist. In diese Führungsnut des Abschlussringes kann nun die Führungsnocke, die an dem Kammblech ausgebildet ist, eingesetzt werden, wodurch insbesondere die radiale Lage der Kammbleche festgelegt ist.
  • Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, wenn die den Stirnseiten der Statorbleche zugewandten und ggfs. das jeweilige Blechpaket ummantelnden Kammzinken radial kürzer und/oder in ihrer Dicke schmäler gegenüber den übrigen Kammzinken gebildet sind. Durch eine abweichende Ausführung der Randbereiche der Statorbleche wird eine Reduzierung der Rastkraft des Linearmotors erreicht. Dabei sind also die jeweils äußeren Kammzinken des Blechpakets kürzer und in Längsrichtung schmaler ausgeführt. Es vergrößert sich dadurch der Luftspalt zu den Permanentmagneten für die Kammzinken. Weiterhin verringert sich die magnetische Feldstärke durch den geringeren Blechanteil dieser Kammzinken. Beide Maßnahmen oder ähnliche führen durch die geringere Magnetkraft in den Randbereichen des Stators zu einer Verringerung der Rastkraft.
  • Zur mechanischen Verstärkung des Stators hat es sich weiterhin bewährt, wenn mindestens ein Zuganker zur Fixierung der Kammbleche vorgesehen ist. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise die mechanische Stabilität des Stators und damit des gesamten Prüfzylinders erhöht. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei auch vorgesehen, dass der mindestens eine Zuganker mit der mindestens einen Abschlussscheibe verbunden ist, um die Lage der einzelnen Kammbleche oder Blechpakete festzulegen. Es ist weiterhin auch vorgesehen, dass der mindestens eine Zuganker an einem Maschinenrahmen einer Prüfmaschine befestigt ist.
  • Für die Betriebssicherheit hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn mindestens eine dem Stator zugeordnete und achsparallel zu dem Linearantrieb angeordnete Befestigungsstange vorgesehen ist zur Lagerung einer eine Arretiermöglichkeit für den Läufer bereitstellenden passiv wirkende Bremsvorrichtung. Aufgrund der in axialer Verlängerung angeordneten und eine Passivwirkung aufweisenden Bremsvorrichtung ist diese Ausfallsicher oder „fail-safe” gebildet. Hierdurch ist also sichergestellt, dass der Läufer automatisch gebremst oder sogar arretiert wird, wenn der Betriebsstrom für den Betrieb des Linearantriebs unterbrochen wird.
  • Bewährt hat sich weiterhin, wenn an dem Stator eine Dämpfungselemente aufweisende Abschlussscheibe angebracht ist, und wenn dem Läufer mindestens ein mit den Dämpfungselementen wechselwirkender Anschlag zugeordnet ist. Dadurch wird Verstellung des Läufers einfach und effektiv begrenzt. Besonders bewährt hat es sich hierbei, wenn die Dämpfungselemente auf beiden Seite der Abschlussscheibe angeordnet sind und wenn dem Läufer ein erster Anschlag, der mit den auf der einen Seite der Abschlussscheibe angeordneten Dämpfungselementen wechselwirken kann, und ein zweiter Anschlag zugeordnet sind, der mit den Dämpfungselementen wechselwirkt, die auf der anderen Seite der Abschlussscheibe angeordnet sind. Hierbei hat es sich auch besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die axiale Lage des ersten Anschlages und/oder des zweiten Anschlages verändert werden kann, um die Verfahrstrecke des Läufers entlang des Verstellweges zu begrenzen. Im Rahmen der Erfindung kann das Elastizitätsmodul des Materials der Dämpfungselemente auch sehr hoch sein. Hierdurch wird die Dämpfungsfunktion der Dämpfungselemente im Wesentlichen aufgehoben, die Dämpfungselemente dienen in diesem Fall vielmehr als Gegenanschläge für die dem Läufer zugeordneten Anschläge.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn dem Stator außenumfangseitig eine Kühlmanschette zugeordnet ist. Durch die Verwendung einer Kühlmanschette kann die bei dem Betrieb des Prüfzylinders auftretende Wärme effektiv abgeführt werden. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als günstig erwiesen, wenn der Kühlmanschette ein Wasserzuleitungsanschluss und ein Wasserableitungsanschluss und/oder Kühlrippen zugeordnet sind. Hierdurch kann insbesondere eine aktive Kühlung des erfindungsgemäßen Linearantriebs erzielt werden.
