DE102019108044B4 - Device for measuring frictional torques on wheel bearings - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Messung von Reibmomenten an Radlagern, insbesondere Wälzlagern, mit und ohne Lasteinwirkung von Radlasten, bestehend aus einem Maschinengestell, an dem ein Drehantrieb (1) mit einer Antriebswelle (2) gehalten ist, wobei die Antriebswelle (2) eine Lasteinleitungsvorrichtung (3) durchgreift und am die Lasteinleitungsvorrichtung (3) überragenden Ende einen Prüfteiladapter (5) aufweist, der Prüfteiladapter (5) eine Aufnahme für ein Prüflager (6) aufweist, der oder das über eine Welle mit einem gestellfest gehaltenen Drehmomentmesssystem (9) gekoppelt ist, wobei die Welle zwischen Prüfteiladapter (5) und Drehmomentmesssystem (9) ein gestellfest gehaltenes Lager (8), insbesondere ein hydrostatisches Lager, durchgreift, wobei die Lasteinleitungsvorrichtung (3) mit Einrichtungen zur vertikalen und horizontalen Krafteinleitung (10) kombiniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungsvorrichtung (3) zusätzlich mit einer Massenkompensationsvorrichtung (4) kombiniert ist, und dass die Massenkompensationsvorrichtung (4) aus Gegengewichten besteht und über einen Seilzug, eine Koppelstange oder über andere flexible Verbindungsmittel an die Lasteinleitungsvorrichtung (3) angeschlossen ist.Device for measuring frictional torques on wheel bearings, in particular roller bearings, with and without the action of wheel loads, consisting of a machine frame on which a rotary drive (1) with a drive shaft (2) is held, the drive shaft (2) having a load application device (3) extends through and at the end protruding beyond the load application device (3) has a test part adapter (5), the test part adapter (5) has a receptacle for a test bearing (6) which is coupled via a shaft to a torque measuring system (9) held fixed to the frame, wherein the shaft between test part adapter (5) and torque measuring system (9) passes through a bearing (8), in particular a hydrostatic bearing, which is held fixed to the frame, the load application device (3) being combined with devices for vertical and horizontal force application (10), characterized in that the load application device (3) is additionally combined with a mass compensation device (4) t, and that the mass compensation device (4) consists of counterweights and is connected to the load application device (3) via a cable pull, a coupling rod or other flexible connecting means.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Reibmomenten an Radlagern, insbesondere Wälzlagern, mit und ohne Lasteinwirkung von Radlasten, bestehend aus einem Maschinengestell, an dem ein Drehantrieb mit einer Antriebswelle gehalten ist, wobei die Antriebswelle eine Lasteinleitungsvorrichtung durchgreift und am die Lasteinleitungsvorrichtung überragenden Ende einen Prüfteiladapter aufweist, der Prüfteiladapter eine Aufnahme für ein Prüflager aufweist, der oder das über eine Welle mit einem gestellfest gehaltenen Drehmomentmesssystem gekoppelt ist, wobei die Welle zwischen Prüfteiladapter und Drehmomentmesssystem ein gestellfest gehaltenes Lager, insbesondere ein hydrostatisches Lager, durchgreift, wobei vorzugsweise die Lasteinleitungsvorrichtung mit Einrichtungen zur vertikalen und horizontalen Krafteinleitung kombiniert ist.The invention relates to a device for measuring frictional torques on wheel bearings, in particular roller bearings, with and without the action of load from wheel loads, comprising a machine frame on which a rotary drive with a drive shaft is held, the drive shaft passing through a load application device and an end protruding beyond the load application device Test part adapter, the test part adapter has a receptacle for a test bearing, which is coupled via a shaft to a torque measuring system held fixed to the frame, the shaft passing through a bearing fixed to the frame, in particular a hydrostatic bearing, between the test part adapter and the torque measuring system, with the load application device preferably having Devices for vertical and horizontal force application is combined.

