DE102007057052B4 - Schwenkprüfstand - Google Patents

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Abstract

Schwenkprüfstand (1), aufweisend einen gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig (2), der zur Aufnahme eines Prüfkörpers (9) eingerichtet ist, als auch eine ortsfeste Antriebseinheit (10) zum Antreiben des Prüfkörpers (9), wobei die Antriebseinheit (10) mit dem Prüfkörper (9) über ein getrennt vom kardanischen Käfig (2) angeordnetes, flexibles Kupplungsmittel (11) verbindbar ist, wobei das flexible Kupplungsmittel eine hydraulische Kupplung (11) umfasst, wobei die hydraulische Kupplung (11) aufweist: – eine von der Antriebseinheit (10) angetriebene, ortsfeste Volumenstrom-Geberpumpe (12) zur Erzeugung eines Volumenstroms einer Hydraulikflüssigkeit; – eine am Prüfkörper (9) anschließbare Volumenstrom-Nehmerpumpe (13) zum mechanischen Antrieb des Prüfkörpers (9); und – flexible Hydraulikleitungen (14, 15) zwischen der Volumenstrom-Geberpumpe (12) und der Volumenstrom-Nehmerpumpe (13), wobei die Volumenstrom-Nehmerpumpe einen Konstantmotor (13) umfasst, ferner aufweisend einen Kühlkreislauf (16, 17, 18, 19) für die Hydraulikflüssigkeit, welcher einen Hydraulikflüssigkeitskühler (17) umfasst; und ferner aufweisend einen Bypass (21, 22) für Hydraulikflüssigkeit zum Konstantmotor (13) zur Erhöhung einer Leckage von Hydraulikflüssigkeit des Konstantmotors (13).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwenkprüfstand, insbesondere einen Schwenkprüfstand für geschleppte Prüfkörper bzw. Prüfobjekte, speziell Fahrzeugmotoren oder Getriebe.
  • Es ist bisher ein Schwenkprüfstand bekannt, der einen gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig aufweist, mittels welchem ein geschleppter Prüfkörper verschwenkt werden kann. Zum Antrieb des Prüfkörpers wird eine externe Belastungseinheit verwendet, deren Antriebsstrang durch eine Schwenkachse zu einem der kardanischen Rahmen geleitet wird, und weiter im kardanischen Rahmen zum Prüfling. Dazu sind mehrere an den kardanischen Rahmen angeordnet Winkelantriebe vorhanden, wodurch unter anderem der kardanische Käfig nur unter hohem Aufwand herstellbar und zudem schwer und somit nur aufwändig bewegbar wird. Zudem sind ein Wechsel und eine Modifizierung des Prüfkörpers aufwändig.
  • DE 20 2004 014 853 U1 offenbart einen Prüfstand für die Untersuchung des Betriebsverhaltens von zur Verwendung bei Fahrzeugen bestimmten Verbrennungskraftmaschinen unter durch extreme Verzögerungen, Beschleunigungen und/oder Winkellagen des Fahrzeugs charakterisierbaren Betriebsbedingungen, umfassend einen kardanisch schwenkfähig aufgehängten, zur Fixierung der zu untersuchenden Verbrennungskraftmaschine eingerichteten Schwenkrahmen, wobei jeder der Achsen der kardanischen Aufhängung ein unabhängig steuerbarer Drehantrieb zugeordnet ist.
  • US 3,942,363 A offenbart ein Antriebs-Dynamometer-System, das an eine automatisierte Prüfung von Teilen wie Fahrzeugmotoren angepasst ist. Das Dynamometer ist ein hydrostatisches System, das mit einem Motor mit einem festen Hubvolumen verbunden ist, und mit einer eine Pumpe mit variabler Verdrängung, die zu dem zu prüfenden Teil beabstandet ist, wobei die Pumpe ein Motormittel zu dessen Antrieb aufweist. Das System verfügt über einen geschlossenen Hydraulikkreis, welcher den Motor und die Pumpe verbindet, wobei der Motor wahlweise kaltgetestet oder heiß-getestet wird, wobei der Motor beim Heißtesten als eine Pumpe und die Pumpe als Motor wirkt, welcher daher sein Motormittel antreibt. Vorzugsweise umfasst dieser einen Synchron-Elektromotor, der, wenn er als Generator fungiert, nutzbare elektrische Energie für die Vorrichtung bereitstellt, in der die Einheit aufgebaut ist. Es sind Mittel zum Einstellen der Verdrängung der Pumpe vorgesehen, und ein Regelkreis-System ist vorgesehen für das Pumpeneinstellungsmittel, um unterschiedliche Last- oder Trägheits-Bedingungen zu simulieren. Der Konstantverdrängungs-Motor hat zwei Antriebsanschlüsse, und eine Vorrichtung wird vorzugsweise zur Erfassung der Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen vorgesehen, um ein positives oder negatives Drehmoment anzeigen.
