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Die
Erfindung betrifft einen Verspannungsprüfstand, ein Verfahren zur Herstellung
eines Getriebes und ein Getriebe.
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Aus
der Internet-Seite http://www.tri.fh-mannheim.de/fzg.htm ist ein
Verspannungsprüfstand
bekannt, wobei Eintriebswelle des zu prüfenden Getriebes mit der Eintriebswelle
eines ersten Getriebes verbunden ist und die Abtriebswelle des zu
prüfenden
Getriebes mit der Abtriebswelle des ersten Getriebes verbunden ist.
Die Getriebe sind sozusagen parallel geschaltet. Dabei ist eine der
Verbindungs-Wellen mittels einer Kupplung unterbrochen. Die Verspannung
wird dadurch erreicht, dass mittels eines Hebelarms die erste Kupplungshälfte gegen
die zweite Kupplungshälfte
verdreht wird und dann die Kupplung fest verbunden wird. Somit ist
die Verspannung innerhalb des Prüfstandes erzeugt
und zu Beginn ihrem Wert nach auch bekannt.
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Vorteil
der Methode ist, dass ein verbundener Motor zum Antreiben der Wellen
nur die Verlustleistung des Prüfstandes
aufbringen muss und nicht die Nennleistung oder andere hohe Leistungswerte. Somit
ist der Antrieb des Prüfstandes
kostengünstig und
einfach realisierbar.
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Nachteilig
ist dabei, dass die Verspannung im Laufe des Betriebes nicht nachstellbar
oder änderbar
ist. Für
ein Nachstellen müsste
der Betrieb unterbrochen werden, die Kupplung geöffnet werden und der Hebelarm
mit Gewichten angehängt
werden zum Neueinstellen der Verspannung.
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Somit
ist auch ein automatisiertes Durchfahren von Lastzyklen, also vorgebbaren
Belastungszuständen,
nicht möglich.
Insbesondere ist kein Durchfahren von Zuständen im Vier-Quadrantenbetrieb
bei Elektromotoren ausführbar.
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Aus
der Veröffentlichung
Maschinenbau RUBIN 2004, Seite 72, „Karies-Prophylaxe für Zahnrad-Schwergewichte" ist ein Verspannungsprüfstand bekannt,
bei dem ein Motor ein Prüfgetriebe
antreibt, der ein Übertragungsgetriebe
des Prüfstandes
antreibt, dessen Abtrieb mit einem Generator verbunden ist, wobei
die von diesem erzeugte Energie dem antreibenden Motor zugeführt wird.
Auf diese Weise ist aus dem elektrischen Versorgungsnetz ebenfalls nur
die geringe elektrische Leistung zuzuführen, die der Verlustleistung
des Prüfstandes
insgesamt entspricht. Allerdings ist ein kostspieliger Motor und
ein kostspieliger Generator notwendig, die in ihrer Nennleistung
in der Größenordnung
des Prüfgetriebes
liegen. Außerdem
ist für
den Generator und den Motor noch jeweils eine Steuerelektronik und
eine Leistungselektronik notwendig, insbesondere entsprechende Stromrichter.
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Bei
einem anderen Verspannungsprüfstand, wie
auf Seite 70, dritte Spalte bis Seite 71, erste Spalte, und dem
dortigen Info 2 Feld ist eine ähnliche
Anordnung wie bei der Internet-Seite http://www.tri.fh-mannheim.de/fzg.htm
gezeigt, wo auch nur ein kleiner Motor zur Kompensation der Verlustleistung
des Prüfstandes
notwendig ist, aber eine hydraulisch betätigbare Verspannungskupplung
vorgesehen ist.
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Nachteilig
ist bei der Hydraulik, dass Hydraulik-Öl austreten kann und Verschmutzungen
auftreten können.
Außerdem
ist die Hydraulik-Verspannungskupplung und auch die Hydraulik-Versorgungs-Anordnung
sehr aufwendig und kostspielig.
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Aus
der
DE 34 24 923 C2 ist
ein Verspannprüfstand
bekannt, bei dem die Verspannung mittels einer Verspannkupplung
eingebracht wird, wobei die Kupplung zum Einbringen der Verspannung
geöffnet wird.