  • Weitere Vorteile der Prüfmaschine ergeben sich auch aus dem Vorstehenden.
  • Der Stator des Linearantriebes ist an der Quertraverse angeordnet, und an der Quertraverse oder an dem Linearantrieb ist eine Lagereinrichtung zur mittelbaren oder unmittelbaren Führung des Läufers angeordnet. Durch die Zuordnung des Stators an die Quertraverse ist insbesondere gewährleistet, dass beim Verfahren nicht der massereiche, d. h. sehr schwere Prüftisch selbst durch den Linearantrieb bewegt werden muss. Dadurch ist gewährleistet, dass nur das eine geringe Masse aufweisende, d. h. gegenüber dem Prüftisch leichte Kraftübertragungsglied bewegt werden muss. Der fest-stehende Prüftisch dient dabei als Gegenlager und kann verschiedenstes Zubehör, z. B. Halterungen für Prüflinge, Bäder mit einem Medium oder Temperieröfen aufnehmen. Durch die Bewegung des Kraftübertra gungsgliedes mit seiner geringen Masse kann eine höhere Dynamik der gesamten Prüfmaschine erzielt werden. Durch die an der Quertraverse angeordnete Lagereinrichtung kann zudem der Läufer mechanisch geführt werden. Im Rahmen der Erfindung hat es sich hierbei auch als günstig gezeigt, wenn die Lagereinrichtung durch ein Gleitlager realisiert ist. Hierdurch werden kleinste Hübe ermöglicht. Zudem können durch den Einsatz eines Gleitlagers simultan Axial- und Rotationsbewegungen durchgeführt werden.
  • Als günstig hat es sich gezeigt, wenn der Lagereinrichtung ein Wälzlager, vorzugsweise ein Kugellager zur zusätzlichen drehbaren Lagerung des Läufers gegenüber der feststehenden Quertraverse zugeordnet ist. Hierdurch erhöhen sich die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Prüfmaschine, insbesondere können hierdurch auf den Prüfling auch Torsionsmomente in beiden Drehrichtungen übertragen werden.
  • Ein erfindungsgemäßer Prüfzylinder mit einem Linearmotor der ein axiales Gleitlager und zugleich ein radiales Wälzlager besitzt, kann eine simultane zweiachsige Prüfung durchführen, so z. B. eine Zug-Torsions-Belastung oder eine Hub-Schwenk-Belastung. Der konstruktive Aufbau des rotationssymmetrisch gebildeten Linearmotors erlaubt nämlich neben der linearen axialen Bewegung zugleich eine Rotationsbewegung des Läufers innerhalb des Stators. Die axiale Linearbewegung wird dabei durch das Gleitlager und die Rotationsbewegung durch das Wälzlager geführt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Prüfzylinder mit Linearantrieb,
  • 2 den Schnitt II-II aus 1, und
  • 3 eine Frontansicht einer Prüfmaschine mit Linearantrieb.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Prüfzylinder 1 mit einem Linearantrieb 2, der aus einem feststehenden Stator 3 und aus einem entlang eines Verstellwegs 4 bewegbaren Läufer 5 gebildet ist. Der Läufer 5 ist als ein Hohlzylinder 6 gebildet, an dessen Außenumfang eine Mehrzahl von Permanentmagneten 7 angeordnet sind. Diese Permanentmagnete 7 weisen jeweils eine alternierende Polanordnung auf. Zusammen mit Spulen 8, die dem Stator 3 zugeordnet sind, wird hierdurch der Linearantrieb 2 realisiert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine durch drei teilbare Anzahl an Spulen 8 verwendet. Hierdurch wird durch eine geeignete Verschaltung der Spulen 8 ein dreiphasiger Linearantrieb 2 gebildet.
  • Der Stator 3 ist in dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von Kammblechen 9 gebildet, wobei die einzelnen Kammbleche 9 jeweils einen Jochsteg 11 aufweisen, an dem eine Mehrzahl von Kammzinken 12 ausgebildet sind.