Derartige Vorrichtungen sind aus der CN 109 187 014 A bekannt. Sie dienen zur Messung von Reibmomenten an Wälzlagern mit und ohne Lasteinwirkung (Radlasten), insbesondere durch Nutzung von aktiven Aktuatoren um eine geregelte Last zu erzeugen.Such devices are from CN 109 187 014 A known. They are used to measure frictional torques on roller bearings with and without the effect of loads (wheel loads), in particular by using active actuators to generate a controlled load.

Solche Vorrichtungen, die im Stand der Technik bekannt sind, sind insofern verbesserungsbedürftig, als Messwerte dadurch verfälscht werden können, dass das Gewicht der Lasteinleitungsvorrichtung auf die Antriebswelle einwirkt und ebenso möglicherweise auftretende Biegemomente auf die Antriebswelle einwirken, so dass im Ergebnis eine unkorrekte Messung der Reibmomente der zu prüfenden Radlager erfolgt.Such devices, which are known in the prior art, are in need of improvement, as measured values can be falsified by the fact that the weight of the load application device acts on the drive shaft and any bending moments that may also occur act on the drive shaft, so that the result is an incorrect measurement of the frictional torque of the wheel bearings to be tested.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art dahingehend zu verbessern, dass Gewichtskräfte und Biegemomente, die von der Lasteinleitungsvorrichtung herrühren, vermieden werden, und ein korrektes Messergebnis des Reibmomentes des zu prüfenden Lagers erreicht wird.Based on this prior art, the invention is based on the object of improving a device of the generic type in such a way that weight forces and bending moments originating from the load application device are avoided and a correct measurement result of the friction torque of the bearing to be tested is achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Lasteinleitungsvorrichtung zusätzlich mit einer Massenkompensationsvorrichtung kombiniert ist, und dass die Massenkompensationsvorrichtung aus Gegengewichten besteht und über einen Seilzug, eine Koppelstange oder über andere flexible Verbindungsmittel an die Lasteinleitungsvorrichtung angeschlossen ist.To solve this problem, the invention proposes that the load application device is additionally combined with a mass compensation device, and that the mass compensation device consists of counterweights and is connected to the load application device via a cable pull, a coupling rod or other flexible connection means.

Dadurch, dass die Lasteinleitungsvorrichtung mit einer Massenkompensationsvorrichtung kombiniert wird, wird erreicht, dass die Massenkräfte der Lasteinleitungsvorrichtung ausgeglichen werden, so dass diese nicht zu einem fehlerhaften Messergebnis führen können.The fact that the load application device is combined with a mass compensation device ensures that the inertial forces of the load application device are balanced so that they cannot lead to an incorrect measurement result.

Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass die Massenkompensationsvorrichtung relativ zur Lasteinleitungsvorrichtung einstellbar ist, so dass ihre Wirklinie durch den Massenschwerpunkt der Lasteinleitungsvorrichtung und in Richtung der Erdschwere verläuft.In particular, it is preferably provided that the mass compensation device is adjustable relative to the load application device, so that its line of action runs through the center of mass of the load application device and in the direction of the gravity of the earth.

Die Massenkompensationsvorrichtung ist in Abhängigkeit von den auftretenden Gewichtskräften und Biegemomenten, die durch die Lasteinleitungsvorrichtung erzeugt werden bzw. in diese eingeleitet werden, einstellbar, so dass im Ergebnis die Massenkompensationsvorrichtung mit ihrer Wirklinie durch den Massenschwerpunkt der Lasteinleitungsvorrichtung und in Richtung der Erdschwere ausgerichtet wird.The mass compensation device is adjustable depending on the occurring weight forces and bending moments that are generated by the load application device or are introduced into it, so that as a result the mass compensation device is aligned with its line of action through the center of mass of the load application device and in the direction of the gravity of the earth.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mittels der Massenkompensationsvorrichtung erzeugte Kompensationskraft als Zugkraft auf die Lasteinleitungsvorrichtung einwirkt.It is preferably provided that the compensation force generated by means of the mass compensation device acts as a tensile force on the load application device.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die mittels der Massenkompensationsvorrichtung erzeugte Kompensationskraft als Druckkraft auf die Lasteinleitungsvorrichtung einwirkt.Alternatively, it can also be provided that the compensation force generated by means of the mass compensation device acts as a pressure force on the load application device.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kompensationskraft der Massenkompensationsvorrichtung einstellbar ist.It is particularly preferably provided that the compensation force of the mass compensation device is adjustable.