  • US 7,036,360 B1 offenbart einen Prüfstand für dynamische oder statische Prüfungen einer Fahrzeug-Antriebsstrang-Vorrichtung während eines Betriebs in unterschiedlichen Lagen. Eine spezielle Ausführungsform umfasst einen inneren und einen äußeren Rahmen, die ineinander über kardanische Lager getragen werden und die um Längs- und Querachsen schwenkbar sind. Der innere Rahmen trägt eine Halterung zur Befestigung eines Dynamometers, das mit einem Motor, einem Antriebsstrang oder einer anderen Vorrichtung verbunden ist, die durch Verkippen der Vorrichtung zu testen sind, um die Auswirkungen von Fahrzeugbeschleunigungen in verschiedenen Richtungen zu simulieren. Der Prüfstand kann von einzelnen Stützen getragen werden, die auf einer Bodenplatte in einer Motorprüfzelle befestigt sind und die Lager für den äußeren Rahmen stützten. Die schwenkbaren Rahmen werden durch Elektromotoren über Reduktiongetriebe angetrieben, welche so dimensioniert und montiert sind, dass sie die Masse und die Trägheit des Prüfstand minimieren und die Montage in einer Motorprüfzelle ermöglichen. Programmierbare Bedienelemente erlauben ein dynamisches Verkippen eines Motors unter Last.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur vergleichsweise preiswerten, einfachen und flexiblen Prüfung von Prüfkörpern auf Schwenkbewegungen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Schwenkprüfstands nach Anspruch 1 oder 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Der Schwenkprüfstand weist eine Schwenkeinheit in Form eines gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfigs auf, welcher zur Aufnahme eines Prüfteils eingerichtet ist. Durch die Verwendung eines kardanischen Käfigs kann eine hochgradig freie Verschwenkung eines am kardanischen Käfig aufgehängten Prüfkörpers bzw. Prüfobjekts erreicht werden. Zudem kann ein Prüfablauf mit hoher Genauigkeit wiederholt werden. Auch ist ein solcher Prüfstand mit vergleichsweise einfachen Komponenten aufbaubar. Ferner ist der Prüfkörper (ggf. mittels Adaptern und/oder Befestigungsdornen) einfach und stabil montierbar. Aufgrund der leichten Erreichbarkeit des Prüfkörpers wird die Arbeitssicherheit verbessert, und der Prüfkörper kann einfacher ein- und ausgebaut als auch umgebaut werden.
  • Theoretisch sind Verschwenkungen in sämtliche Raumwinkel möglich, z. B. ist der Prüfstand theoretisch um jede Schwenkachse um 360° schwenkbar. Bevorzugt wird es jedoch aus praktischen Erwägungen, wenn die Verschwenkung in der jeweiligen Schwenkachse auf unter 60° beschränkt ist, z. B. auf ca. 55°.
  • Die Beschränkung kann mechanisch oder, bevorzugt, elektronisch geschehen.
