Details

1. Einführung
Der 45° Links- & Rechts-Moment-Dauerfestigkeitsprüfstand ist ein spezielles, servohydraulisches Prüfsystem, das dazu entwickelt wurde, langfristige Biegemomentbelastungen an mechanischen Komponenten zu simulieren, indem abwechselnde Kräfte in einem festen 45-Grad-Winkel zur Horizontalebene aufgebracht werden. Dieser Prüfstand ist speziell für die Ermüdungsprüfung von Lenksäulenbaugruppen in der Automobilindustrie, Steuerverbindungen in der Luftfahrt, Schwerlastgelenken sowie anderen kritischen, lasttragenden Komponenten konzipiert, die in realen Anwendungen kontinuierlichen und oszillierenden Momentenbelastungen ausgesetzt sind.

2. Systemübersicht & Funktionsumfang
Die Kernfunktionalität des Prüfstands besteht darin, wechselnde Links-Rechts-Biegemomente auf das Prüflingsteil (UUT) mittels eines dynamischen Hydraulikaktors zu simulieren, der in 45-Grad-Position arbeitet. Das System umfasst zwei Hauptaktoren:
▹ Statischer Vertikalaktor : Bietet vertikale Ausrichtungsfähigkeit und stellt sicher, dass der Lastangriffspunkt perfekt mit der Achse der Komponente übereinstimmt. Dieser Aktor erlaubt ±150 mm Hub und bietet volle Flexibilität bei der Einrichtung.  
▹ Dynamischer Lateralaktor : Bringt eine kontrollierte Kraft von 300–350 N in 45°-Ausrichtung auf, um wechselnde Momente zu induzieren. Der Aktor kann reale Lastmuster wie Stoßimpulse, konstante Amplitudenzyklen oder variable Amplitudenlasten simulieren.  
Das Prüfsystem ist für den kontinuierlichen 24/7-Betrieb ausgelegt, sodass Komponenten im Rahmen von Dauertests über Wochen oder sogar Monate hinweg validiert werden können.

Die komplette Prüfanlage umfasst:
▹ Starres mechanisches Prüfgestell mit Präzisionsausrichtungsführungen  
▹ Aktuatorsystem mit zwei Hochdruck-Hydraulikzylindern  
▹ Geschlossener Servoregelkreis mit PID-Abstimmung  
▹ Schutzeinhausungen und Sicherheitsverriegelungen  
▹ Hochauflösende Kraftaufnehmer und Drucktransmitter  
▹ Siemens-/Allen Bradley-SPS & HMI-basierte Benutzeroberfläche  

3. Hauptmerkmale
• Bidirektionales Lastzyklieren bei 45° : Die einzigartige Anordnung simuliert sowohl Rechts- als auch Linksmoment-Ermüdung mit nur einem Aktor. Kräfte werden präzise und symmetrisch aufgebracht und bilden das reale Einsatzverhalten mit hoher Genauigkeit nach.  
• Konfigurierbare Prüfprofile : Die SPS- und HMI-Schnittstelle ermöglicht die Konfiguration mehrerer Testzyklen, einschließlich fester Amplitudenzyklen, Rampenprofilen, Haltezeiten und Spitzenlastzyklen.  
• Präzise Last-Rückmeldung : Hochempfindliche Kraftaufnehmer (5 kN, Genauigkeit ±0,1 %) gewährleisten die Echtzeitmessung der aufgebrachten Kräfte. Die Sensordaten fließen direkt in das SPS-System zur kontinuierlichen Überwachung und Protokollierung.  
• Dynamisches Systemverhalten : Das Hydrauliksystem, angetrieben durch ein Parker-Servoventil und eine Motor-Pumpen-Einheit, liefert nahezu sofortigen Druckaufbau mit schneller Frequenzantwort – und ermöglicht Lastanwendungsraten von bis zu 20 CPM oder mehr.  
• Vollautomatisierte Sequenz : Automatischer Teststart, Fortschrittsüberwachung und Beendigung basierend auf vordefinierten Kriterien (Zeit, Zyklen, Fehlererkennung) werden durch das Steuerungssystem unterstützt.  
• Datenaufzeichnung und Berichtserstellung : Das System erfasst Zyklusanzahl, Lastdaten, Verformung, Systemdruck und Abweichungen. Berichte werden in Excel-, PDF- oder XML-Formaten für Archivierung und Nachweisdokumentation generiert.  

4. Anwendungen
Der Prüfstand findet breite Anwendung in Branchen, in denen Komponenten wiederholten zyklischen Belastungen ausgesetzt sind:

Automobilsektor:
▹ Lenksäulengelenke  
▹ Zwischenwellen  
▹ Kreuzgelenke  
▹ Querlenker  

Luft- und Raumfahrtindustrie:
▹ Ruderaktuator-Verbindungen  
▹ Höhenrudersteuerungen  
▹ Befestigungen für Flugsteuerflächen  

Off-Highway-Geräte & Maschinen:
▹ Baggerausleger-Gelenke  
▹ Kranarmkupplungen  
▹ Industrielle Roboter-Gelenke  

Produktentwicklung & Zertifizierungslabore:
▹ Werkstoffprüfung  
▹ Bewertung von Gelenkkonstruktionen  
▹ Qualifizierung von OEM-Zulieferern  

5. Technische Spezifikationen

  

    

      
Komponente
      
Details & Begründung
    
  
  

    

      
Kugelhähne
      
½″ OD-Rohranschlüsse; ANSI Klasse 2500; Leckageklasse IV gewährleistet blasen­dichte Absperrung, entscheidend während Wartungsvorgängen beim Spülen nachgeschalteter Komponenten.
    