Eine weitere alternative Gestaltung der Massenkraftkompensationsvorrichtung besteht darin, dass an der Lasteinleitungsvorrichtung Zusatzmassen fest oder verstellbar befestigt sind, in der Weise, dass der Gesamtschwerpunkt von Lasteinleitungsvorrichtung und Zusatzmassen sich lotrecht über einer vertikalen Krafteinleitung befindet, so dass die Massenkraft und die Vertikalkraft der Krafteinleitung in einer Linie wirken.Another alternative design of the inertia force compensation device consists in that additional masses are fixedly or adjustably attached to the load application device, in such a way that the overall center of gravity of the load application device and additional masses is perpendicular to a vertical force application, so that the inertia force and the vertical force of the force application in one Line work.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below.

Es zeigt:

  • die einzige Zeichnungsfigur eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Prinzipdarstellung, teilweise geschnitten.
It shows:
  • the only figure in the drawing shows a device according to the invention in a schematic representation, partially in section.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Messung von Reibmomenten an Radlagern, insbesondere Wälzlagern mit und ohne Lasteinwirkung von Radlasten gezeigt. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Maschinengestell, an dem ein Drehantrieb 1 mit einer Antriebswelle 2 gehalten ist. Die Antriebswelle durchgreift eine Lasteinleitungsvorrichtung 3, die zur Einleitung von vertikalen und horizontalen Kräften gemäß den Pfeilen 10 belastet werden kann. An dem die Lasteinleitungsvorrichtung 3 überragenden Ende der Antriebswelle 2 ist ein Prüfteiladapter 5 befestigt, der eine Aufnahme für ein Prüflager 6 aufweist, dessen Reibmomente gemessen werden sollen. Der Prüfteiladapter 5 bzw. die Aufnahme für das Prüflager 6 ist über eine Welle mit einem gestellfest gehaltenen Drehmomentmesssystem 9 gekoppelt. Die Welle zwischen Prüfteiladapter 5 und Drehmomentmesssystem 9 durchgreift ein gestellfest gehaltenes Lager 8, vorzugsweise ein hydrostatisches Lager. Vorzugsweise ist die Lasteinleitungsvorrichtung 3 mit Einrichtungen zur vertikalen und horizontalen Krafteinleitung gemäß Bewegungspfeilen 10 kombiniert.The drawing shows a device for measuring frictional torques on wheel bearings, in particular roller bearings with and without the action of wheel loads. It essentially consists of a machine frame with a rotary drive 1 with a drive shaft 2 is held. The drive shaft passes through a load application device 3 leading to the introduction of vertical and horizontal forces according to the arrows 10 can be charged. On which the load application device 3 protruding end of the drive shaft 2 is a test part adapter 5 attached, which is a receptacle for a test bearing 6 has whose frictional torques are to be measured. The test part adapter 5 or the recording for the test bearing 6 is via a shaft with a torque measuring system that is fixed to the frame 9 coupled. The shaft between the test part adapter 5 and torque measuring system 9 reaches through a bearing that is fixed to the frame 8th , preferably a hydrostatic bearing. Preferably the load application device is 3 with devices for vertical and horizontal force application according to movement arrows 10 combined.