  • Der Schwenkprüfstand weist zum geschleppten Antrieb des Prüfkörpers auch eine ortsfeste Antriebseinheit zum Antreiben des Prüfkörpers auf, wobei die Antriebseinheit mit dem Prüfkörper zu dessen Antrieb über ein flexibles Kupplungsmittel verbindbar ist. Mittels des flexiblen Kupplungsmittels kann der Antriebsstrang die Bewegung des Prüfkörpers mitmachen. Die Bewegung des Prüfkörpers wird durch den ortsfesten Antrieb nicht mehr wesentlich behindert. Dies ist besonders bei höhergradigen Verschwenkungen sinnvoll, bei denen sonst ein steifer Antriebsstrang nicht mit der Bewegung des Prüfkörpers mitgeführt werden könnte. Das flexible Kupplungsmittel ist ferner vom kardanischen Käfig getrennt angeordnet, so dass der kardanische Käfig den Antriebsstrang auch noch mitbewegen muss. Das flexible Kupplungsmittel kann z. B. hoch aufgehängt werden. Dadurch ergibt sich eine erheblich einfachere und preiswertere Auslegung der kardanischen Rahmen und Schwenkmotoren.
  • Bevorzugterweise umfasst das flexible Kupplungsmittel eine hydraulische Kupplung. Besonders bevorzugt wird dabei eine hydraulische Kupplung, die mindestens aufweist: eine von der Antriebseinheit angetriebene, ortsfeste Volumenstrom-Geberpumpe zur Erzeugung eines Volumenstroms einer Hydraulikflüssigkeit; eine am Prüfkörper anschließbare Volumenstrom-Nehmerpumpe zum mechanischen Antrieb des Prüfkörpers mittels des Volumenstroms; und flexible Hydraulikleitungen zwischen der Volumenstrom-Geberpumpe und der Volumenstrom-Nehmerpumpe. Die Volumenstrom-Geberpumpe erzeugt allgemein aus einem mechanischen Antrieb einen Volumenstrom, während die Volumenstrom-Nehmerpumpe allgemein aus dem Volumenstrom einen mechanischen Antrieb erzeugt. Der mechanische Antrieb ist häufig eine Drehung einer Antriebswelle. Als flexible Hydraulikleitungen können beispielsweise Schläuche eingesetzt werden. Mittels der flexiblen Hydraulikleitungen ist ein Abkopplung der Bewegung des Prüfkörpers vom Antriebsmotor besonders einfach, genau steuerbar, langlebig und sicher erreichbar. Alternativ kann das flexible Kupplungsmittel anders ausgestaltet sein, z. B. als flexible mechanische Welle.
  • Zum leistungsstarken und dennoch preiswerten Antrieb des geschleppten Prüflings umfasst der ortfest angebrachte Motor vorzugsweise einen Drehstrom-Asynchronmotor.
  • Vorzugsweise umfasst die Volumenstrom-Geberpumpe eine Axialkolben-Verstellpumpe und/oder umfasst die Volumenstrom-Nehmerpumpe einen Konstantmotor. Zwar ist es möglich, eine Antriebsleistung des Konstantmotors auch über eine Einstellung des Durchsatzes der Axialkolben-Verstellpumpe zu regeln, jedoch ist dies vergleichsweise aufwändig. Es wird deshalb bevorzugt, dass eine Antriebsleistung nur über eine Steuerung der Antriebseinheit durchgeführt wird. Die Axialkolben-Verstellpumpe weist dazu für einen Prüfablauf eine feste Volumenstromstellung auf, insbesondere auf Vollförderung (maximaler Durchsatz).
  • Die Aufgabe wird auch durch einen Schwenkprüfstand für einen befeuerten Prüfkörper gelöst, der einen gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig aufweist, welcher zur Aufnahme des befeuerten Prüfkörpers eingerichtet ist, als auch eine hydraulische Kupplung, welche aufweist: eine am Prüfkörper angebrachte und von einer Antriebswelle des Prüfkörpers antreibbare Volumenstrom-Geberpumpe zur Erzeugung eines Volumenstroms einer Hydraulikflüssigkeit; eine ortsfeste Volumenstrom-Nehmerpumpe; und flexible Hydraulikleitungen zwischen der Volumenstrom-Geberpumpe und der Volumenstrom-Nehmerpumpe. Die hydraulische Kupplung dient hierbei nicht dem Antrieb, sondern kann zur Abbremsung des Antriebs des befeuerten Prüfkörpers verwendet werden.