  • Wie sich insbesondere aus 2, dem Schnitt II-II aus 1 ergibt, ist zwischen die einzelnen Kammzinken 12 jeweils eine einzelne Spule 8 eingesetzt. Die Kammbleche 9 sind konzentrisch zur Längsachse 10 des Läufers 5 orientiert und sternförmig angeordnet. Hierdurch ist jeweils zwischen benachbarten Kammblechen 9 ein parallel zur Längsachse 10 verlaufenden Kühlkanal 13 gebildet. In diesem Kühlkanal 13 kann die bei dem Betrieb des Linearantriebs 2 entstehende Wärme effektiv abgeführt werden. Hierzu wird Luft durch die Kühlkanäle 13 gefördert. Zudem sind der Läufer 5 und der Stator 3 so dimensioniert, dass sich zwischen diesen ein funktionsbedingter Luftspalt 14 bildet.
  • Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Stator 3 außenumfangsseitig eine Kühlmanschette 15 angeordnet, die mittels einer Wasserkühlung aktiv gekühlt wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind dann die Kühlkanäle 13 durch eine wärmeleitende Vergussmasse befüllt. Die Vergussmasse fixiert desweiteren die Kammbleche 9 gegeneinander.
  • Aus 1 wird wiederum ersichtlich, dass die den Stirnseiten der Kammbleche 9 zugewandten und als Randkammzinken 40 gebildeten Kammzinken radial kürzer gegenüber den übrigen Kammzinken 12 gebildet sind, um eine Reduzierung der Rastkraft des Linearmotors zu erzielen. Den axial voneinander beabstandeten Enden der Kammbleche 9 ist jeweils ein Abschlussring 16 zugeordnet. Dieser Abschlussring 16 weist eine Führungsnut 17 auf, in die die Kammbleche 9 eingesetzt werden können, denen zu diesem Zweck jeweils eine Fährungsnocke 18 zugeordnet ist. Die Abschlussringe 16 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Zuganker 19 miteinander verbunden und durch diese geklemmt. Durch die Verwendung der Zuganker 19 werden also die Kammbleche 9 und die Abschlussringe 16 zu dem Stator 3 verbunden.
  • Aus der 1 ist weiterhin auch ersichtlich, dass in dem Hohlzylinder 6 eine Messeinrichtung 20 aufgenommen ist. Durch die Messeinrichtung 20, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Wegmesser gebildet ist, wird es nun möglich, die axiale Verstellung des Läufers 5 und somit auch die axiale Verstellung eines mit dem Läufer 5 drehfest und axial unverschieblich verbundenen Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften 21 zu messen und damit beispielsweise eine Kraft-Weg-Kurve zu erstellen. Der Stator 3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an einer Quertraverse 22 befestigt, die Teil eines Maschinenrahmens 23 einer in der 3 dargestellten Prüfmaschine 24 ist. Mit der Quertraverse 22 ist eine Lagereinrichtung 25 fest verbunden, die zur mittelbaren Führung des Läufers 5 vorgesehen ist und zudem einen Teil der als Wegmesser gebildeten Messeinrichtung 20 trägt. Die Lagereinrichtung 25 ist dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Gleitlager 26 ausgebildet, wodurch eine geführte Verstellung des Läufers 5 und des Kraftübertragungsglieds zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften 21 gewährleistet wird.
  • An dem der Quertraverse 22 abweisenden Ende des Stators 3 ist eine Abschlussscheibe 27 angebracht, der Dämpfungselemente 28 zugeordnet sind. Diese Dämpfungselemente 28 begrenzen die Verstellung des Läufers 5, dem zu diesem Zweck ein erster und ein zweiter Anschlag 29 zugeordnet sind. An dem Stator 3 sind zwei Befestigungsstangen 30 befestigt, die durch eine Traverse 31 miteinander verbunden sind. An der Traverse 31 ist wiederum eine Bremsvorrichtung 32 angebracht, die eine Arretiermöglichkeit für den Läufer 5 bereitstellt, sollte die Betriebsspannung unvorhergesehen ausfallen oder gezielt durch die Betätigung einer Nothalt-Taste abgestellt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Bremsvorrichtung 32, die die Bremsvorrichtung 32 tragende Traverse 31 sowie die Befestigungsstangen 30 durch eine Schutzkappe 33 abgedeckt.
