DE102014213219B4

DE102014213219B4 - Anordnung zum Prüfen von Bauteilen

Info

Publication number: DE102014213219B4
Application number: DE102014213219.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Boehm
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: DE102014213219A1

Abstract

Anordnung zum Prüfen von Bauteilen in einem mit einem temperierten Prüfmedium (1) durchströmten Prüfbehälter (2) eines Prüfstandes, wobei zum Temperieren des Prüfmediums (1) ein Wärmeträgermedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) einwandig ausgeführt ist, wobei in den Mantelbereich (5) des Prüfbehälters (2) mehrere Kanäle als zumindest ein Rohrbündel (8) zum Erzeugen einer turbulenten Strömung des Wärmeträgermediums eingebracht sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Prüfen von Bauteilen in einem mit einem temperiertem Prüfmedium durchströmten Prüfbehälter eines Prüfstandes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der US 5 703 482 A ist eine Vorrichtung zum Testen elektronischer Geräte in aggressiven Medien bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Isolationstank, der ein inertes Material, beispielsweise eine fluorierte Kohlenwasserstoffflüssigkeit, enthält. Innerhalb des Isolationstanks befindet sich eine Testkammer, die ein aggressives und/oder flüchtiges Testmedium, beispielsweise ein Kraftstoffgemisch, enthält. Angrenzend an die Testkammer und ebenfalls innerhalb des Isolationstanks befindet sich eine Ladekammer, über die zu testende elektronische Geräte an den Testtank gekoppelt werden. Die Ladekammer, der Testtank und der Isolationstank sind alle von der Umgebung isoliert und sauerstofffrei, da sie jeweils Gasspülleitungen enthalten, die ein inertes Gas liefern, um in den jeweiligen Tanks und Kammern einen Überdruck zu erzeugen.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 196 44 029 A1 ist unter anderem ein Prüfstand zum Prüfen von Reiblamellen eines Lamellenschaltelements bekannt. Der bekannte Prüfstand umfasst einen Antriebsmotor, der über eine Drehmomentmessnabe mit einem Innenlamellenträger eines Lamellenschaltelements verbunden ist. Ein Außenlamellenträger des Lamellenschaltelements ist prüfstandseitig abgestützt. Die Innenlamellen des Innenlamellenträgers und die Außenlamellen des Außenlamellenträgers bilden das zu prüfende Lamellenpaket, welches sich innerhalb eines Prüfbehälters befindet. Der Prüfbehälter wird von einem Prüfmedium durchströmt, wobei zum Temperieren des Prüfmediums ein Wärmeträgermedium zum Beispiel Öl oder dergleichen verwendet wird. Der Prüfbehälter ist als doppelwandiges temperierbares Gefäß ausgeführt. Das Wärmeträgermedium wird durch den doppelwandigen Behälter geleitet.
Es hat sich gezeigt, dass bei einem derartigen Prüfbehälter eine geringe Wärmeübertragung erreicht wird, so dass eine schnelle Temperierung, also ein schnelles Heizen und Kühlen des Prüföls auf eine vorgegebene Temperatur nicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der eine möglichst schnelle Temperierung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Es wird somit eine Anordnung zum Prüfen von Bauteilen in einem mit einem temperierten Prüfmedium, zum Beispiel Öl oder dergleichen, durchströmten Prüfbehälter vorgeschlagen, wobei zum Temperieren des Prüfmediums ein Wärme bzw. Energieträgermedium, wie zum Beispiel Thermoöl oder dergleichen vorgesehen ist. Der Prüfbehälter ist zum Optimieren der Wärmeübertragung einwandig ausgeführt, wobei in den Mantelbereich des Prüfbehälters mehrere zumindest ein Rohrbündel bildende Kanäle zum Erzeugen einer turbulenten Strömung bei dem Wärmeträgermedium eingebracht sind.
Als Kanäle können zum Beispiel kleine Bohrungen oder dergleichen den Mantelbereich des Prüfbehälters durchziehen, wodurch das durchgeleitete Wärmeträgermedium, wie zum Beispiel Öl in eine turbulente Strömung gebracht wird, so dass die Wärmeübertragung an das Material des Prüfbehälters erheblich verbessert wird. Infolgedessen wird das Prüfmedium ohne Verzögerung temperiert. Folglich können mehrere Prüfungen bei unterschiedlichen Temperaturen ohne Zeitverzögerungen hintereinander durchgeführt werden.
Um die Wärmeübertragung weiter zu erhöhen und die Wärmeübertragungsstrecke auf ein Minimum zu verringern, ist vorgesehen, dass die eingebrachten Kanäle sehr dicht an das Prüfmedium geführt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass nur ein minimal notwendiger Abstand zwischen den Kanälen und der von dem Prüfmedium benetzten Innenoberfläche des Behälters vorgesehen wird.
Um die Aufheiz- und Kühlzeit auf ein Minimum zu reduzieren, kann der Prüfbehälter eine geeignete Isolierung aufweisen. Es ist auch möglich, dass mehrere Prüfbehälter in der vorbeschriebenen Art und Weise ausgeführt sind und miteinander verbunden sind, um die Aufheiz- und Kühlzeit weiter zu verringern. Durch die Regelung der Temperatur des Wärmeträgermediums kann die in das Prüfmedium übertragene Temperatur entsprechend begrenzt werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann bevorzugt bei einem Prüfstand zum Prüfen bzw. Testen von Reiblamellen in einem Prüfbehälter angewendet werden, der vorzugsweise mit einer sehr geringen Prüfölmenge betrieben wird. Wenn eine größere Menge an Prüfmedium eingesetzt werden soll, ist es möglich, den Prüfbehälter mit einem weiteren Prüfbehälter als separaten Tank zu verbinden und auch in diesem weiteren Prüfbehälter die vorgeschlagenen Maßnahmen zum Verbessern des Wärmeübergangs zu realisieren. Auf diese Weise ist ohne weiteres eine größere Prüfölmenge temperierbar.
Es ist auch denkbar, dass die vorgeschlagene Anordnung bei einem Wälzlagerprüfstand, bei einem Dichtungsprüfstand oder dergleichen Prüfstand eingesetzt wird, bei dem in einem Prüfbehälter ein Fluid schonend temperiert werden soll.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Prüfbehälter;
2 eine vergrößerte Detailansicht von mäanderförmigen Kanälen am Prüfbehälter gemäß 1; und
3 eine vergrößerte Detailansicht einer vom Prüfmedium benetzten Innenoberfläche des Prüfbehälters gemäß 1.