  • In diesem Fall wird vorzugsweise ein Konstantmotor als Volumenstrom-Geberpumpe und/oder eine Axialkolben-Verstellpumpe als Volumenstrom-Nehmerpumpe eingesetzt. Dies entspricht in etwa einer Umkehrung der Wirkungsweise bezüglich des geschleppten Prüfkörpers.
  • Allgemein wird ein Schwenkprüfstand bevorzugt, welcher einen Kühlkreislauf für die Hydraulikflüssigkeit umfasst, insbesondere welcher einen Hydraulikflüssigkeitskühler umfasst. Vorzugsweise ist im Kühlkreislauf zur Reinigung der Hydraulikflüssigkeit auch ein Filter eingesetzt.
  • Auch wird allgemein ein Schwenkprüfstand bevorzugt, welcher einen Bypass (d. h., einen hydraulischen Nebenkreislauf) zur Leitung von Hydraulikflüssigkeit zum Konstantmotor zu dessen Kühlung umfasst, insbesondere durch Erhöhung einer Leckage von Hydraulikflüssigkeit am Konstantmotor. Vorzugsweise wird der Bypass vom Kühlkreislauf abgezweigt.
  • Sowohl bei einem befeuerten als auch bei einem geschleppten Prüfkörper weist der Schwenkprüfstand bevorzugt eine Abgasanlage auf, insbesondere eine Abgasanlage mit Ölabscheider und/oder Aktivkohlefilter. Bei geschlepptem Prüfkörper dient die Abgasanlage zur Abführung eines Motorölnebels.
  • Allgemein bevorzugt weist der Prüfstand eine Steuereinrichtung auf, welche die Verschwenkung des Prüfstands steuert. Die Steuereinrichtung weist bevorzugt eine programmierbare Prozessoreinheit auf, z. B. einen Mikrocontroller. Auch ist es bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung mit einem Speicher funktional verbunden ist, welcher voreingestellte Verschwenkungsabläufe beinhalten kann, z. B. in Form von Kennlinien. Diese Verschwenkungsabläufe können beispielsweise vorbestimmten Fahrprofilen bzw. Kurvenprofilen entsprechen.
  • Bevorzugt wird zur realistischen und preiswerten Nachbildung von Verschwenkungen ein Schwenkprüfstand, der jeweils einen Schwenkmotor zum Schwenken eines zugehörigen kardanischen Rahmens aufweist.
  • Es ist ein Verfahren zum Betreiben des (befeuerten oder geschleppten) Schwenkprüfstands, dass die mindestens eine Steuerkennlinie aus Daten, insbesondere Beschleunigungsdaten, einer Fahrt eines Kfz gewonnen wird. Beispielsweise kann ein Kfz mit Beschleunigungssensoren ausgestattet und einen gewünschten Kurs abgefahren werden. Die so gewonnenen Beschleunigungswerte können vom Prüfstand eingelesen und in entsprechende Kennlinien bzw. Bewegungsabläufe des kardanischen Käfigs umgesetzt werden.
  • Auch umfasst ist eine Verwendung eines Schwenkprüfstands, insbesondere wie oben beschrieben, mit einem gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig zur Verschwenkung eines am kardanischen Käfig befestigten befeuerten Prüfkörpers, insbesondere Kfz-Motors.
  • Im Folgenden wird der Schwenkprüfstand anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer dargestellt.
  • 1 zeigt in Schrägansicht den Aufbau des Schwenkprüfstands;
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm des Schwenkprüfstands mit Antriebseinheit für ein geschlepptes Prüfteil.
  • 3 zeigt eine Schrägansicht einer hydraulischen Kupplung des Schwenkprüfstands nach 2.
  • 1 zeigt Komponenten eines Schwenkprüfstands 1, der mittels eines kardanischen Käfigs 2 mit zwei kardanischen Rahmen 3, 4 realisiert ist. Zur Verschwenkung der kardanischen Rahmen 3, 4 ist an jedem der Rahmen 3, 4 ein jeweils zugehöriger Schwenkmotor 5, 6 montiert. Der kardanische Käfig 2 ist über Stützbeine 7 auf einem festen Sockel 8 montiert. Im einzelnen ist der äußere kardanische Rahmen 3 mittels der Schwenkmotors 5 am Sockel 8 schwenkbar (in der gezeigten Abbildung um die x-Achse), und der innere kardanische Rahmen 4 ist mittels des Schwenkmotors 6 am äußeren Rahmen 3 senkrecht dazu verschwenkbar (in der gezeigten Abbildung um die y-Achse).
