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Das
technische Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Prüfstände für einen
Hebel, zum Beispiel den Hebel eines Fahrzeuggetriebes.
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Es
ist gegenwärtig
auf dem Gebiet der Getriebe-Prüfstände Maschinen
mit manueller Steuerung bekannt. Die verschiedenen Steuerungen,
welche die Auswählen
und das Einlegen eines Gangs erlauben, werden bei der Prüfung von
einer Prüfstands-Bedienperson von
Hand betätigt.
Es ist bei der Prüfung
eines Getriebes wichtig, die Beanspruchung zu messen, die zur Betätigung der
Steuerung zum Auswählen
oder der Steuerung zum Einlegen notwendig ist. Es ist bis heute
bekannt, die Steuerung zum Auswählen
oder Einlegen, die sich in Form eines durch die Bedienperson betätigten Hebels,
mit einem Griff zur Beanspruchungsmessung auszurüsten, der die Beanspruchung
misst, die von der Bedienperson ausgeübt wird, wenn sie den genannten
Hebel mittels des genannten Griffes betätigt.
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Eine
derartige Vorrichtung weist auf Grund seiner manuellen Bedienung
den großen
Nachteil auf, nicht in wiederholbarer Art und Weise bedient zu werden.
In Abhängigkeit
von der Bedienperson kann sich die am Steuerhebel wirklich aufgebrachte
Kraft von einer Bedienung zur anderen verändern. Die Messung der notwendigen
Beanspruchung ist nun gestört.
Der Wert dieser Messung ist ein wichtiges Kriterium für die Ermittlung
der Konformität
eines getesteten Getriebes. Eine mögliche Veränderlichkeit der aufgebrachten
Beanspruchung, die durch die manuelle Bedienung der Steuerung eingeführt wird, bringt
nun eine inakzeptable Subjektivität ein.
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Die
vorliegende Erfindung behebt diesen Nachteil, indem sie einen Prüfstand vorschlägt, der eine
teilweise oder völlig
automatisierte Bedienung der Steuerungen zum Auswählen und
Einlegen erlaubt, wobei die Sicherheit ganz beibehalten wird. Ein derartiger
Prüfstand
ermöglicht
es, eine objektive Messung der Beanspruchungen an einem Hebel, zum
Beispiel ein Getriebe-Bedienhebel,
zu erzielen.
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Gegenstand
der Erfindung ist ein Prüfstand, welcher
die Steuerung eines Getriebes erlaubt, wobei das genannte Getriebe
eine Steuerung zum Auswählen
aus wenigstens zwei Positionen und eine Steuerung zum Einlegen umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass er eine Steuereinheit umfasst, wobei ein
Auswahl-Stellglied, das es erlaubt, unter der Überwachung der Steuereinheit
die Auswahl-Steuerung
zu betätigen,
um einen Wechsel von einer Position zur anderen zu erzeugen, an
ein erstes Mittel zum Messen der für diesen Wechsel der Position
notwendige Beanspruchung und an ein Mittel zum Blockieren der Steuerung
zum Einlegen gekoppelt ist, welches unter der Überwachung der Steuereinheit die
Steuerung zum Einlegen während
dieses Wechsels der Position festsetzt.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung kann die Steuerung zum Einlegen wenigstens
zwei Stationen einnehmen, von denen die Eine eine neutrale Station
ist, und das Mittel zum Blockieren setzt die Steuerung zum Einlegen
in neutraler Station fest.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfasst der Prüfstand ein zweites Mittel zum Messen
der Beanspruchung, das die bei einem Wechsel von einer Station zur
anderen notwendige Beanspruchung misst.
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Vorteilhafterweise
ist das zweite Mittel zum Messen der Beanspruchung ein Drehmomentmesser,
der mit der Steuerung zum Einlegen verknüpft ist.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfasst das Auswahl-Stellglied eine
Anzahl von Auswahl-Zylindern, die in Serie aneinandergefügt sind
und gleich der Zahl der Positionen abzüglich einer Einheit ist.
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Vorteilhafterweise
sind die Auswahl-Zylinder pneumatische Zylinder.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfasst das Mittel zum Blockieren
wenigstens zwei pneumatische Zylinder.
