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Die Erfindung betrifft einen Getriebeprüfstand für Luftfahrzeuggetriebe, insbesondere Hubschraubergetriebe, umfassend ein Prüfstandsgetriebe, welches mit mindestens einer Antriebsmaschine verbunden ist und mehrere Anschlüsse aufweist, die jeweils für die Koppelung mit einem zu testenden Prüfgetriebe vorgesehen sind, wobei mindestens ein Anschluss in seiner Ausrichtung verstellbar ist.
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Neben anderen leistungsübertragenden Bauteilen von Antriebssträngen werden auch Getriebe im Hinblick auf zu realisierende Belastungen und zu erfüllende Sicherheitskriterien langen Prüfungen unterzogen, wobei dabei versucht wird, mit Hilfe von Prüfständen realitätsnahe Bedingungen zu erfüllen und in der Folge möglichst auch die im späteren tatsächlichen Einsatzfall vorherrschenden Belastungen nachzuempfinden. Im Wesentlichen sind dabei zwei Arten von Prüfständen bekannt, nämlich zum einen Bremsprüfstände und zum anderen Verspannungsprüfstände, wobei bei letzteren eine Prüfleistung in einem Verspannungskreis umläuft, in welchem das zu testende Prüfgetriebe eingeschlossen ist, und dabei nur entstehende Leistungsverluste von einer Antriebsmaschine abzudecken sind.
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Im Bereich der Luftfahrzeuggetriebe sind dabei unter anderem Hubschrauberhauptgetriebe im Hinblick auf die hohen vorherrschenden Sicherheitsstandards und der teils hohen zu übertragenden Antriebsleistungen zu testen. In einem Verspannungsprüfstand ist dem zu testenden Hubschrauberhauptgetriebe dann zumeist auf der Antriebsseite des Prüfgetriebes, sowie auf einer Abtriebsseite für einen Heckrotor ein erstes Prüfstandsgetriebe vorgeschaltet, während eine Abtriebsseite des Hubschrauberhauptgetriebe für einen Hauptrotor üblicherweise mit einem zweiten Prüfstandsgetriebe gekoppelt ist. Die Prüfstandsgetriebe stehen dann untereinander wiederum in Verbindung, um den geschlossenen Verspannungskreis zu bilden, wobei das erste Prüfstandsgetriebe mit einer oder auch mehreren Antriebsmaschinen in Verbindung steht. Da jedoch Hubschrauberhauptgetriebe auch innerhalb einer Leistungsklasse je nach konkreter Bauform des jeweiligen Hubschraubers hinsichtlich ihrer Anzahl und Lage von Eingangs- und Ausgangswellen stark voneinander abweichen können und daher bei einem Wechsel des Prüfgetriebes stets ein aufwändiger Umbau des kompletten Prüfstandes notwendig wäre, wird bei der Gestaltung von Prüfständen auch häufig deren Anpassbarkeit an unterschiedliche Prüfgetriebe berücksichtigt.
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Aus der
DE 196 16 729 A1 geht ein Getriebeprüfstand für Luftfahrzeuggetriebe hervor, welcher als Verspannungsprüfstand mit zwei Prüfstandsgetrieben ausgebildet ist. Ein erstes Prüfstandsgetriebe ist dabei mit einer Antriebsmaschine verbunden und weist mehrere Anschlüsse auf, an welchen jeweils eine Koppelung mit einem zu testenden Prüfgetriebe hergestellt werden kann. Hierbei verfügt das erste Prüfstandsgetriebe über zwei Überlagerungsgetriebe, die abtriebsseitig mittels zwischenliegender Adaptergetriebe mit Eingangsseiten des zu testenden Prüfgetriebes verbunden sind. Bei dem Prüfgetriebe handelt es sich um ein Hubschrauberhauptgetriebe, wobei die Eingangsseiten in dessen verbautem Zustand der Anbindung von Antriebsaggregaten des Hubschraubers dienen, während an Ausgangsseiten des Prüfgetriebes dann einerseits eine Verbindung zu einem Heckrotor, sowie andererseits zu einem Hauptrotor hergestellt ist. Die Belastung durch den Heckrotor wird im Verspannungsprüfstand dabei über einen Bremsgenerator dargestellt, während der Hauptrotor mit Hilfe einer Rotorbelastungseinheit und dem zweiten Prüfstandsgetriebe abgebildet wird, welches dann wiederum mit dem ersten Prüfstandsgetriebe zur Ausbildung eines geschlossenen Verspannungskreises verbunden ist. Um den Prüfstand nun für unterschiedliche Hubschraubergetriebe einer Leistungsklasse nutzen zu können, können die Anschlüsse des ersten Prüfstandsgetriebes im Bereich der Überlagerungsgetriebe in ihren vertikalen Ausrichtungen jeweils verstellt werden.