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Aus
der
DE 31 00 848 C2 ist
ein Verspannungsprüfstand
mit einem Verspanngetriebe in geschlossener Bauart bekannt, der
mindestens vier Getriebe umfasst. Dabei muss ein koaxiales Getriebe vorgesehen
werden zur Erzeugung der Verspannung mittels Verschwenken desselben
Getriebes.
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Aus
der
US 3 122 643 ist
ein Prüfapparat
für flexible
Wellen bekannt, der mindestens drei Getriebe umfasst. Für Prüflinge mit
großen
Baumaßen,
insbesondere quer zu den Wellensträngen
17 und (
37,
41,
43,
45,
47,
48),
ist eine aufwendige Umkonstruktion der Getriebe (
22,
24)
und (
13,
23) und der Verstelleinrichtung (
28,
55)
notwendig, insbesondere um die Übersetzungsverhältnisse
der Getriebe aufeinander abzustimmen.
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Aus
der
DE 29 08 860 A1 ist
ein geschlossenes Verspanngetriebe zur Prüfung von rotierenden mechanischen Übertragungselementen
bekannt, das mindestens vier Getriebestufen umfasst (s. Fig.).
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verspannungsprüfstand weiterzubilden,
um ihn einfacher und kostengünstiger
zu gestalten.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei dem Verspannungsprüfstand
nach den in Anspruch 1 oder 14, bei dem Verfahren nach den in Anspruch
25 und bei dem Getriebe nach den in Anspruch 26 angegebenen Merkmalen
gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Verspannungsprüfstand sind, dass dieser mindestens
zwei Umlenkvorrichtungen umfasst, wobei die Verspannung durch relatives
Verdrehen mindestens eines der Umlenkvorrichtungen erzeugt wird.
Insbesondere sind also durch die Erfindung vorteilhaft gegenüber dem
Stand der Technik Getriebestufen einsparbar. Somit lassen sich die
Fertigungskosten reduzieren. Weiterhin ist von Vorteil, dass die
Verspannung während
des bestimmungsgemäßen Betriebs des
Verspannungsprüfstands
einbringbar ist.
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Unter
Umlenkvorrichtung wird allgemein eine Vorrichtung verstanden, die
mindestens eine eintreibende und eine abtreibende Welle umfasst,
wobei ein an die eintreibende Welle angreifendes Drehmoment an die
abtreibende Welle übertragen
wird und umgekehrt, und wobei sich das übertragene Drehmoment an der
abtreibenden Welle mindestens in Richtung und Angriffspunkt – je nach
Umlenkvorrichtung auch in Betrag – von dem angreifenden Drehmoment unterscheidet.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung verbinden die Umlenkvorrichtungen
die Wellenstränge
zu einem geschlossenen Verspannkreis.
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Von
Vorteil ist dabei, dass zum Antreiben des Prüfstandes nur ein Motor notwendig
ist, der die Verlustleistung zuführt.
Somit ist der Prüfstand
kostengünstig
ausgeführt.
Außerdem
ist ein Verdrehen des Gehäuses
der Umlenkvorrichtung während
des Betriebes leicht möglich.
Lediglich ein Verdrehen, also Kippen oder ähnliche Bewegung, ist notwendig.
Da die Kippkraft einfach und leicht bestimmbar ist, kann ein kostspieliger
Drehmomentsensor im Wellenstrang entfallen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Wellenstränge in mindestens
einer Verdrehposition parallel angeordnet. Von Vorteil ist dabei,
dass der Verspannprüfstand
platzsparend aufbaubar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst mindestens ein
Wellenstrang zumindest eine längenveränderliche
Komponente, wobei insbesondere die Längenveränderung entlang der Achse dieser
Komponente erfolgt. Von Vorteil ist dabei, dass durch das relative
Verdrehen der einen Umlenkvorrichtung mindestens eine Längenveränderung
der längenveränderlichen
Komponente bewirkbar ist. Somit ist das Lager für die Verdrehbewegung einfach
ausfürbar.
Insbesondere wirken beim Verdrehen keine axialen Zugkräfte auf
die Wellenstränge.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Drehpunkt für das Verdrehen
und/oder die Drehachse für
das Verdrehen von einer Wellenachse einer Welle einer Umlenkvorrichtung
umfasst ist, insbesondere in einer Eintriebswelle oder Abtriebswelle.
Somit kann vorteilig Platz gespart werden.