  • Jeder Schwenkmotor 5,6 erbringt eine maximale Leistung von 0,18 kW, die jeweilige maximale Verstellung beträgt 18°/s. Der kardanische Käfig 2 ist in jeder der Schwenkachsen theoretisch um 360° schwenkbar, wird jedoch elektronisch auf 54° beschränkt, was einer Beschleunigung von maximal ca. 1,4 g entspricht.
  • Aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigt, aber vorhanden, ist eine Steuereinrichtung, die mit den Schwenkmotoren 5, 6 zu deren Steuerung verbunden ist. Eine Lage der kardanischen Rahmen 3, 4 bzw. eines Prüfkörpers wird mittels Winkelgebern (ohne Abb.) ermittelt. Mittels der Winkelgeber wird eine Winkelstellung mindestens eines der kardanischen Rahmen 3, 4 (insbesondere beider Rahmen 3, 4) ermittelt und an die Steuereinrichtung zur Ansteuerung, insbesondere Regelung, der Schwenkmotoren 5, 6 zurückgemeldet. Alternativ können die Schwenkmotoren 5, 6 auch ohne Winkelgeber verstellt werden. Der Schwenkprüfstand ist hier zur genaueren Einstellung der Schwenkwinkel für den statischen Bereich ausgelegt.
  • Die Anbindung an die Steuereinheit erfolgt über einen CAN-Bus, die Steuerung wird auf der Steuereinheit mittels des Steuerungssystems ”Diadem” realisiert. Dabei können die Daten, insbesondere Beschleunigungswerte, welche bei einer Messung im Fahrzeug auf dem Testgelände aufgenommen werden, direkt in Diadem eingebunden werden. Dadurch kann am Prüfstand der Fahrkurs mit hoher Genauigkeit simuliert werden.
  • 2 zeigt skizzenhaft als Blockdarstellung einen Schwenkprüfstand 1 für einen geschleppten Prüfkörper 9 (Motor, Getriebe u. v. m.), und 3 zeigt in Schrägansicht eine hydraulische Kupplung 11 des Schwenkprüfstands 1.
  • Um die kinematischen Anforderungen erfüllen zu können, ist es vorteilhaft, die zu bewegenden Massen zu reduzieren. Dies geschieht durch eine räumliche Trennung zwischen Prüfkörper 9 und Antriebseinheit 10, d. h., dass die Antriebseinheit 10 ortsfest angeordnet wird, während der Prüfling 9 geschwenkt wird. Am kardanischen Käfig 2 sind lediglich die Schwenkmotoren 5, 6 angebracht; der Antriebsstrang 11 ist vom Käfig 2 im Wesentlichen bewegungsentkoppelt und daran angelenkt.
  • Die Antriebseinheit 10 ist hier ein Drehstrom-Asynchronmotor, wie er beispielsweise von der Firma Siemens angeboten wird. Der Drehstrom-Asynchronmotor 10 erreicht eine Leistung von 220 KW und eine maximale Drehzahl von 10000 min–1. Der (begrenzte) Hochlauf von 0 auf 10000 min–1 erfolgt in 1 s.
  • Die Antriebseinheit 10 ist mit dem Prüfkörper 9 über eine flexible hydraulische Kupplung 11 verbunden, die bewegungsunabhängig vom kardanischen Käfig 2 geführt ist. Eine solche hydraulische Kupplung 11 wird beispielsweise von der Firma Rexroth Bosch angeboten. Die gestrichpunktet umrahmte hydraulische Kupplung 11 weist hier eine Hydraulikstrom-Geberpumpe in Form einer Axialkolben-Verstellpumpe 12 (156 KW, maximale Drehzahl 4100 min–1) und eine Hydraulikstrom-Nehmerpumpe in Form eines hydraulisch angetriebenen Konstantmotors 13 (133 KW, maximale Drehzahl 6900 min–1) auf. Die Axialkolben-Verstellpumpe 12 wird vom Drehstrom-Asynchronmotor 10 angetrieben. Der Konstantmotor 13 ist am Prüfkörper 9 zu dessen Antrieb angebracht, z. B. an einem Getriebedorn eines Motors. Die Kraftübertragung zwischen Axialkolben-Verstellpumpe 12 und Konstantmotor 13 (und damit zwischen Drehstrom-Asynchronmotor 10 und Konstantmotor 13) geschieht mittels flexibler hydraulischer Schläuche, von denen hier ein Zufuhrschlauch 14 und ein Rücklaufschlauch 15 dargestellt sind.