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Ein
Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist es, zu ermöglichen,
dass eine objektive Messung der Beanspruchung zum Wechsel einer
Position der Auswahl-Steuerung erzielt wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es, zu
ermöglichen,
dass die Arbeit der Bedienperson vereinfacht wird, indem ein Teil
seiner Aufgaben automatisiert wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es, die
Bedienung der Steuerung zum Einlegen abzusichern, indem durch ihre
Festsetzung eine Bedienung während
einer Auswahl-Steuerung
untersagt wird, wobei eine derartige Betätigung sich als für das geprüfte Getriebe
zerstörend
herausstellen kann.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung treten deutlicher
aus der hiernach als Anhaltspunkt gegebenen detaillierten Beschreibung hervor,
die sich auf die Abbildungen bezieht, in welchen:
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1 die
typische Schaltkulisse eines Getriebes darstellt,
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2 ein
Gesamtschema der Vorrichtung darstellt,
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3 das
Prinzip des Auswahl-Stellgliedes darstellt,
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4 das
Prinzip der Blockierung der Steuerung zum Einlegen darstellt, und
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5 und 6 ein
Ausführungsbeispiel
eines Prüfstandes
gemäß der Erfindung
darstellen.
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In 1 ist
die typische Schaltkulisse eines Getriebes 2 dargestellt.
Die hier dargestellte Schaltkulisse ist die eines Getriebes mit
fünf Vorwärtsgängen A1,
A2, A3, A4, A5 und einem Rückwärtsgang R1.
Die Bedienung eines solchen Getriebes besteht darin, einen Gang
unter den sechs dargestellten zu wählen, indem ein Steuerorgan,
typischerweise ein Hebel 17, entlang der dargestellten
Schaltkulisse bewegt wird. Die Bewegung des genannten Hebels 17 gliedert
sich im Inneren des Getriebes 2 auf in eine Bewegung zum „Auswählen" entlang der horizontalen
Achse der Schaltkulisse zwischen den drei Positionen 4, 4', 4'' und in eine Bewegung zum „Einlegen" entlang der vertikalen
Achse der Schaltkulisse mit den drei möglichen Stationen 6, 6', 60.
Das hier gezeigte Getriebe ist illustrativ. Es ist leicht zu verstehen,
dass das hier dargestellte Prinzip mit einem Schaltweg anwendbar
bleibt, der nur zwei Stationen 6, 60 anstelle
von dreien umfasst, wobei die eine von ihnen eine neutrale Station
bleibt. Ebenso kann das Prinzip des Auswählens mit einer Konfiguration,
die nur zwei Positionen umfasst oder im Gegenteil vier oder mehr
umfasst, abgewandelt werden. Es können eine „vordere" Station 6, die in 1 oben
dargestellt ist, eine „hintere" Station 6', die in 1 unten
dargestellt ist und eine neutrale, mittlere Station 60,
die mit der zentralen, horizontalen Achse übereinstimmt, unterschieden
werden. Die beiden Bewegungen zum Auswählen und Einlegen, die im Wesentlichen
senkrecht zueinander stehen, vereinigen sich, um einen Gang zu bestimmen.
So erlaubt es zum Beispiel das Auswählen in Position 4', den Gang A3,
wenn es sich mit einem Einlegen in die vordere Station 6 vereinigt, und
den Gang A4 zu bestimmen, wenn es sich mit einem Einlegen in die
hintere Station 6' vereinigt.
Wenn sich das Einlegen unabhängig
von der Position 4, 4' oder 4'' des
Auswählens
in neutraler Station 60 befindet, wird gar kein Gang bestimmt
und das Getriebe 2 ist noch im so genannten Totpunkt.
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2 zeigt
ein Gesamtschema der Vorrichtung 1. In dieser 2 ist
ein Getriebe 2 während
eines Versuchs dargestellt. In dem Zustand, in dem das Getriebe 2 auf
den Prüfstand 1 gesetzt
wird, ist es nicht mit dem zuvor erwähnten Steuerhebel 17 ausgerüstet, der
die beiden Bewegungen zum Auswählen
und Einlegen vereinigt. An dessen Stelle weist das Getriebe 2 getrennte
Steuerungen zum Auswählen 3 und
Einlegen 5 auf. Die Steuerung zum Auswählen 3 ist direkt
mit dem Getriebe 2 verbunden. Im Gegensatz dazu ist die
Steuerung zum Einlegen aus Bequemlichkeitsgründen zu einem Steuerhebel 5' verlagert.
Dieser Hebel zum Einlegen 5' ist
direkt mit der Steuerung zum Einlegen 5 durch nicht verformbare
Mittel in der Art von Kabeln oder starren Stangen verbunden, und
sowohl die Bewegungen als auch die auf den Hebel 5' aufgebrachten
Beanspruchungen werden in die eine Bedienrichtung oder in die andere
zum Organ zum Einlegen 5 übertragen. Es ist somit gleichwertig,
auf die Steuerung 5 oder auf den verlagerten Hebel 5' einzuwirken.
Jede der beiden Steuerungen 3, 5 bewegt sich linear
zwischen mehreren diskreten Positionen oder Stationen. Der verlagerte
Hebel 5' weist
eine kreisförmige
Bewegung zwischen typischerweise drei Stationen 6, 60, 6' auf. Eine Steuereinheit 7 gewährleistet
die Steuerung des Prüfstands.