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Weiterer
Vorteil der Erfindung ist, dass im Gegensatz zum Stand der Technik
kurz bauende, steife Verbindungswellen verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Gehäuse eines zweiten Getriebes
drehbar gelagert. Von Vorteil ist dabei, dass ein Gehäuse in dieser
einfachen Weise zu lagern ist und somit während des Betriebs drehbar
ist. Daraus ergeben sich die Vorteile der Erfindung.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Gehäuse eines zweiten Getriebes
derart drehbar gelagert, dass die Drehachse parallel zur Eintriebswelle und/oder
Abtriebswelle eines der Getriebe ausgerichtet ist. Insbesondere
sind die Eintriebswellen und die Abtriebswellen jeweils über Gelenkwellen
verbunden. Insbesondere weisen die Eintriebswellen und die Abtriebswellen
jeweils Flansche oder Kupplungen auf zur Verbindung mit den Gelenkwellen. Von
Vorteil ist dabei, dass für
die Erfindung geeignete Kupplungsvorrichtungen zum Koppeln der Getriebe verwendbar
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Gelenkwellen Gleichlaufgelenkwellen.
Alternativ sind die Gelenkwellen Kardangelenkwellen, wobei die Eintriebswellen
und Abtriebswellen der Getriebe parallel ausgerichtet sind. Wenn
die Gelenkwellen Kardangelenkwellen sind, sind Eintriebswellen und Abtriebswellen
sowie Kardangelenkwellen derart auszurichten, dass die Drehübertragung
gleichförmig verläuft, insbesondere
durch parallel ausgerichtete Gelenkwellenendstücke. Von Vorteil ist dabei,
dass einfache und kostengünstige
Komponenten verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verdrehen von einem Stellelement
ausführbar.
Von Vorteil ist dabei, dass während
des Betriebs ein Vorgeben und in Verbindung mit einem Sensor auch
ein Regeln ermöglicht
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stellelement als Kraftsteller
ausgeführt.
Von Vorteil ist dabei, dass die gestellte Kraft in direktem Zusammenhang
mit der Verspannung im Verspannkreis des Prüfstandes steht. Somit ist die
Verspannung mittels des Kraftstellers in einfacher Weise vorgebbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Sensor zur Bestimmung
der Kraft des Kraftstellers vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass
die Bestimmung des Verspannmomentes einfach und kostengünstig ermöglicht ist
und somit auch eine Regelung des Verspannmomentes auf Sollwerte
hin, insbesondere auf während
des Betriebes veränderbare
Sollwerte. Vorteiligerweise ist also die Verspannung während des
Betriebes des Prüfstandes
steuerbar oder sogar regelbar.
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Vorteilig
bei der Verwendung eines Sensors zur Bestimmung der Kraft im Kraftsteller
ist, dass ein Drehmomentsensor in den Wellnsträngen verzichtbar ist. Auf diese
Weise ist kostengünstig
die Verspannung bestimmbar.
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Hydraulik
ist vorteilhaft verzichtbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Verspannungsprüfstand nicht
nur Parallelwellengetriebe, wie beispielsweise Stirnradgetriebe. Der
geschlossene Verspannkreis des Verspannungsprüfstandes ist aus Winkelgetrieben,
koaxialen Getrieben, wie beispielsweise Planetengetrieben und Zyklogetrieben,
und/oder Parallelwellengetrieben zusammensetzbar. Von Vorteil ist
dabei, dass sie in geeigneter Weise kombinierbar sind und somit
sehr umfangreiche und komplexe Prüfaufgaben mit entsprechend
aufgebauten Strängen
ausführbar
sind. Je nach Verspannkreis sind zum Schließen des Strangs Hilfsgetriebe
hinzuzufügen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Getriebe dasselbe Übersetzungsverhältnis auf. Von
Vorteil ist dabei, dass nicht nur eines sondern gleichzeitig zwei
Getriebe überprüfbar sind.
Dies spart Zeit bei der Prüfung
der Getriebe. Dabei ist die Drehrichtung der Wellen der Getriebe
des Stranges zulässig
und richtig vom Fachmann zu wählen.