  • Beim Betrieb des geschleppten Schwenkprüfstands 1 wird durch den Drehstrom-Asynchronmotor 10 die Axialkolben-Verstellpumpe 12 angetrieben, welche einen Volumenstrom einer Hydraulikflüssigkeit (maximaler Volumenstrom hier: 201 l/min bei 400 bar) über den Zufuhrschlauch 14 zum Konstantmotor 13 liefert, welchen dieser in eine Antriebsbewegung einer mechanischen Welle umsetzt. Die Welle (ohne Abb.) treibt wiederum den Prüfkörper 9 an. Über den Rücklaufschlauch 15 wird die Hydraulikflüssigkeit wieder zur Axialkolben-Verstellpumpe 12 zurückgeführt. Durch die flexible Natur der Schläuche 14, 15 kann der Prüfkörper 9 in seiner Bewegung von den ortfesten Komponenten 10, 12 (im gestrichelt eingezeichneten Block) im Wesentlichen entkoppelt geschwenkt werden. Dadurch, dass die Schläuche 14, 15 nicht am kardanischen Käfig 2 angelenkt sind, kann der kardanische Käfig 2 besonders einfach und preiswert ausgelegt werden. Die Schläuche 14, 15 können zum Beispiel aufgehängt sein. Zur sicheren Befestigung kann ein Prüfkörper 9 mittels Befestigungsdornen an den Rahmen 3, 4 gesichert werden.
  • Dabei würde die Möglichkeit bestehen, die Leistung des Konstantmotors 13 außer über den Asynchronmotor 10 auch mit Hilfe einer Einstellung des Volumenstroms an der Verstellpumpe 12 zu regeln. Da ein zweiter Regelkreis jedoch die Dynamik des Prüfstands 1 negativ beeinträchtigt, wird die Antriebsregelung hier ausschließlich am Asynchronmotor 10 ausgeführt (z. B. durch Einstellung der Drehzahl); die Verstellpumpe 12 ist auf vorbestimmten Durchsatz eingestellt, hier vorteilhafterweise auf eine Vollförderung (maximaler Durchsatz).
  • Zur Kühlung der Hydraulikflüssigkeit wird von der (Haupt-)Zufuhrleitung 14 eine Kühlkreislauf-Zufuhrleitung 16 abgezweigt, die zu einem Hydraulikflüssigkeitskühler 17 führt, von wo aus die Hydraulikflüssigkeit über eine Kühlkreislauf-Rücklaufleitung 18 gekühlt wieder zur Axialkolbenpumpe 12 zurückgeführt wird. Zur Regelung des Kühlvolumenstroms ist in der Kühlkreislauf-Zufuhrleitung 16 ein Regelventil 19 eingebracht. Außer einem Hydraulikflüssigkeitskühler 17 ist auch ein Filter (ohne Abb.) zur Reinigung der Hydraulikflüssigkeit im Kühlkreislauf vorhanden.
  • Die Kühlung des Konstantmotors 13, dessen O-Ring-Dichtungen nur bis 115°C ausgelegt ist, erfolgt durch einen sog. Bypass. Dazu ist zwischen den Haupthydraulikleitungen 14, 15 ein Strömungswiderstand 20 eingebracht, der einen Druckunterschied Δp aufbaut und von dem flussaufwärts eine Bypasszuleitung 21 zum Konstantmotor 13 führt (angedeutet). Die dadurch transportierte Hydraulikflüssigkeit bewirkt durch eine verstärkte Leckage einen verstärkten Spülvorgang, durch den eine Kühlung insbesondere der Dichtungen verbessert wird. Der Leckagestrom wird über eine Bypassrückleitung 22 stromabwärts des Strömungswiderstands 20 in die Kühlkreislauf-Zufuhrleitung 16 eingebracht. Im Bypass kann ein Volumenstromregelventil (ohne Abb.) eingebracht sein.