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Getriebeprüfstand für Luftfahrzeuggetriebe zu schaffen, dessen Anpassbarkeit an unterschiedliche zu testende Prüfgetriebe weiter gesteigert ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebeprüfstand ein Prüfstandsgetriebe, welches mit mindestens einer Antriebsmaschine verbunden ist und mehrere Anschlüsse aufweist. Die Anschlüsse sind dabei für die Koppelung mit einem zu testenden Prüfgetriebe vorgesehen, wobei mindestens ein Anschluss in seiner Ausrichtung verstellt werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung ist der Getriebeprüfstand dabei insbesondere für die Prüfung von Hubschraubergetrieben und hier insbesondere Hubschrauberhauptgetrieben vorgesehen. Des Weiteren kommt als mindestens eine Antriebsmaschine bevorzugt eine elektrische Maschine in Form eines Elektromotors zur Anwendung. Die Anschlüsse des Prüfstandsgetriebes sind des Weiteren bevorzugt an Enden entsprechender Wellen des Prüfstandsgetriebes ausgebildet, so dass der jeweilige Anschluss entsprechend in Richtung der Rotationsachse der jeweiligen Welle orientiert ist. Im Prüfbetrieb ist das Prüfstandsgetriebe dann entweder direkt mit den entsprechenden Wellen des zu testenden Prüfgetriebes verbunden oder aber über weitere, zwischenliegende Wellen oder auch weitere Getriebe mit diesem gekoppelt.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Ausrichtung des mindestens einen Anschlusses in zumindest zwei zueinander orthogonalen Ebenen variiert werden kann. Mit anderen Worten kann also eine Orientierung des mindestens einen Anschlusses entlang zweier senkrecht zueinander verlaufender Ebenen verändert werden.
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Eine derartige Ausgestaltung eines Getriebeprüfstands hat dabei den Vorteil, dass durch die Variierbarkeit der Ausrichtung des mindestens einen Anschlusses eine universelle Nutzung des Prüfstandes für unterschiedliche Luftfahrzeuggetriebe, und hier insbesondere Hubschrauberhauptgetriebe, möglich ist. Denn durch die Verstellbarkeit in den zwei Ebenen kann der Prüfstand entsprechend an die Lage eines zugehörigen Anschlusses am zu testenden Prüfgetriebe angepasst werden, ohne dass eine Umkonstruktion des gesamten Getriebeprüfstands notwendig ist oder aber entsprechende Zwischengetriebe Anwendung finden müssen. Insofern kann der erfindungsgemäße Getriebeprüfstand für die Prüfung einer Vielzahl unterschiedlicher Prüfgetriebe zur Anwendung kommen, ohne dass dabei aufwendige Anpassungen am Prüfstand vorzunehmen sind.
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Im Falle der
DE 196 16 729 A1 können zwar auch Anschlüsse des Prüfstandsgetriebes in ihrer Ausrichtung verstellt werden, dies ist dabei aber nur in der Vertikalen möglich, so dass bei Aufbau eines Prüfgetriebes mit horizontal verlagerten Anschlüssen eine Umgestaltung des Prüfstandes oder die Verwendung von Zwischengetrieben nötig wird. Dies erhöht dabei entsprechend den Aufwand.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ausrichtungen mehrerer Anschlüsse des Prüfstandsgetriebes jeweils in je zumindest zwei zueinander orthogonalen Ebenen variierbar. Besonders bevorzugt betrifft dies dabei alle Anschlüsse, so dass eine besonders flexible Anpassung an das zu testende Prüfgetriebe möglich ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Ausrichtung des mindestens einen Anschlusses in horizontaler Richtung und in vertikaler Richtung variierbar. Hierdurch kann eine problemlose Anpassung an die Lage des zugeordneten Anschlusses seitens des Prüfgetriebes vorgenommen werden.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das Prüfstandsgetriebe in mehrere separate Einzelgetriebe aufgeteilt, von welchen jedes über mindestens einen der Anschlüsse verfügt. In Weiterbildung dieser Ausgestaltungsmöglichkeit kann dann zudem das jeweilige den mindestens einen verstellbaren Anschluss aufweisende Einzelgetriebe in seiner Aufbauhöhe verändert werden, so dass die Ausrichtung des jeweiligen Anschlusses im Endeffekt in allen drei Koordinatenrichtungen variiert werden kann. Die Orientierung des mindestens einen Anschlusses kann also dadurch variiert werden, dass schon die Höhe des Einzelgetriebes verändert wird, wobei dann hiervon ausgehend eine Orientierung des den Anschluss ausbildenden Wellenendes des Einzelgetriebes durch entsprechendes Verschwenken in der horizontalen und/oder vertikalen Ebene variiert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Variierbarkeit des mindestens einen Anschlusses über entsprechende Kegelradstufen im Prüfstandsgetriebe realisiert. Über eine Kegelradstufe kann dabei auf einfache Art und Weise ein Verschwenken einer der kegelradführenden Wellen um die Achse der jeweils anderen kegelradführenden Welle realisiert werden. Ist die Antriebsmaschine dann zudem gemeinsam mit dem Prüfstandsgetriebe verschwenkbar, so wird über die Kegelradstufe eine Verstellung um die jeweils hierzu orthogonale Ebene vollzogen. Alternativ dazu können ggf. aber auch mehrere Kegelradstufen vorgesehen sein, wobei über die eine Kegelradstufe dabei eine Verstellung in der einen Ebene und über die andere Kegelradstufe dann entsprechend eine Verstellung in der anderen Ebene realisierbar ist.