Um die Messwerte der Reibmomente der Lager von Fremdkräften freizuhalten, die durch die Lasteinleitungsvorrichtung entstehen, ist die Lasteinleitungsvorrichtung 3 mit einer Massenkompensationsvorrichtung 4 kombiniert, wodurch entsprechende Massenkräfte ausgeglichen werden können und somit nicht zur Verfälschung von Messwerten führen.The load application device is used to keep the measured values of the frictional torques of the bearings free from external forces that arise from the load application device 3 with a mass compensation device 4th combined, whereby corresponding inertia forces can be balanced and thus do not lead to falsification of measured values.

Die Massenkompensationsvorrichtung 4 besteht im Ausführungsbeispiel aus Gegengewichten, die in der Zeichnung rechts dargestellt sind, die über einen Seilzug und entsprechende Umlenkrollen an die Lasteinleitungsvorrichtung 3 angeschlossen sind. Anstelle des Seilzuges können auch Koppelstangen oder andere flexible Verbindungsmittel vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Massenkompensationsvorrichtung 4 bzw. deren Angriffspunkt an der Lasteinleitungsvorrichtung 3 derart einstellbar, dass die Wirklinie der von der Kompensationsvorrichtung 4 erzeugten Kraft durch den Massenschwerpunkt der Lasteinleitungsvorrichtung 3 verläuft und in Richtung der Erdschwere. Die Einstellung des Angriffspunktes der Massenkompensationsvorrichtung 4 an der Lasteinleitungsvorrichtung 3 kann beispielsweise durch ein Koppelteil erfolgen, welches in einer Schiene quer zur Zeichnungsrichtung und/oder parallel zur Zeichnungsebene einstellbar ist.The mass compensation device 4th consists in the exemplary embodiment of counterweights, which are shown in the drawing on the right, which are attached to the load application device via a cable and corresponding pulleys 3 are connected. Instead of the cable pull, coupling rods or other flexible connecting means can also be provided. Preferably the mass compensation device is 4th or their point of application on the load application device 3 adjustable so that the line of action of the compensation device 4th force generated by the center of mass of the load application device 3 runs and in the direction of gravity. The setting of the point of application of the mass compensation device 4th on the load application device 3 can be done for example by a coupling part which can be set in a rail transversely to the direction of the drawing and / or parallel to the plane of the drawing.

Die mittels der Massenkompensationsvorrichtung 4 erzeugte Kompensationskraft wirkt als Zugkraft auf die Lasteinleitungswirkung 3 ein.The means of the mass compensation device 4th The compensation force generated acts as a tensile force on the load application effect 3 one.

Alternativ wären auch Lösungen denkbar, bei denen die mittels der Massenkompensationsvorrichtung 4 erzeugte Kompensationskraft als Druckkraft auf die Lasteinleitungsvorrichtung 3 einwirkt.Alternatively, solutions would also be conceivable in which the mass compensation device 4th generated compensation force as a compressive force on the load application device 3 acts.

Die Kompensationskraft der Massenkompensationsvorrichtung 4 ist einstellbar, was beispielsweise bei der Anordnung von Gegengewichten durch die unterschiedliche Anzahl und die unterschiedliche Gewichtung von entsprechenden Gegengewichten erreicht werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es in einfacher Weise möglich, die Verfälschung des Prüfergebnisses von zu prüfenden Radlagern oder dergleichen von Einflüssen freizuhalten, die durch das Gewicht der Lasteinleitungsvorrichtung 3 erzeugt werden oder durch Biegemomente, die durch diese erzeugt werden.The compensation force of the mass compensation device 4th is adjustable, which can be achieved, for example, with the arrangement of counterweights through the different number and different weighting of corresponding counterweights. With the device according to the invention, it is possible in a simple manner to keep the falsification of the test result of the wheel bearings or the like to be tested free from influences caused by the weight of the load application device 3 or by bending moments generated by them.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not restricted to the exemplary embodiment, but is variable in many ways within the scope of the disclosure.