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Wesentliche
Merkmale bei dem Herstellverfahren sind, dass das Verfahren zumindest
die folgenden Schritte umfasst: das Getriebe wird hergestellt und
danach geprüft,
wobei zum Prüfen
ein Verspannungsprüfstand
nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche verwendet wird. Jedes Getriebe
wird also mittels des Prüfstandes
geprüft. Vorteilhaft
ist somit die Herstellung des Getriebes insgesamt kostengünstiger,
weil die Verspannungsprüfung
kostengünstig
und einfacher ausführbar
ist.
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Alternativ
weist das Herstellverfahren als wesentliche Merkmale folgende Schritte
auf:
- – das
Getriebe wird als vorläufige
Variante konstruiert,
- – die
vorläufige
Variante wird hergestellt,
- – die
hergestellte vorläufige
Variante wird geprüft,
- – das
Getriebe wird als verbesserte Variante konstruiert und hergestellt.
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Vorteilhaft
ist also nun nicht jedes Getriebe zu prüfen, sondern es genügt die Prüfungsergebnisse
im Rahmen der Konstruktion der verbesserten Variante einzubringen.
Somit sind besonders robuste Getriebe mit dauerhaft haltbaren Lagern
und Wellen sowie Verzahnungsteilen herstellbar.
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Die
Erfindung betrifft auch die Produkte der genannten Verfahren, also
entsprechend hergestellte Getriebe.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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- 1
- Motor
- 2
- erstes
Getriebe, fest montiert
- 3
- Gelenkwelle
- 4
- Gelenkwelle
- 5
- Gelenk
- 6
- Zweites
Getriebe
- 7
- drehbar
gelagerte Aufnahmeplatte
- 8
- Anschluss
für Kippkraftsteller
- 20
- erstes
Zahnrad
- 21
- zweites
Zahnrad
- 22
- Kippkraftsteller
- 30
- Motor
- 31
- erstes
Winkelgetriebe
- 32
- zweites
Winkelgetriebe
- 33
- Kupplung
- 34
- Riemen
- 35
- drittes
Winkelgetriebe
- 36
- viertes
Winkelgetriebe
- 40
- Drehachse
der Abtriebswelle
- 41
- erstes
koaxiales Getriebe
- 42
- zweites
koaxiales Getriebe
- 43
- Hebel
- 44
- Festes
Teil
- 60
- Motor
- 61
- erstes
Getriebe
- 62
- Gelenkwelle
- 63
- Aufnahmeplatte
- 64
- zweites
Getriebe
- 65
- Welle
- 66
- Hohlwelle
- 67
- Schrumpfscheibe
- 68
- Anschluss
für Kippkraftsteller
- 69
- Lager
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Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist
ein beispielhafter erfindungsgemäßer Verspannungsprüfstand gezeigt.
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Der
Motor 1 ist beispielsweise als elektrischer Motor ausführbar, der
von einem Umrichter versorgt wird. Der Motor 1 treibt ein
erstes Getriebe 2 an, das fest montiert ist auf dem Boden
oder einer Aufnahmeplatte. Auch Verbrennungsmotoren oder andere
Motoren wären
verwendbar.
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Die
Eintriebswelle des ersten Getriebes ist über eine Gelenkwelle 3 mit
der Eintriebswelle des zweiten Getriebes verbunden.
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Die
Abtriebswelle des ersten Getriebes ist über eine Gelenkwelle 4 mit
der Abtriebswelle des zweiten Getriebes 6 verbunden.
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Ein
erster Wellenstrang umfasst damit die Gelenkwelle 3, ein
zweiter Wellenstrang umfasst die Gelenkwelle 4.
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Das
zweite Getriebe ist auf einer Aufnahmeplatte 7 montiert,
die drehbar gelagert ist mittels eines Gelenkes 5. Es ist
also mindestens eine Drehachse für
das zweite Getriebe vorhanden, die parallel zur Eintriebswelle und
Abtriebswelle des ersten Getriebes ausgerichtet ist.
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Die
beiden Getriebe (2, 6) wirken jeweils als Umlenkvorrichtung
und schließen
den Verspannkreis. Der Verspannkreis umfasst somit die beiden Getriebe
(2, 6) und die beiden Wellenstränge.
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Die
Aufnahmeplatte 7 weist einen Anschluss 8 für ein Stellelement,
insbesondere einen Kraftsteller, auf.