  • Ferner sind die an der Abschlussscheibe 27 ausgebildeten Dämpfungselemente 28 ersichtlich, die mit dem an dem Läufer 5 ausgebildeten Anschlag 29 wechselwirken und damit dessen Verstellung begrenzen. Zu sehen ist auch die Bremsvorrichtung 32, die an der Traverse 31 befestigt ist. In dieser Bremsvorrichtung 32 ist eine mit dem Läufer verbundene Bremsstange 36 geführt. Wird bei offener Bremsvorrichtung 32 der Läufer 5 verstellt, so wird auch die Bremsstange 36 zwischen Bremsbacken 37 der Bremsvorrichtung 32 verstellt. Sollte der Linearantrieb energielos geschaltet werden, so schließen sich die Bremsbacken 37 der Bremsvorrichtung 32 um die Bremsstange 36. Hierdurch wird verhindert, dass der Läufer 5 ungebremst mit seinem an der Bremsstange 36 befestigten Anschlag 29 auf die Dämpferelemente 28 schlägt. Aus der 1 sind zudem auch elektrische Anschlüsse 34 ersichtlich, die die dem Stator 3 zugeordneten Spulen 8 mit Spannung versorgen.
  • Die Lagereinrichtung 25 kann Teil der Prüfmaschine 24 sein, wie in 1 und 3 gezeigt ist. In der Lagereinrichtung 25, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Gleitlager 26 ausgeführt ist, sind zwei Führungselemente 35 geführt, die das Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften 21 mit dem Läufer 5 verbinden. Der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Messeinrichtung 20 dienende Wegmesser ist mehrteilig gebildet und besteht aus einem der Lagereinrichtung 25 zugeordneten ersten Teil und einem dem Läufer 5 zugeordneten zweiten Teil. Der dem Läufer 5 zugeordnete zweite Teil der Messeinrichtung 20 ist dabei einer Scheibe 38 zugeordnet, die den als Hohlzylinder 6 gebildeten Läufer 5 verschließt. Der Scheibe 38 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Durchführungen 39 zugeordnet, um den ersten Teil der Messeinrichtung 20, der der Lagereinrichtung 25 zugeordnet ist, in das Innere des Hohlzylinders 6 zu führen.
  • In 3 ist eine erfindungsgemäße Prüfmaschine 24 gezeigt. Der feststehende Prüftisch 41 dient dabei als Gegenlager und kann verschiedenstes Zubehör aufnehmen. Hierzu sind zum Beispiel Nuten im Prüftisch vorgesehen, wie aus 3 ersichtlich ist. Die Quertraverse 22 kann dabei höhenverstellbar am Maschinenrahmen 23 angeordnet sein. Die Verstellung kann dabei nach einer weiteren Ausführungsform durch den Einsatz von Hydraulikzylindern realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Prüfzylinder
    2
    Linearantrieb
    3
    Stator
    4
    Verstellweg
    5
    Läufer
    6
    Hohlzylinder
    7
    Permanentmagneten
    8
    Spule
    9
    Kammblech
    10
    Längsachse
    11
    Jochsteg
    12
    Kammzinken
    13
    Kühlkanal
    14
    Luftspalt
    15
    Kühlmanschette
    16
    Abschlussring
    17
    Führungsnut
    18
    Führungsnocke
    19
    Zuganker
    20
    Messeinrichtung
    21
    Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften
    22
    Quertraverse
    23
    Maschinenrahmen
    24
    Prüfmaschine
    25
    Lagereinrichtung
    26
    Gleitlager
    27
    Abschlussscheibe
    28
    Dämpfungselement
    29
    Anschlag
    30
    Befestigungsstange
    31
    Traverse
    32
    Bremsvorrichtung
    33
    Schutzkappe
    34
    elektrische Anschlüsse
    35
    Führungselement
    36
    Bremsstange
    37
    Bremsbacken
    38
    Scheibe
    39
    Durchführung
    40
    Randkammzinken
    41
    Prüftisch

Claims (17)

  1. Prüfmaschine mit einem Prüfzylinder für eine Prüfmaschine (24) mit einem Linearantrieb (2), der aus einem feststehenden Stator (3) und aus einem entlang eines Verstellweges (4) bewegbaren Läufer (5) gebildet ist, mit einem dem Läufer (5) zugeordneten Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften (21), sowie mit einer mehrteilig als Wegmesser gebildeten Messeinrichtung (20) zur Messung mindestens einer auf das Kraftübertragungsglied zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften (21) wirkenden Messgröße, wobei die Messeinrichtung aus einem ersten Teil und einem dem Läufer (5) zugeordneten