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In Weiterbildung der Erfindung bilden zwei Anschlüsse des Prüfstandsgetriebes je einen Abtrieb und ein Anschluss einen Antrieb des Prüfstandsgetriebes. Im Getriebeprüfstand werden dabei über die Abtriebe im Falle eines Hubschrauberhauptgetriebes Antriebsaggregate des Hubschraubers abgebildet, wohingegen der Antrieb des Prüfstandsgetriebes einer Koppelung mit einem Anschluss des Prüfgetriebes dient, an welchem ansonsten im Hubschrauber eine Verbindung zu einem Heckrotor desselbigen hergestellt ist.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist an zumindest einem der Anschlüsse ein Adaptergetriebe angebunden. Hierdurch kann eine geeignete Übersetzung oder auch ein evtl. notwendiger Achsversatz realisiert werden, um das jeweilige Prüfgetriebe unter geeigneten Bedingungen testen zu können.
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Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass ein weiteres, zweites Prüfstandsgetriebe vorgesehen ist, welches mit dem ersten Prüfstandsgetriebe verbunden ist und einen Anschluss für die Verbindung mit dem Prüfgetriebe aufweist. Besonders bevorzugt ist dieses zweite Prüfstandsgetriebe dabei in einem Prüfstandsrahmen oberhalb des ersten Prüfstandsgetriebes positioniert und wird an seinem Anschluss über eine Rotorbelastungseinheit mit dem Prüfgetriebe verbunden, wodurch im Prüfbetrieb eine Belastung des Prüfgetriebes durch den im Hubschrauber dort befindlichen Rotor simuliert werden kann. Bei dem zugehörigen Anschluss des Prüfgetriebes handelt es sich dementsprechend um einen Hauptabtrieb des Hubschrauberhauptgetriebes, an welchem im verbauten Zustand der Rotor des Hubschraubers angegliedert ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Getriebeprüfstand bevorzugt als Verspannungsprüfstand ausgestaltet, bei welchem das erste Prüfstandsgetriebe, bevorzugt auch das weitere, zweite Prüfstandsgetriebe und das Prüfgetriebe gemeinsam einen Verspannungskreis aufbauen, in welchem das Prüfgetriebe getestet wird. Alternativ dazu könnte es sich bei dem Getriebeprüfstand aber auch um einen Bremsenprüfstand handeln.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Getriebeprüfstands entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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2 eine Draufsicht auf einen unteren Teil des Getriebeprüfstands aus 1.
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Aus 1 geht eine perspektivische Ansicht eines Getriebeprüfstands entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, auf welchem Luftfahrzeuggetriebe in Form von Hubschrauberhauptgetrieben getestet werden können. Der Getriebeprüfstand ist dabei als Verspannungsprüfstand ausgestaltet und umfasst ein erstes, unteres Prüfstandsgetriebe 1 und ein zweites, darüber angeordnetes Prüfstandsgetriebe 2. Die beiden Prüfstandsgetriebe 1 und 2 sind dabei zur Ausbildung des Verspannungsprüfstandes miteinander gekoppelt und stehen zudem im Rahmen eines – vorliegend dargestellten – Prüfaufbaus mit einem zu testenden Prüfgetriebe 3 in Verbindung. Bei dem ersten Prüfstandsgetriebe 1 sind dabei zwischen dem Prüfgetriebe 3 und Anschlüssen 4, 5 und 6 jeweils Adaptergetriebe 7 bzw. 8 bzw. 9 vorgesehen, während zwischen Prüfgetriebe 3 und dem zweiten Prüfstandsgetriebe 2 eine Rotorbelastungseinheit 10 platziert ist.