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Dieser
treibt die Aufnahmeplatte 7 an zur Drehung um die genannte
Drehachse. Auf diese Weise wird der Verdrehwinkel erzeugt. Durch
die Verdrehung der Aufnahmeplatte und des verbundenen Gehäuses des
zweiten Getriebes entsteht eine Verdrehung, also Torsion, im Wellenstrang
und somit im Verspannkreis, die über
die Steifigkeit zu einem Verspanndrehmoment führt.
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Die
Gelenkwellen sollen derart ausgeführt und montiert sein, dass
sie gleichförmig übertragen.
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Als
Gelenkwellen sind hierzu Gleichlaufgelenkwellen vorsehbar.
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Alternativ
sind aber auch die in 1 gezeigten Kardangelenkwellen
verwendbar, wobei in diesem Fall darauf geachtet werden muss, dass
alle vier Wellenachsen der Getriebe, also die beiden Eintriebswellen
und Abtriebswellen, parallel orientiert sein müssen, um die Gleichförmigkeit
zu erreichen. Insbesondere sind die Gelenkwellenendstücke parallel
ausgerichtet oder weisen betragsmäßig gleich große Beugewinkel
der Gelenkwellenendstücke
gegen die Horizontale auf, wobei die Gelenkwellenendstücke in einer
Ebene vorgesehen sind.
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In 1 sind
die Getriebe beispielhaft als einstufige Stirnradgetriebe dargestellt.
Es sind aber auch Getriebe mit mehreren Stufen verwendbar.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind Getriebe mit Winkelgetriebestufen oder Planetengetriebestufen
oder Zyklogetriebestufen verwendbar, wobei allerdings die Getriebe
mit weiteren Getrieben geeignet kombiniert werden müssen zur
Schließung
des Verspannkreises.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist im Bereich des Anschlusses 8 eine Kraftmessdose oder
ein entsprechender Sensor vorgesehen. Auf diese Weise wird die Bestimmung
der Kraft zum Heben der Aufnahmeplatte 7 ermöglicht.
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Da
ein eindeutiger Zusammenhang mit dem Verspannmoment im Prüfstand besteht,
ist aus dem Kraftmesswert das Verspannmoment bestimmbar.
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Mittels
des Sensors ist eine Anzeige und/oder Regelung der Verspannung ausführbar während des
Betriebs.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird als Stellelement am Anschluss 8 eine Vorrichtung verwendet,
die die Gewichtskraft einer Masse zum Anschluss 8 lenkt
zur Erzeugung des Verdrehwinkels.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
umfasst das Stellelement eine Feder mit Auslenkvorrichtung zur Einstellung
der Federkraft.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist der Anschluss 8 mit einem Hydrauliksteller verbunden,
der als Sensor einen Hydraulikdrucksensor umfasst. Somit ist aus
dem Druckmesswert ein Rückschluss
auf die Kraft und/oder Verspannung ermöglicht.
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Vorteiligerweise
lässt sich
das Verspannmoment des Prüfstandes
während
des Betriebs einfach und schnell verändern, indem der Kippkraftsteller
am Anschluss 8 andere Höhen,
also andere Kräfte,
einstellt.
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In 2a und 2b ist
die Wirkungsweise der Anordnung deutlicher erklärt:
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In 2a ist
die Aufnahmeplatte 7 noch parallel zur Aufnahmeplatte des
ersten Getriebes 2 angeordnet. Das erste Zahnrad 20 und
das zweite Zahnrad 21 sind zur Markierung ihres Drehwinkels mit
schwarzen Strichen versehen.
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In
2b hat
der Kraftsteller
22 eine Drehung der Aufnahmeplatte
7 um
den Winkel α bewirkt. Da
man sich die Zahnräder
des ersten Getriebes als unveränderlich
vorstellen kann, ist in diesem gedanklichen Fall der Drehwinkel β für das zweite
Zahnrad vorhanden. Der Drehwinkel β ist eine Funktion des Drehwinkels α und des Übersetzungsverhältnisses
i:
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Dabei
ist das Übersetzungsverhältnis
als Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten
des ersten Getriebes definiert, wenn dieses frei drehend verwendet
wird. Das zweite Getriebe weist dasselbe Übersetzungsverhältnis auf.
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Für ein einstufiges
Stirnradgetriebe ist somit i < 0.
Positive i sind durch einen Kettentrieb, wie auch von Fahrrädern bekannt,
realisierbar. Alternativ ist auch ein Getriebe mit einer geraden
Anzahl von Getriebestufen zur Realisierung vorsehbar.