In den Figuren ist eine mögliche Ausführungsvariante einer Anordnung zum Prüfen von Bauteilen in einem mit einem temperiertem Prüfmedium 1 durchströmten Prüfbehälter 2 eines nicht weiter dargestellten Prüfstandes dargestellt. Vorzugsweise können Bauteile wie zum Beispiel Wälzlager, Dichtungen oder insbesondere auch Reiblamellen eines Reiblamellenschaltelements in dem Prüfbehälter 2 auf bekannte Art und Weise geprüft werden. Das Prüfmedium 1 wird über einen Pumpenkreislauf 3 dem Prüfbehälter 2 zugeführt und wieder abgeführt.
Zum Temperieren des Prüfmediums 1 ist ein Wärmeträgermedium, zum Beispiels Thermoöl, vorgesehen, welches über einen Zuführkanal 4 mehreren in den Mantelbereich 5 des Prüfbehälters 2 eingebrachten Kanälen zugeführt und durch einen Abführkanal 6 einem nicht weiter dargestellten Wärmetauscher zugeleitet wird.
Der einwandige Prüfbehälter 2 weist in seinem Mantelbereich 5 mehrere Kanäle zum Erzeugen einer turbulenten Strömung bei dem Wärmeträgermedium auf. Die Kanäle sind als mehrere parallel geschaltete Rohrbündel 8 in dem Mantelbereich bzw. -fläche 5 des Prüfbehälters 2 eingebracht. Die Kanäle jedes Rohrbündels 8 sind mäanderförmig entlang der Mantelfläche 5 angeordnet und weisen einen minimal notwendigen Abstand zu der vom Prüfmedium 1 benetzten Innenoberfläche 7 auf.
Um eine Verkürzung der Aufheiz- und der Kühlzeit des Prüfmediums 1 zu erreichen, ist der Prüfbehälter 2 mit einer Isolierung 10 versehen, wie dies insbesondere in 1 ersichtlich ist.
Die mäanderförmig geführten Rohrbündel 8 sind insbesondere in 2 dargestellt. Die zueinander parallelgeschalteten Rohrbündel 8 werden von dem Zuführkanal 4 mit Wärmeträgermedium bzw. Thermoöl versorgt, wobei der Abführkanal 6 das Wärmeträgermedium zu einem angeschlossenen Wärmetauscher leitet.
Der Wärmetauscher kann eine Einrichtung zum Regeln und Steuern der Temperatur des Wärmeträgermediums aufweisen, um so die Temperatur des Prüfmediums 1 zu begrenzen. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Prüfbehälter 2 mit einem weiteren nicht dargestellten zweiten Prüfbehälter verbunden ist, um so eine größere Prüfölmenge zu temperieren.
Gemäß 3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Innenoberfläche 7 des Prüfbehälters 2 mit einer die Oberfläche vergrößernden Struktur dargestellt. In die Innenoberfläche 7 sind Nuten bzw. Rillen 9 eingebracht bzw. eingefräst, um die Wärmeübergangsfläche zu vergrößern. Das Prüfgehäuse bzw. der Prüfbehälter 2 besteht aus einer Aluminiumlegierung, um eine hohe Wärmeleitung zu ermöglichen. Ferner ist das Einbringen der Kanäle und der Nuten 9 vorteilhaft einfach durch führbar.
Bezugszeichenliste

