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Prüfung von Federbälgen

Das Ing.-Büro IMBUS erhielt den Auftrag eine Prüfanlage für Federbälge zu entwickeln. Die bis dahin verwendete Prüfanlage konnte die Kenndaten der mechatronischen Bauteile nicht mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmen.Federbalgprinzip

Die Federbälge üben eine Kraft aus, die sich aus der Summe der Federkraft und der Kraft aus dem Gasdruck (grau) der in den Balg gepresst wird zusammensetzt.

Die Herausforderung bestand in der Genauigkeit der zu ermittelnden Kennwerte:

  • Ausgeübte Kraft Bereich 0 - 100 N Genauigkeit 0,0064 N
  • Gasdruck im Balg Bereich 0 - 4,5 bar Genauigkeit 0,75 mbar
  • Länge des Balgs Bereich 0 - 100 µm Genauigkeit 5,4 nm

Das bedeutet die Messtechnik benötigt Messbereiche von 1:15.625, 1:6.000 und 1:18.520.

TestaufbauDer mechanische Aufbau Prüfvorrichtung ist als kritisch einzustufen, da bei diesen Genauigkeitsanforderungen jegliche Verformung des Prüfaufbaus zu beachten ist. Auch die Befestigung der Federbälge ist so zu gestalten, dass die Bedingungen für die Nutzung in der Anwendung mit der in der Prüfanlage übereinstimmen.

Mit der entwickelten Konstruktion konnten die Anforderungen erfüllt werden.

Als Ergebnis der Prüfungen soll die Kraft in Abhängigkeit vom Weg und vom Druck sowie die Balgsteifigkeit und die Balgfläche bestimmt werden. Alle Werte können mit einer Ungenauigkeit von jeweils ca. 0,5% bestimmt werden.