  • Mit Hilfe dieses Aufbaus wird eine frühzeitige Konzeptentwicklung sowie eine sichere Serienauslegung insbesondere von Fahrzeugkomponenten ermöglicht. Der Prüfstand ist speziell geeignet zur Untersuchung des Verhaltens eines Ölkreislaufes eines Motors. Ein sehr wichtiger Aspekt dabei ist, dass die Versuche am Ölsystem bereits durchgeführt werden können, bevor eine bestimmte Applikation erste Steuergeräte bereitstellen kann. Die Versuche werden hier typischerweise bei Öltemperaturen zwischen 80 und 130°C durchgeführt.
  • Jedoch ist der vorliegende Schwenkprüfstand nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt.
  • So sind Verstellmotoren mit anderer Charakteristik einsetzbar, z. B. mit einer Leistung von 1,5 kW und einer maximalen Verstellung von 90°/s. Auch ist weder die Schwenkbarkeit des kardanische Käfigs auf 54° beschränkt, noch dessen Beschleunigung auf 1,4 g. Ferner ist der geschleppte Schwenkprüfstand nicht auf den statischen Bereich beschränkt, eine Nutzung im dynamischen Bereich ist ebenfalls möglich.
  • Grundsätzlich ist auch eine Nutzung für befeuerte Prüfkörper möglich. Dann können für den Fall eines befeuerten Motors als Prüfkörper durch Verwendung einer Abgasanlage mit Ölabscheider und Aktivkohlefilter auch hinsichtlich des Umweltschutzes die Anforderungen übertroffen werden. Die verwendeten Abgasschläuche sind dabei vorzugsweise für Temperaturen bis 180°C ausgelegt.
  • Auch ist die flexible Kupplungseinheit außer zu seiner Verwendung als flexibles Kupplungselement auch als zusätzlicher Antrieb einsetzbar.
  • Allgemein ist der Schwenkprüfstand nicht zur Nutzung auf irgendwelchen Anwendungsfeldern beschränkt. So ist der Einsatz des Schwenkprüfstandes außer mit Motorkomponenten auch mit anderen Antriebskomponenten, wie beispielsweise Getrieben, denkbar. Auch können beispielsweise Bahn- oder Flugzeugkomponenten untersucht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schwenkprüfstand
    2
    kardanischer Käfig
    3
    kardanischer Rahmen
    4
    kardanischer Rahmen
    5
    Schwenkmotor
    6
    Schwenkmotor
    7
    Stützbein
    8
    fester Sockel
    9
    Prüfkörper
    10
    Antriebseinheit
    11
    hydraulische Kupplung
    12
    Axialkolben-Verstellpumpe
    13
    Konstantmotor
    14
    Zufuhrschlauch
    15
    Rücklaufschlauch
    16
    Kühlkreislauf-Zufuhrleitung
    17
    Hydraulikflüssigkeitskühler
    18
    Kühlkreislauf-Rücklaufleitung
    19
    Regelventil
    20
    Strömungswiderstand
    21
    Bypasszuleitung
    22
    Bypassrückleitung

Claims (11)

  1. Schwenkprüfstand (1), aufweisend einen gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig (2), der zur Aufnahme eines Prüfkörpers (9) eingerichtet ist, als auch eine ortsfeste Antriebseinheit (10) zum Antreiben des Prüfkörpers (9), wobei die Antriebseinheit (10) mit dem Prüfkörper (9) über ein getrennt vom kardanischen Käfig (2) angeordnetes, flexibles Kupplungsmittel (11) verbindbar ist, wobei das flexible Kupplungsmittel eine hydraulische Kupplung (11) umfasst, wobei die hydraulische Kupplung (11) aufweist: – eine von der Antriebseinheit (10) angetriebene, ortsfeste Volumenstrom-Geberpumpe (12) zur Erzeugung eines Volumenstroms einer Hydraulikflüssigkeit; – eine am Prüfkörper (9) anschließbare Volumenstrom-Nehmerpumpe (13) zum mechanischen Antrieb des Prüfkörpers (9); und – flexible Hydraulikleitungen (14, 15) zwischen der Volumenstrom-Geberpumpe (12) und der Volumenstrom-Nehmerpumpe (13), wobei die Volumenstrom-Nehmerpumpe einen Konstantmotor (13) umfasst, ferner aufweisend einen Kühlkreislauf (16, 17, 18, 19) für die Hydraulikflüssigkeit, welcher einen Hydraulikflüssigkeitskühler (17) umfasst; und ferner aufweisend einen Bypass (21, 22) für Hydraulikflüssigkeit zum Konstantmotor (13) zur Erhöhung einer Leckage von Hydraulikflüssigkeit des Konstantmotors (13).