Sie steuert die Stellglieder 8, 11 und verwaltet
die Erfassung der Messungen der Beanspruchungen.
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Die
Steuerung zum Auswählen 3 ist
zwischen den verschiedenen, oben beschriebenen Positionen 4, 4', 4'' linear verschiebbar. Diese Steuerung 3 wird
vorteilhafterweise durch ein Auswahl-Stellglied 8 bedient. Der Fachmann
kennt verschiedene Ausführungsformen
eines derartigen Auswahl-Stellgliedes 8, das in der Lage
ist, eine Steuerung zum Auswählen 3 zwischen
festgelegten, indexierten Positionen zu verschieben. Es ist so möglich, einen
kontinuierlichen Zylinder zu verwenden.
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Es
ist möglich
und vorstellbar, die Steuerung zum Einlegen 5 mit einem
Stellglied auszurüsten.
Es ist auch möglich,
für diese
Steuerung 5 eine manuelle Betätigung beizubehalten. Es bleibt
wichtig, keine Bedienung der Steuerung zum Einlegen 5 während einer
Bedienung der Steuerung zum Auswählen 3 auszuführen, da
die Gefahr besteht, das Getriebe 2 zu zerstören. Da
die Steuerung zum Auswählen 3 durch
die Steuereinheit 7 automatisch betätigt wird, ist es günstig, während eines
Auswählens
jegliche Bedienung der Steuerung zum Einlegen zu verhindern.
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Eine
vorteilhafte Methode, die verwendet wird, um das Stellglied auszuführen, ist
in 3 dargestellt. Um ein Auswahl-Stellglied 8 auszuführen, werden
elementare Zylinder 15 verwendet. Die Anzahl an Zylindern
ist gleich der Anzahl an Positionen abzüglich einer Einheit. So erlaubt
es beispielsweise das in 3 dargestellte Auswahl-Stellglied 8,
das drei elementare Zylinder 15 umfasst, eine Steuerung zum
Auswählen 3 mit
vier Positionen zu betätigen. Diese
Zylinder 15 sind in derartiger Weise in Serie aneinandergefügt, dass
sich ihre Verlängerungen
addieren. So sind die Achsen der Zylinder 15 im Wesentlichen
verschmolzen und die Stange oder der Körper eines Zylinders ist fest
mit dem Körper
oder der Stange des nächsten
Zylinders 15 verbunden. Jedem der Zylinder 15 ist
ein Wechsel der Position zugeordnet. Die Veränderung der Verlängerung
eines Zylinders 15 zwischen seiner Position der vollkommen
eingefahrenen Stange und der vollkommen ausgefahrenen Stange ist
gleich dem Abstand zwischen den beiden entsprechenden Positionen.
Eine derartige Ausführungsform
stellt den Vorteil dar, dass keine präzise Steuerung eines Zylinders
benötigt wird.
Es reicht aus, jeden elementaren Zylinder 15 im Ganzen
oder gar nicht ansteuern zu können.
So kann ein elementarer Zylinder 15 nur in zwei Konfigurationen
vorliegen: eingefahren oder ausgefahren. Dies vereinfacht die Steuerung
des Auswahl-Stellgliedes 8 deutlich, das von diskreten
Steuersignalen betätigt wird,
welche durch Ein-Aus-Befehle
zum Einfahren oder Ausfahren der verschiedenen elementaren Zylinder 15 gesteuert
werden. Die Betätigung
der Auswahl-Steuerung 3 erfolgt somit, indem jeder der
elementaren Zylinder 15 aufeinander folgend und in der Reihenfolge
der Anordnung gesteuert werden. Da jeder Zylinder 15 in
Ganzen oder gar nicht angesteuert wird, ist es nun möglich, pneumatische
Zylinder zu verwenden.
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Die
Messung der Beanspruchung, die für
die Ausführung
eines Wechsels der Position notwendig ist, ist nützlich, um das geprüfte Getriebe
zu qualifizieren. Diese Messung kann erzielt werden, indem ein erster
Sensor 10 zur Messung der Beanspruchung zum Beispiel zwischen
dem Stellglied 8 und der Steuerung zum Auswählen 3 eingebracht
wird, was in Bezug auf 2 beschrieben ist. Die Messung
der Beanspruchung wird durch die Steuereinheit 7 erfasst.
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4 zeigt
eine Ausführungsform
der Blockierung der Steuerung zum Einlegen, die hier im Bereich
des verlagerten Hebels 5' berücksichtigt
ist. Dieser Hebel kann zwischen einer Station 6, einer neutralen
Station 60 und einer Station 6' manuell bedient werden. Der Hebel
ist mit Mitteln zum Blockieren 11 versehen. Diese Mittel
zum Blockieren 11 umfassen zur Veranschaulichung zwei Blockierzylinder 11a und 11b.