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Die Anschlüsse 4 und 6 des ersten Prüfstandsgetriebes 1 bilden vorliegend Abtriebe desselbigen, über welche im Zusammenspiel mit den zugehörigen Adaptergetrieben 7 und 9 Antriebe des Prüfgetriebes 3 ausgestaltet werden, wobei an diesen Antrieben des Prüfgetriebes 3 in dessen verbautem Zustand im Hubschrauber Antriebsaggregate angebunden sind. Hingegen bildet der Anschluss 5 einen Antrieb des ersten Prüfstandsgetriebes 1 aus, mit Hilfe von welchem im Zusammenspiel mit dem Adaptergetriebe 8 ein mit dem Prüfgetriebe 3 in dessen verbauten Zustand gekoppelter Triebstrang zu einem Heckrotor des Hubschraubers simuliert wird. Abweichend von der in 2 dargestellten bespielhaften Anordnung des Prüfgetriebes 3 zu dem Adaptergetriebe 8, ist es auch möglich, dass der Ausgang (ohne Bezugszeichen) des Prüfgetriebes 3, an den das Adaptergetriebe 8 angeschlossen ist, diametral angeordnet ist. In diesem Fall, weist der Ausgang des Prüfgetriebes 3 in der Zeichenebene in 2 nach oben und es sich (nicht dargestellt) Umlenkvorrichtungen vorhanden zum Anschluss dieses Ausgangs an das Adaptergetriebe 8. Schließlich ist die Rotorbelastungseinheit 10 und damit auch das zweite Prüfstandsgetriebe 2 mit einem Hauptabtrieb 11 des Prüfgetriebes 3 verbunden, an welchem sich im verbauten Zustand im Hubschrauber ein Hauptrotor des Hubschraubers anschließt.
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Wie ferner aus 1 und insbesondere auch aus der weiteren Ansicht in 2 zu erkennen ist, ist das erste Prüfstandsgetriebe 1 vorliegend in mehrere Einzelgetriebe 12, 13 und 14 aufgeteilt, von welchen das Einzelgetriebe 12 den Anschluss 4, das Einzelgetriebe 13 den Anschluss 5 und das Einzelgetriebe 14 den Anschluss 6 aufweist. Zudem sind an den Einzelgetrieben 12 und 14 jeweils Antriebsmaschinen 15 und 16 in Form von Elektromotoren angegliedert.
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Als Besonderheit können nun die Positionen der Anschlüsse 4 bis 6 des ersten Prüfstandsgetriebes 1 verstellt werden, um den Getriebeprüfstand universell für unterschiedliche Prüfgetriebe verwenden zu können, welche auch innerhalb einer Leistungsklasse stark voneinander abweichende Anzahlen von Anschlüssen und Achsversätze zwischen diesen Anschlüssen aufweisen können. Vorliegend können die Anschlüsse 4 und 6 dabei in ihrer horizontalen und ihrer vertikalen Orientierung variiert werden, während der Anschluss 5 lediglich in der Horizontalen variierbar ist. Bei den Einzelgetrieben 12 und 14 kann zudem auch eine Aufbauhöhe mit Hilfe eines entsprechenden Unterbaus 17 bzw. 18 verändert werden, so dass die Anschlüsse 4 und 6 nicht nur hinsichtlich ihrer Orientierung in vertikaler und horizontaler Richtung, sondern auch von ihrer Höhe her variiert werden können.
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Für ein Verschwenken der Anschlüsse 4 und 6 in der Horizontalen ist das jeweilige Einzelgetriebe 12 bzw. 14 mit der zugehörigen Antriebsmaschine 15 bzw. 16 relativ zu dem jeweiligen Unterbau 17 bzw. 18 verschwenkbar, wohingegen eine Veränderung der Orientierung des jeweiligen Anschlusses 4 bzw. 6 in der Vertikalen durch ein jeweiliges Verschwenken einer den Anschluss 4 bzw. 6 endseitig bildenden Welle in der Vertikalen vollzogen wird. Letzteres ist dabei auf dem Fachmann prinzipiell bekannte – und vorliegend nicht weiter dargestellte – Art und Weise mit Hilfe von Kegelradstufen innerhalb des jeweiligen Einzelgetriebes 12 bzw. 14 möglich. In ähnlicher Weise wird auch bei dem Einzelgetriebe 13 ein Verschwenken des Anschlusses 5 in der Vertikalen mit Hilfe einer Kegelradstufe realisiert.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Getriebeprüfstands ist dessen universelle Anwendung für unterschiedlich gestaltete Prüfgetriebe einer Leistungsklasse möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Erstes Prüfstandsgetriebe
- 2
- Zweites Prüfstandsgetriebe
- 3
- Prüfgetriebe
- 4
- Anschluss
- 5
- Anschluss
- 6
- Anschluss
- 7
- Adaptergetriebe
- 8
- Adaptergetriebe
- 9
- Adaptergetriebe
- 10
- Rotorbelastungseinheit
- 11
- Hauptabtrieb
- 12
- Einzelgetriebe
- 13
- Einzelgetriebe
- 14
- Einzelgetriebe
- 15
- Antriebsmaschine
- 16
- Antriebsmaschine
- 17
- Unterbau
- 18
- Unterbau
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19616729 A1 [0004, 0011]