  2. Schwenkprüfstand (1) nach Anspruch 1, bei dem die Volumenstrom-Geberpumpe eine Axialkolben-Verstellpumpe (12) umfasst.
  3. Schwenkprüfstand (1), aufweisend einen gesteuert verschwenkbaren kardanischen Käfig (2), der zur Aufnahme eines befeuerten Prüfkörpers (9) eingerichtet ist, als auch eine getrennt vom kardanischen Käfig (2) angeordnete, hydraulische Kupplung (11), wobei die hydraulische Kupplung (11) aufweist: – eine am Prüfkörper (9) angebrachte und von einer Antriebswelle des Prüfkörpers (9) antreibbare Volumenstrom-Geberpumpe (13) zur Erzeugung eines Volumenstroms einer Hydraulikflüssigkeit; – eine ortsfeste Volumenstrom-Nehmerpumpe (12); und – flexible Hydraulikleitungen (14, 15) zwischen der Volumenstrom-Geberpumpe (13) und der Volumenstrom-Nehmerpumpe (12), wobei die Volumenstrom-Geberpumpe einen Konstantmotor (13) umfasst, ferner aufweisend einen Kühlkreislauf (16, 17, 18, 19) für die Hydraulikflüssigkeit, welcher einen Hydraulikflüssigkeitskühler (17) umfasst, und ferner aufweisend einen Bypass (21, 22) für Hydraulikflüssigkeit zum Konstantmotor (13) zur Erhöhung einer Leckage von Hydraulikflüssigkeit des Konstantmotors (13).
  4. Schwenkprüfstand nach Anspruch 3, wobei die Volumenstrom-Nehmerpumpe eine Axialkolben-Verstellpumpe (12) umfasst.
  5. Schwenkprüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von einer Zufuhrleitung (14) der flexiblen Hydraulikleitungen (14, 15) eine Kühlkreislauf-Zufuhrleitung (16) abzweigt, die zu einem Hydraulikflüssigkeitskühler (17) führt, von wo aus eine Kühlkreislauf-Rücklaufleitung (18) zurück zu der Volumenstrom-Geberpumpe (12; 13) führt.
  6. Schwenkprüfstand (1) nach Anspruch 5, bei dem in der Kühlkreislauf-Zufuhrleitung (16) ein Regelventil (19) eingebracht ist.
  7. Schwenkprüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bypass (21, 22) von dem Kühlkreislauf (16, 17, 18, 19) abzweigt.
  8. Schwenkprüfstand (1) nach Anspruch 7, bei dem zwischen den Hydraulikleitungen (14, 15) ein Strömungswiderstand (20) eingebracht ist, von welchem der Bypass (21, 22) zu dem Konstantmotor (13) führt.
  9. Schwenkprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem in dem Bypass (21, 22) ein Volumenstromregelventil eingebracht ist.
  10. Schwenkprüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Schwenkprüfstands (1), bei dem die Steuereinheit mit einem Speicher zur Speicherung mindestens eine Steuerkennlinie verbunden ist.
  11. Schwenkprüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwenkprüfstand (1) ein Motorprüfstand zu Aufnahme eines Prüfkörpers (9) in Form eines Motors ist.
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