Pendelschlagwerk

PROBLEMSTELLUNG
Der Werkstätte der HTBLA Neufelden steht keine Prüfmaschine zur Verfügung, mit der man Werkstoffproben auf ihre Kerbschlagzähigkeit untersuchen kann.
Da es aber in der Werkstoffkunde von hoher Bedeutung ist, die Eigenschaften diverser Materialproben schnell und effizient feststellen zu können, beauftragte uns die  Schule mit dem Bau einer solchen Prüfmaschine.

ZIELSETZUNG
Ziel war es ein Pendelschlagwerk zu bauen, welches folgende Kriterien erfüllt:
• Es soll ein Pendelschlagwerk mit 150 Joule Arbeitsvermögen nach Norm konstruiert und gebaut werden.
• Die Prüfmaschine soll zur Prüfung von Stahl verwendet werden.
• Das Pendelschlagwerk soll verfahrbar sein und die Abmaße des schulinternen Lifts  nicht überschreiten.
• Der Kerbschlagversuch soll in den Klassenräumen der HTL Neufelden durchgeführt werden, d.h. es soll ein Motor verwendet werden, der mit einer Spannung von 230V arbeitet.
• Die Benutzeroberflächenprogrammierung soll mit dem Programm LabView realisiert werden.

ERGEBNIS
Durch die erfolgreiche Verwirklichung der Maschine, die vor allem an die Bedürfnisse und Begebenheiten der Schule angepasst wurde, steht den künftigen Jahrgängen nun eine neue Möglichkeit der Werkstoffprüfung zur Verfügung.

PROJEKTABLAUF
• Festlegung des Entwurfs
• 3D – Konstruktion der Maschine
• Realisierung der Ablaufsteuerung
• Oberflächenprogrammierung im Programm LabView
• Testversuche
• Dokumentation

SYTEMBESCHREIBUNG
Das Hochheben des Pendelhammers wird durch einen Kegelradgetriebemotor realisiert. In der Endlage wird der Pendelhammer durch Ausschalten des Motors und gleichzeitiges Schalten der elektromagnetischen Schleifring-Kupplung bzw. durch Einschalten der Motorbremse gehalten. Durch anschließendes Drücken der Beidhandbetätigung am Bedienpult wird das Pendel fallen gelassen. Am untersten Punkt der Kreisbewegung wird die zu prüfende Werkstoffprobe vom Pendelhammer durchschlagen. Dieser schwingt anschließend  eine bestimmte Resthöhe weiter, aus welcher sich sodann die Kerbschlagarbeit errechnen lässt. Dazu übergibt ein Drehgeber  die Winkellage des Pendels am Umkehrpunkt der Steuerung. Dieses Signal wird von einem Berechnungsprogramm verarbeitet und die Kerbschlagarbeit für den entsprechenden Werkstoff wird anschließend am Flachbildschirm angezeigt.

The problem
To the workshop of the HTBLA Neufelden, there is no test machine available with which one can investigate materials for their impact toughness.
Because it  is, however, of high importance in the materials science to be able to ascertain the properties of various material samples fast and efficiently, the school instructed us with the construction of such a test machine.

Objectives
The aim was to build a which fulfils the following criteria:
• A impact testing machine – pendulum with 150 joules working capacity should be constructed and built after norm .
• The test machine should be used to test steel.
• The impact testing machine – pendulum should be mobile and it should fit into the school-internal elevator.
• The impact test should be carried out in the classrooms of the HTL Neufelden, implying that a special engine which works  with a tension of only 230 V  should be used.
• The user surface programming should be realized with the program LabView.

Project schedule
• Definition of the draft
• 3D – construction of the machine
• Realization of the sequence control
• Surface programming in the program LabView
• Tests
• Documentation

Result
Thanks to the successful realization of the machine which was adapted, above all, to the needs of the school building, a new possibility of impact test is now available to future generations.

Usability
This device is used as a test machine in the workshop area.

Descritpion
Raising the pendulum’s hammer is realized by a mitre gear engine. In the final position, the pendulum’s hammer is held by switching off the engine and concurrent switching of the electromagnetic collector ring-coupling or by turning on the engine brake. The pendulum is dropped by pressing dead man’s control in the control console. At the lowest point of the gyration the pendulum’s hammer will penetrate the material sample. From the rest height, the pendulum’s hammer further swings, the notch bar impact value can then be calculated. For this purpose, a incremental encoder hands over the corner position of the pendulum in the return point of the control. This signal is processed by a calculation program and the notch bar impact value for the material is indicated on the flat screen.