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Mechatronisches System Werkstoffprüfmaschine

Teil 2: Signal- und Energiefluss in der Prüfmaschine
  • Dietmar Findeisen
Veröffentlicht/Copyright: 28. Mai 2013
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Kurzfassung

Elektronisches Messen mechanischer Größen und Antriebsregelung in der Prüftechnik waren die Wegbereiter zur neuzeitlichen Prüfmaschine, die in Teil 2 näher untersucht wird. Bestehend aus den Komponenten Sensor, Aktor und Informationsverarbeitung ist die Prüfmaschine das Ergebnis einer Technologieintegration, also ganzheitlich zu betrachten. Zusammen mit dem Grundsystem Prüfobjekt bilden die Komponenten der Maschine ein mechatronisches System, dessen Funktionszusammenhang sich durch Gleichungen und Diagramme im Sinne der Systemtheorie beschreiben lässt. Bei den Diagrammen handelt es sich um blockorientierte Darstellungsebenen, die das jeweilige Übertragungsverhalten durch den Signal- bzw. Energiefluss in den Vordergrund stellen. Auf diesen Ebenen kann man neuzeitliche von konventionellen Prüfantrieben nach Wirkungsablauf und Energieübertragung eindeutig abgrenzen. Das Teilsystem „Beanspruchungseinrichtung‟ ist in seinem Verhalten vom Aktor, insbesondere durch die Art des verwendeten Energieträgers bestimmt. Die für Prüfsysteme wichtigsten Aktoren werden nach Aufbau und Wirkungsweise vorgestellt. Für Langzeitversuche, vornehmlich mit schwingender Beanspruchung, rückt der vom Verstärkerprinzip des Aktors abhängige Energieverbrauch zunehmend ins Blickfeld. Die Auswahl der Prüfmaschine erfolgt daher nicht allein nach Gütekennwerten der Signalübertragung. Vielmehr ist die Energieeffizienz des Prüfantriebs in einen qualitativen Systemvergleich einzubeziehen.

Abstract

Electrical measuring of mechanical quantities and motion control of drives have proved to be causative of modern testing machines being particularly investigated in part 2. The testing machine at present consisting of the components sensor, actuator and information processing results from integration of technologies and consequently must be on the whole considered. Together with the fundamental system testing object the components of a machine yield a mechatronical system, the functional efficacy of which may be represented by equations and diagrams in the sense of an system dynamics. Diagrams show graphs based on functional block representation levels which specify the respective transmission behaviour by signal flow respectively by energy flow. To distingnish conventional and modern testing machines definitely from another graph representation proves a convenient procedure. The transmission behaviour of the partial system testing drive is defined by the actuator, especially by its kind of applied energy. The actuators most significant for testing systems are presented. For longterm experiments, especially for fatigue testing, the consumption of energy depending on the amplifying principle of the actuator is increasingly of interest. The choice of testing machines is no more exclusively a question of quality characteristics concerning signal flow. The energy efficiency rather has to be included in a comparing valuation.


Prof. Dr.-Ing. habil. Dietmar Findeisen studierte Allgemeinen Maschinenbau an der TH Hannover, 1974 Promotion, 1984 Habilitation für das Fachgebiet Schwingungsmaschinen, 1989 apl. Professur an der TU Berlin. Er leitete bis März 2000 die Fachgruppe Wissenschaftlicher Gerätebau in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin. Seine Forschungsgebiete umfassen die Systemtheorie und Schwingungstechnik, die komplexe Leistungstheorie sowie die hydrostatische Leistungsübertragung (Ölhydraulik). Von 1976 bis 2002 Lehrtätigkeit an der TU Berlin Elemente des Schwingungsmaschinenbaus und Hydraulik und Pneumatik.


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Online erschienen: 2013-05-28
Erschienen im Druck: 2009-09-01

© 2009, Carl Hanser Verlag, München

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