Umlaufbiegeprüfmaschine für kleine Lastbereiche

Umlaufbiegeprüfmaschine für kleine Lastbereiche, studentisches Master-Wahlprojekt (Bild: Institut für Werkstoffanwendung/TH Köln)

Eckdaten der Umlaufbiegeprüfmaschine:

• Dauerfestigkeitsuntersuchung an Kunststoffen
• Stufenlose Einstellbarkeit der Spannung im
• Material zwischen 8 und 50 N/mm²
• Stufenlose Einstellbarkeit der Drehzahl
• bis 3000rpm
• 10.000.000 Lastwechsel möglich

Kurzfassung der Projektbeschreibung:

Das geringe Wissen über die Dauerfestigkeit von Kunststoffen und der Einfluss von binomischen Radien im Vergleich zu herkömmlichen Radien stellt die Werkstoffkunde vor Herausforderungen.

Auf dem Markt befindliche Prüfmaschinen für diese Einsatzbereiche sind meist nur für metallische Proben im höheren Belastungsbereich ausgelegt. Die grobe Abstufung an vorhandenen Prüfmaschinen führt zu fehlerhaften Ergebnissen.

Die Umlaufbiegeprüfmaschine für kleine Lastbereiche bietet die Möglichkeit, Rundproben mit geringer Wechselfestigkeit zu untersuchen und schafft dadurch eine weitere Möglichkeit, Werkstoffe zu untersuchen und langfristig Wöhlerkurven zu ermitteln.

Die Maschine wird mittels zweier Microcontroller gesteuert, welche über die serielle Schnittstelle I2C kommunizieren. Ein Microcontroller ist für die Messung der Lastwechsel und Drehzahl zuständig und übermittelt diese Daten regelmäßig an den zweiten Microcontroller. Dieser verwendet die empfangenen Daten zur Drehzahlregelung. Bei der Drehzahlregelung wird auf ein sanftes Anfahrverhalten des Motors geachtet, um keine zusätzlichen Spannungen in der Probe zu erzeugen. Des Weiteren übernimmt der zweite Microcontroller die Menüführung.

Über das HMI (Bedienterminal) wird die gewünschte Drehzahl und die zu erreichenden Lastwechsel eingegeben. Die Maschine stoppt den Betrieb bei Probenbruch oder sobald die Lastwechsel erreicht sind.