Claims (6)

Vorrichtung zur Messung von Reibmomenten an Radlagern, insbesondere Wälzlagern, mit und ohne Lasteinwirkung von Radlasten, bestehend aus einem Maschinengestell, an dem ein Drehantrieb (1) mit einer Antriebswelle (2) gehalten ist, wobei die Antriebswelle (2) eine Lasteinleitungsvorrichtung (3) durchgreift und am die Lasteinleitungsvorrichtung (3) überragenden Ende einen Prüfteiladapter (5) aufweist, der Prüfteiladapter (5) eine Aufnahme für ein Prüflager (6) aufweist, der oder das über eine Welle mit einem gestellfest gehaltenen Drehmomentmesssystem (9) gekoppelt ist, wobei die Welle zwischen Prüfteiladapter (5) und Drehmomentmesssystem (9) ein gestellfest gehaltenes Lager (8), insbesondere ein hydrostatisches Lager, durchgreift, wobei die Lasteinleitungsvorrichtung (3) mit Einrichtungen zur vertikalen und horizontalen Krafteinleitung (10) kombiniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungsvorrichtung (3) zusätzlich mit einer Massenkompensationsvorrichtung (4) kombiniert ist, und dass die Massenkompensationsvorrichtung (4) aus Gegengewichten besteht und über einen Seilzug, eine Koppelstange oder über andere flexible Verbindungsmittel an die Lasteinleitungsvorrichtung (3) angeschlossen ist.Device for measuring frictional torques on wheel bearings, in particular roller bearings, with and without the action of wheel loads, consisting of a machine frame on which a rotary drive (1) with a drive shaft (2) is held, the drive shaft (2) having a load application device (3) extends through and at the end protruding beyond the load application device (3) has a test part adapter (5), the test part adapter (5) has a receptacle for a test bearing (6) which is coupled via a shaft to a torque measuring system (9) held fixed to the frame, wherein the shaft between test part adapter (5) and torque measuring system (9) passes through a bearing (8), in particular a hydrostatic bearing, which is held fixed to the frame, the load application device (3) being combined with devices for vertical and horizontal force application (10), characterized in that the load introduction device (3) additionally combined with a mass compensation device (4) i st, and that the mass compensation device (4) consists of counterweights and is connected to the load application device (3) via a cable pull, a coupling rod or other flexible connecting means. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Massenkompensationsvorrichtung (4) relativ zur Lasteinleitungsvorrichtung (3) einstellbar ist, so dass ihre Wirklinie durch den Massenschwerpunkt der Lasteinleitungsvorrichtung (3) und in Richtung der Erdschwere verläuft.Device according to Claim 1 , characterized in that the mass compensation device (4) is adjustable relative to the load application device (3) so that its line of action runs through the center of gravity of the load application device (3) and in the direction of the gravity of the earth. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Massenkompensationsvorrichtung (4) erzeugte Kompensationskraft als Zugkraft auf die Lasteinleitungsvorrichtung (3) einwirkt.Device according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the compensation force generated by means of the mass compensation device (4) acts as a tensile force on the load application device (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Massenkompensationsvorrichtung (4) erzeugte Kompensationskraft als Druckkraft auf die Lasteinleitungsvorrichtung (3) einwirkt.Device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the compensation force generated by means of the mass compensation device (4) acts as a pressure force on the load application device (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationskraft der Massenkompensationsvorrichtung (4) einstellbar ist.Device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the Compensation force of the mass compensation device (4) is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lasteinleitungsvorrichtung (3) Zusatzmassen fest oder verstellbar befestigt sind, in der Weise, dass der Gesamtschwerpunkt von Lasteinleitungsvorrichtung und Zusatzmassen sich lotrecht über einer vertikalen Krafteinleitung (10) befindet, so dass die Massenkraft und die Vertikalkraft der Krafteinleitung (10) in einer Linie wirken.Device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that additional masses are fixedly or adjustably attached to the load application device (3) in such a way that the overall center of gravity of the load application device and additional masses is perpendicular to a vertical force application (10), so that the inertial force and the vertical force of the force application ( 10) act in a line.
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