zweiten Teil besteht, wobei der Läufer als ein Hohlzylinder (6) gebildet ist, und wobei die Messeinrichtung (20) zumindest teilweise in dem als Hohlzylinder (6) gebildeten Läufer (5) aufgenommen ist, sowie mit einem Maschinenrahmen (23), der durch einen Prüftisch und eine von dem Prüftisch beabstandete und an Führungssäulen geführte Quertraverse (22) gebildet ist, wobei der Stator (3) des Linearantriebes (2) an der Quertraverse (22) angeordnet ist, und wobei an der Quertraverse (22) oder an dem Linearantrieb (2) eine Lagereinrichtung (25) zur mittelbaren oder unmittelbaren Führung des Läufers (5) angeordnet ist, wobei dem Hohlzylinder (6) jeweils eine den Hohlzylinder (6) an dessen offenen Enden verschließende Scheibe zugeordnet ist, und wobei eine der Scheiben (38) Durchführungen (39) zugeordnet sind, um den ersten Teil der Messeinrichtung (20), der der Lagereinrichtung (25) zugeordnet ist, in das Innere des Hohlzylinders (6) zu führen.
  2. Prüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (20) koaxial zu der Längsachse (10) des Läufers (5) angeordnet ist.
  3. Prüfmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Läufer (5) außenumfangsseitig eine Mehrzahl von Permanentmagneten (7) mit alternierender Polanordnung zugeordnet ist, und dass der Stator (3) eine Mehrzahl von Spulen (8) aufweist.
  4. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) aus einer Mehrzahl konzentrisch zur Längsachse (10) orientierten Kammblechen (9) gebildet ist.
  5. Prüfmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammbleche (9) jeweils einen Jochsteg (11) und eine Mehrzahl von an dem Jochsteg ausgebildeten Kammzinken (12) aufweisen.
  6. Prüfmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammbleche (9) oder die zu Blechpaketen zusammengefassten Kammbleche (9) sternförmig angeordnet sind, und dass zwischen benachbarten Kammblechen (9) oder Blechpaketen ein in Längsrichtung verlaufender Kühlkanal (13) gebildet ist.
  7. Prüfmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (13) durch eine Vergussmasse ausgefüllt ist.
  8. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stirnseite des Kammblechs (9) eine Führungsnocke (18) ausgebildet ist.
  9. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stirnseiten der Kammbleche (9) zugewandten und als Randkammzinken (40) gebildeten Kammzinken radial kürzer und/oder in ihrer Dicke schmäler gegenüber den übrigen Kammzinken (12) gebildet sind.
  10. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stator (3) mindestens ein eine Führungsnut (17) aufweisender Abschlussring (16) zugeordnet ist.
  11. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zuganker (19) zur Fixierung der Kammbleche (9) vorgesehen ist.
  12. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dem Stator (3) zugeordnete und achsparallel zu dem Linearantrieb (2) angeordnete Befestigungsstange (30) vorgesehen ist zur Lagerung einer eine Arretiermöglichkeit für den Läufer (5) bereitstellenden Bremsvorrichtung (32).
  13. Prüfmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstange (30) mindestens zweifach vorgesehen ist, und dass die Bremsvorrichtung (32) einer die Befestigungsstangen (30) verbindenden Traverse (31) zugeordnet ist.
  14. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stator (3) eine Dämpfungselemente (28) aufweisende Abschlussscheibe (27) angebracht ist, und dass dem Läufer (5) mindestens ein mit den Dämpfungselementen (28) wechselwirkender Anschlag (29) zugeordnet ist.
  15. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stator (3) außenumfangsseitig eine Kühlmanschette (15) zugeordnet ist.
  16. Prüfmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmanschette (15) einen Wasserzuleitungsanschluss und einen Wasserableitungsanschluss und/oder Kühlrippen zugeordnet ist.
  17. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagereinrichtung (25) ein Wälzlager zur drehbaren Lagerung des Läufers (5) gegenüber der feststehenden Quertraverse (22) zugeordnet ist.
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