1: Prüfmedium
2: Prüfbehälter
3: Pumpenkreislauf
4: Zuführkanal
5: Mantelbereich bzw. fläche
6: Abführkanal
7: Innenoberfläche
8: Rohrbündel
9: Nuten bzw. Rillen
10: Isolierung

Claims

Anordnung zum Prüfen von Bauteilen in einem mit einem temperierten Prüfmedium (1) durchströmten Prüfbehälter (2) eines Prüfstandes, wobei zum Temperieren des Prüfmediums (1) ein Wärmeträgermedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) einwandig ausgeführt ist, wobei in den Mantelbereich (5) des Prüfbehälters (2) mehrere Kanäle als zumindest ein Rohrbündel (8) zum Erzeugen einer turbulenten Strömung des Wärmeträgermediums eingebracht sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel geschaltete Rohrbündel in dem Mantelbereich (5) des Prüfbehälters (2) mit geringem Abstand zur vom Prüfmedium (1) benetzten Innenoberfläche (7) des Prüfbehälters (2) eingebracht sind.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle jedes Rohrbündels (8) mäanderförmig entlang des Mantelbereiches (5) angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelgeschalteten Rohrbündel (8) an einen Zuführkanal (4) und einen Abführkanal (6) zum Verbinden mit einem Wärmetauscher angeschlossen sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine Einrichtung zum Regeln und Steuern der Temperatur des Wärmeträgermediums zum Begrenzen der Temperatur des Prüfmediums (1) aufweist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Prüfmedium (1) benetzte Innenoberfläche (7) des Prüfbehälters (2) eine die Oberfläche vergrößernde Struktur aufweist.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die vom Prüfmedium (1) benetzte Innenoberfläche (7) des Prüfbehälters (2) mehrere Nuten (9) eingebracht sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) eine Isolierung (10) zum Verkürzen der Aufheiz- und der Kühlzeit des Prüfmediums (1) aufweist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) mit einem zweiten Prüfbehälter verbunden ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbehälter (2) zum Prüfen von Wälzlagern, Dichtungen und/oder Lamellenschaltelementen vorgesehen ist.