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Die
Drehung um den Drehwinkel β ist
ein Maß für das erzeugte
Verspannungsmoment im Prüfstand,
wenn die Steifigkeit bekannt ist.
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2a und 2b dienen
zur theoretischen Erläuterung.
In der Praxis wird sich die Verdrehung gleichförmig im gesamten Prüfstand ,
also in den Wellen des ersten und des zweiten Getriebes und in den
Gelenkwellen verteilen.
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3 zeigt
das Verhältnis
der Drehwinkel α und β in Abhängigkeit
von i. Daraus ist ersichtlich, dass für i = +1 der erfindungsgemäße Verspannungsprüfstand nicht
verwendbar ist. Beispiel für
einen solchen Fall sind ein erstes und zweites Getriebe mit zwei
gleichen, über
eine Kette verbundenen Zahnrädern.
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Für betragsmäßig sehr
kleine i, insbesondere sehr viel kleiner 1, sind schon geringste
Drehwinkel α ursächlich für große Verdrehungen
im Strang im Prüfstand.
Bei großer
Steifigkeit im Prüfstand
und im Verspannkreis lassen sich dann mit Kraftstellern mit kleinem
Hub, wie Piezoelemente und dergleichen, große Verspannmomente im Prüfstand erreichen.
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Der
Getriebeprüfstand
ist für
alle Getriebegrößen vorteilig
verwendbar, insbesondere vom Bereich der Nano-Getriebe oder Mikrogetriebe
bis zu großen
Industriegetrieben mit einigen Megawatt maximal übertragbarer Leistung. Äußerst vorteilig
ist die Erfindung im Bereich der Getriebe anwendbar, die mehr als
50kW maximal übertragbare
Leistung aufweisen. Während
des Betriebes sind verschiedene Größen messbar, wie beispielsweise
Geräuschentwicklung,
Temperaturentwicklung und dergleichen.
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Ein
Sensor zur Bestimmung der Kraft des Kraftstellers ist vorgesehen
zur Bestimmung des Verspannmomentes.
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In 4 ist
ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
gezeigt. Dabei treibt der Motor 30 über einen Riemen 34 den
ersten Wellenstrang des Verspannungsprüfstandes an. Im Gegensatz zur 1,
wo der Verspannkreis aus nur zwei Parallelwellengetrieben besteht,
umfasst nun der Verspannkreis vier Getriebe, nämlich das erste Winkelgetriebe 31,
welches über
die Kupplung 33 das zweite Winkelgetriebe 32 antreibt,
wobei dieses über
eine Kardangelenkwelle mit dem vierten Winkelgetriebe 36 verbunden
ist, das über
die andere Kupplung 33 mit dem dritten Winkelgetriebe 35 verbunden
ist. Die Kardangelenkwelle 4 verbindet erstes mit drittem
Getriebe (31, 35). Die erste Umlenkvorrichtung
umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel
somit die Getriebe (31, 32) und die Kupplung 33,
die zweite Umlenkvorrichtung umfasst die Getriebe (35, 36)
und die andere Kupplung 33.
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Das
Produkt der Übersetzungszahlen
des ersten und zweiten Getriebes gleicht dem Produkt der Übersetzungszahlen
des dritten und vierten Getriebes oder gleicht dessen Reziprokwert.
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Bei
einem alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sind anstatt der Kupplungen 33 in 4 längenveränderliche
Wellen vorgesehen. Somit lässt
sich der Verspannungsprüfstand
ohne aufwendiges Umkonstruktionen an verschiedene Baumaße von Prüflingen
anpassen, insbesondere an große
Abmessungen quer zur Wellenstrangrichtung.
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6 zeigt
als weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
einen Verspannungsprüfstand. Ein
Motor 60 treibt über
eine Welle ein erstes Getriebe 61 an, das fest montiert
ist. Die eintreibende Welle des ersten Getriebes 61 ist über eine
Gelenkwelle 62 mit der eintreibenden Welle eines zweiten
Getriebes 62 verbunden. Die Gelenkwelle 62 ist
vorteilhaft als längenveränderliche
Kardangelenkwelle ausgeführt.
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Das
zweite Getriebe 62 ist auf einer Aufnahmeplatte 63 montiert.