    

      
Filter
      
Primär (2 µm) zur Entfernung von Grobpartikeln; Sekundär (0,1 µm) für Submikron-Reinheit, verhindert Düsenverstopfung und Schäden an Optiken in Hochleistungslasern.
    
    

      
Drucktransmitter
      
Benetzte Teile aus 316L Edelstahl; ≤0,5 % BFSL Genauigkeit; UL/CSA/GOST-Zulassungen; werkseitig kalibriert mit Zertifikat, gewährleistet rückverfolgbare Messungen über die gesamte Lebensdauer des Systems.
    
    

      
Sicherheitsventile
      
Federbelastete Ausführung aus SS316, eingestellt auf zwei Stufen (8 bar & 15 bar), um sowohl Niederdruck-Nachlaufkreise als auch Mitteldruck-Vorlaufkreise zu schützen; löst automatisch Alarme und sicheres Abblasen aus.
    
  

6. Konstruktion und Verarbeitungsqualität
Der Prüfstand verfügt über einen robusten Ganzstahlrahmen mit hoher Steifigkeit, um strukturelle Vibrationen zu minimieren und langfristige geometrische Stabilität sicherzustellen. Die UUT-Befestigung erfolgt über eine modulare Schnellwechselvorrichtung, die einen schnellen Austausch und eine exakte Ausrichtung ermöglicht. Alle Hydraulikanschlüsse stammen von weltweit anerkannten Marken wie Parker, Gates und Swagelok. Das System verwendet leckagefreie Edelstahlrohrleitungen, Hochdruck-Flexschläuche und vibrationsgedämpfte Halterungen für sowohl das HPU als auch die Aktuatorbaugruppen. Das Schranklayout, die Ventilpositionierung und die Rohrführung sind für Wartungszugang und Strömungsdynamik optimiert. Die gesamte Anlage ist pulverbeschichtet und korrosionsgeschützt, was einen langlebigen Betrieb über Jahre intensiver Nutzung gewährleistet.

7. Sicherheit & Normenkonformität
Sicherheit ist ein zentrales Konstruktionsprinzip dieses Systems:
▹ Zweikanal-Not-Aus an Bedienerstation und Hauptgestell  
▹ Überdruckventile für hydraulische und mechanische Kreisläufe  
▹ Steuerlogik nach ISO 13849-1 Kategorie 3 PL d  
▹ Alle spannungsführenden und hochdruckführenden Komponenten in geschützten Gehäusen  
▹ Elektrische Konformität gemäß IEC 60204-1 und CE-Kennzeichnung  

8. Bedienung & Steuerungsschnittstelle
Das System wird über ein integriertes SPS-System betrieben und gesteuert mit:
▹ 10"-Touchscreen-HMI  
▹ Benutzerdefinierte Testprofilprogrammierung  
▹ Echtzeit-Last- und Wegdiagramme  
▹ Alarmhistorie, Wartungshinweise und Kalibrierungsassistenten  
▹ Datenexport über USB, LAN oder Cloud-Synchronisation (optional)  
Bediener können Testsequenzen starten, pausieren, bearbeiten oder abbrechen und sofort auf Testleistungsdiagramme zugreifen. Passwortschutz für verschiedene Benutzerrollen (Operator / Supervisor / Admin) gewährleistet Audit-Trail-Kontrolle und Sicherheit.

9. Wartung, Service & Support
Der Prüfstand ist für vorausschauende und vorbeugende Wartung ausgelegt:
▹ Integrierter Ölqualitätssensor und Verstopfungsanzeigen  
▹ Leichter Zugang zum Hydraulikfilter und zur Pumpeneinheit  
▹ Automatische Warnungen bei Druckabfall, Temperaturanstieg oder ungewöhnlicher Vibration  

Neometrix bietet:
▹ Vor-Ort-Installation & Inbetriebnahme  
▹ Bedienerschulung und Wartungshandbücher  
▹ Jährliche Kalibrierungsverträge  
▹ Erweiterte Serviceverträge (1 bis 5 Jahre)  
▹ 24×7 Ferndiagnose und technischen Support  

10. Fazit
Der 45° Links- & Rechts-Moment-Dauerfestigkeitsprüfstand vereint mechanische Präzision, hydraulische Regelgenauigkeit und Softwareintelligenz. Er bietet Prüfingenieuren eine leistungsstarke Plattform zur Simulation realer Einsatzbedingungen, zur Beschleunigung der Produktentwicklung, zur Validierung von Sicherheitsmargen und zur Einhaltung internationaler Standards. Mit seiner umfassenden Ausstattung – von programmierbaren Lastprofilen bis hin zu moderner Datenerfassung – stellt der Prüfstand ein zuverlässiges und unverzichtbares Werkzeug für Qualitätssicherung, Ermüdungs-F&E und Produktionsvalidierung dar. Er ist ideal geeignet für Hersteller und Prüflabore, die Ausfallraten reduzieren, die Haltbarkeit verbessern und Entwicklungszeiten in den heutigen wettbewerbsintensiven Märkten verkürzen wollen.