Jeder Blockierzylinder 11 unterbindet ein Einlegen. So
unterbindet der erste Blockierzylinder 11a den Stationswechsel
zwischen der neutralen Station 60 und der Station 6 und
umgekehrt. Der zweite Zylinder 11b unterbindet den Stationswechsel zwischen
der neutralen Station 60 und der Station 6'. Die Stange
eines jeden Zylinders stellt in ausgefahrener Position ein Hindernis
für die
Verschiebung des Hebels 5' dar.
In eingefahrener Position einer jeden Stange ist der Hebel frei.
Wenn so zum Beispiel der Hebel 5' in neutraler Position 60 ist,
unterbinden die ausgefahrenen Stangen der beiden Blockierzylinder 11 jegliche
Bewegung des Hebels, wie es in der Figur dargestellt ist, und es
ist keine Steuerung zum Einlegen möglich. Die Blockierzylinder 11,
die im Ganzen oder gar nicht gesteuert werden, können vorteilhafterweise pneumatische
Zylinder sein. Die Mittel zum Blockieren 11 werden von
der Steuereinheit 7 überwacht,
die nun in Sicherheit eine Betätigung
der Steuerung zum Auswählen
ausführen
kann. Wenn die Auswahl-Position erreicht ist, kann die Steuereinheit 7 zum
Beispiel den Stationswechsel freigeben, indem die Stange des Blockierzylinders 11a eingefahren
wird. Eine manuelle Steuerung zum Einlegen ist nun einzig und allein
zur Station 6 möglich.
Die Position des Hebels 5' wird
von der Steuereinheit 7 mittels eines Positionssensors
(nicht dargestellt) erfasst, zum Beispiel ein Potentiometer, das
an der Achse des Hebels 5' angeordnet
ist.
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Eine
Form der Arbeitsweise kann die folgende sein. Die Steuereinheit 7 blockiert
den Hebel 5' in neutraler
Station, betätigt
dann die Steuerung zum Auswählen 3,
um ihn auf die erste Auswahl 4 zu platzieren. Dann gibt
sie den Hebel 5' zur
Station 6 hin frei. Die Bedienperson kann auf ihre Initiative
hin ein Einlegen zu dieser Station ausführen, indem sie den Hebel 5' manuell bedient.
Diese Tätigkeit
wird von der Steuereinheit 7 erfasst. Die Bedienperson
kann dann ein Einlegen zurück
zu Neutral ausführen,
indem die den Hebel 5' bedient.
Diese Tätigkeit
wird von der Steuereinheit 7 erfasst (2).
Die Steuereinheit 7 steuert auf diese Erfassung hin das
Blockieren des Hebels 5',
indem sie die Mittel zum Blockieren 11 betätigt. Dies
garantiert, dass der Hebel 5' und somit
die Steuerung zum Einlegen 5 in neutraler Position verbleiben,
wobei keine Steuerung zum Einlegen möglich ist. Die Steuereinheit 7 kann
nun die Steuerung zum Auswählen 3 betätigen, um
sie auf eine zweite Auswahl 4' zu platzieren. Die Steuereinheit
kann dann den Hebel 5' zur
Station 6, zur Station 6' oder zu beiden hin freigeben.
Diese Ausführungsform
erlaubt eine Kooperation zwischen der Bedienperson und der Steuereinheit 7.
Die Nutzung der Zeit wird so geteilt und es besteht keine Gefahr
einer gleichzeitigen Betätigung
der Steuerung zum Auswählen 3 und
der Steuerung zum Einlegen 5. Die Steuereinheit 7 verbleibt
in Wartestellung bis zur manuellen Rückkehr des Hebels 5' in die neutrale
Station 60. Dies erlaubt der Bedienperson, dass sie die Kontrolle über die
Geschwindigkeit des Versuchsablaufes behält.
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In 5 ist
eine Ausführung
der Steuerung nach 4 dargestellt, die auf einem
Gestell 14 befestigt ist, das die beiden Zylinder 11 und
den Hebel 5' in
neutraler Station 60 trägt.
Die Messung der Beanspruchung zur Betätigung des Einlegens wird von einem
Drehmomentmesser 13 durchgeführt, der zum Beispiel auf der
Drehachse des Hebels 5' angebaut ist.
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6 stellt
ein Ausführungsbeispiel
eines Versuchsstands gemäß der Erfindung
dar, bei dem das Gestell 14 durch ein Kabel 16 mit
dem Stellglied 8 verbunden ist, welches das Getriebe 2 steuert.