Die Aufnahmeplatte 63 weist Mittel 68 zum Anschließen eines
nicht gezeigten Kippkraftstellers auf.
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Die
abtriebsseitige Welle des zweiten Getriebes 64 ist über eine
Welle 65 mit der abtriebseitigen Welle des ersten Getriebes 61 verbunden.
Somit wirken die beiden Getriebe jeweils als Umlenkvorrichtung.
Der erste Wellenstrang umfasst die Gelenkwelle 62, der
zweite Wellenstrang umfasst die Welle 65. Der Verspannkreis
umfasst also die beiden Umlenkvorrichtungen und beiden Wellenstränge und
ist somit geschlossen.
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Vorteilhaft
sind die abtriebsseitigen Wellen der Getriebe als Hohlwellen 66 ausgebildet,
und die Verbindung zwischen Hohlwelle 66 und Welle 65 erfolgt über Schrumpfscheiben 67.
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Die
Welle 65 ist weiter derart in einem Lager 69 gelagert,
dass die Aufnahmeplatte 63 mit dem Gehäuse des zweiten Getriebes 64 um
die Welle 65 verschwenkbar oder verdrehbar ist. Vorteilhaft
erfolgt dieses Verschwenken durch Betätigung eines an dem Mittel 68 angreifenden
Kippkraftstellers. Durch das Verschwenken wird erfindungsgemäß Torsion
in den Strang aus Wellen (62, 65) und Getrieben
(61, 64) und somit in den Verspannkreis eingebracht.
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Somit
ist das Getriebe 64 sogar während des Betriebs des Motors 60 verschwenkbar.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist mindestens ein Getriebe (61, 63) die zu prüfende Vorrichtung.
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Bei
einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist die Gelenkwelle 62 die zu prüfende Vorrichtung. Somit sind
nicht nur Getriebe sondern auch Gelenkwellen prüfbar.
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Bei
einem alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird die zu prüfende
Vorrichtung in den die Gelenkwelle 62 oder in den die Welle 65 umfassenden
Wellenstrang eingebaut.
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In 5a ist
ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
gezeigt. Dabei sind in einem Wellenstrang, der im Wesentlichen dem
ersten Wellenstrang der 4 entspricht, zwei koaxiale
Getriebe, wie Planetengetriebe oder Zyklogetriebe, zwischengeschaltet.
Eine erste Umlenkvorrichtung umfasst die Getriebe (31, 36),
eine zweite Umlenkvorrichtung umfasst die Getriebe (32, 35).
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Das
erste koaxiale Getriebe 41 ist fest montiert. Das zweite
koaxiale Getriebe 42 ist mit seinem Gehäuse drehbar gelagert im festen
Teil 44. Die zugehörige
Drehachse ist die Drehachse 40 der Abtriebswelle des zweiten
koaxialen Getriebes.
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In 5b ist
ein Schnitt skizziert durch den Bereich des Hebels 43,
der fest mit dem Gehäuse des
zweiten koaxialen Getriebes 42 verbunden ist. Wenn nun
der Kraftsteller 22 den Hebel 43 nach oben drückt, führt das
Gehäuse
des Getriebes 42 eine Verdrehung um die Drehachse seiner
Abtriebswelle aus. Somit wird Verspannung in den Strang gebracht
und ist wiederum sogar regelbar, wenn entsprechende Sensoren vorgesehen
werden.
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Also
ist die Verspannung bei koaxialen und bei anderen Getrieben mittels
Drehung des Gehäuses
erzeugbar und sogar während
des Betriebs regelbar.
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Bei
einem alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sind zwischen den Getrieben (36, 31) und zwischen
den Getrieben (32, 35) in 5a jeweils
längenveränderliche
Wellen vorgesehen, deren Längenveränderung
synchron vornehmbar ist. Somit lässt
sich der Verspannungsprüfstand ohne
aufwendige Umkonstruktionen an verschiedene Baumaße von Prüflingen
(42, 44) anpassen.
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Bei
einem alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist zwischen den Getrieben (36, 31) und zwischen
den Getrieben (32, 35) in 5a jeweils
eine lösbare
Kupplung vorgesehen. Somit lassen sich bei dem Verspannungsprüfstand die
Wellenstränge
leicht voneinander weg bewegen, insbesondere zum Austausch der Prüflinge (41, 42).
