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Die Erfindung betrifft einen Lastsimulationsprüfstand mit wenigstens einem hydraulischen Prüfzylinder, der zwei durch ein Druckregelungssystem mit Hydraulikfluid beaufschlagbare und gegeneinander arbeitende Prüfzylinderräume umfasst, wobei der wenigstens eine Prüfzylinder, insbesondere jeder von mehreren vorgesehenen Prüfzylindern, wenigstens ein Kapazitätselement umfasst, bevorzugt ein austauschbares oder in der hydraulischen Kapazität einstellbares Kapazitätselement umfasst, mit dem die hydraulische Gesamtkapazität der Zylinderräume einstellbar ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kapazitätselement für einen Lastsimulationsprüfstand.
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Solche Lastsimulationsprüfstände sind im Stand der Technik bekannt und stellen einen mechatronischen Prüfstand dar zur hochdynamischen Lastsimulation, z. B. zur Untersuchung von Betriebsfestigkeiten bei Fahrzeugachsen.
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Lastsimulationsprüfstände im Sinne der Erfindung sind somit bevorzugt solche Prüfstände, mit denen Fahrzeugachsen belastet und deren Reaktion auf die Belastung geprüft werden kann. Lastsimulationsprüfstände können aber auch für andere Anwendungen eingesetzt werden.
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Hierfür umfassen Lastsimulationsprüfstände üblicherweise wenigstens einen hydraulischen Prüfzylinder, der vorgesehen ist, um mit der Last verbunden zu werden und diese durch Veränderung des Drucks in den beaufschlagbaren Zylinderräumen zu bewegen. Hierbei ist es auch bekannt, z. B. mehrere Prüfzylinder als ein Anregungssystem zusammenzufassen. Beispielsweise kann eine Last mittels eines oder mehrerer hydraulischer Hexapoden bewegt werden, wobei jeder hydraulische Hexapode sechs hydraulische Prüfzylinder umfasst. Die Verbindung von Prüfzylinder und Last erfolgt z.B. dadurch, dass die zu bewegende Last direkt oder mittels Adapter an der Kolbenstange des Prüfzylinders bzw. den Kolbenstangen der Prüfzylinder befestigt wird.
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Solche Prüfzylinder haben grundsätzlich wenigstens einen Zylinderraum und bezogen auf die hier betrachtete Erfindung zwei mit Hydraulikfluid beaufschlagbare und gegeneinander arbeitende Zylinderräume, vorzugsweise mit gleichen Kolbenflächen. Besonders bevorzugt eingesetzte Prüfzylinder sind somit als Gleichlaufzylinder ausgebildet, in denen diese genannte Ausbildung realisiert ist. Die gegeneinander wirkenden Kolbenflächen können bei der Erfindung aber auch unterschiedlich sein.
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Ein eingesetztes Druckregelungssystem ist vorgesehen, den Fluiddruck in den Zylinderräumen, d.h. die Drücke in den zwei gegeneinander arbeitenden Zylinderräumen zu regeln, insbesondere auf zeitlich änderbare Sollwerte zu regeln und so die Last zu bewegen.
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Das Druckregelungssystem kann z.B. eine hydraulische Druckquelle, z.B. eine Pumpe und eine Drucksenke, z.B. einen Tank umfassen. Mittels wenigstens eines umsteuerbaren Ventils, bevorzugt einem Ventil pro Zylinder kann die Fluidbeaufschlagung der jeweiligen Zylinderräume durch das Druckregelungssystem vorgenommen werden, insbesondere dadurch, dass mit einer Umsteuerung ein jeweiliger Zylinderraum wahlweise an die Druckquelle oder -senke des Druckregelungssystems angeschlossen wird. Vorzugsweise wird dabei einer der Zylinderräume an die Druckquelle angeschlossen, wobei gleichzeitig der andere an die Drucksenke angeschlossen ist oder beide Zylinderräume sind von Druckquelle und Drucksenke getrennt, insbesondere somit abgesperrt. Statt einer reinen digitalen Umschaltung kann ein Ventil in möglicher Ausgestaltung auch proportional arbeiten.
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Durch die Druckbeaufschlagung von gegeneinander arbeitenden Zylinderräumen, z. B. in einem Gleichlaufzylinder, ergibt sich effektiv eine Differenzdruckregelung und somit eine Kraftregelung der auf die Last ausgeübten Kräfte.
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Herkömmliche Prüfzylinder, die bislang in solchen Lastsimulationsprüfständen zum Einsatz kommen, weisen eine geringe Regel-Bandbreite auf, insbesondere die geringer ist als eine vorgegebene mögliche Bandbreite, insbesondere für die Bauteilprüfung erforderliche Bandbreite eines Druckregelungssystems, so dass mit herkömmlichen Prüfzylindern ein zeitlicher Verlauf von auf die Last wirkenden Kräften zur Durchführung einer Lastsimulation nicht in Echtzeit als zeitlich änderbare Druck-Sollwerte vorgegeben werden können.
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Eine Druckregelungsbandbreite des eingesetzten Druckregelungssystems ist im Wesentlichen systembedingt durch die eingesetzten Komponenten im Druckregelungssystem vorbestimmt.
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Beispielsweise kann ein Druckregelungssystem zum Einsatz bei einem Lastsimulationsprüfstand eine Druckregelungsbandbreite von 120 Hz aufweisen. Diese benannte Bandbreite ist als Beispiel zu verstehen. Grundsätzlich kann das Druckregelungssystem eine Druckregelungsbandbreite zwischen 0 Hz und einer oberen Grenzfrequenz aufweisen, sodass mit einem derartigen Druckregelungssystem beispielsweise typische Bewegungen von Fahrzeugachsen theoretisch nachgebildet werden können, insbesondere da sich zeigt, dass übliche Frequenzanteile in den Bewegungen, also den Wegen bzw. Positionen einer Last, z.B. von Fahrzeugachsen im Bereich von 0 bis 60 Hz liegen. Besonders für die Anwendung bei Lastsimulationsprüfständen zur Bewegung von Fahrzeugachsen sind somit Druckregelungsbandbreiten von 0 bis 100 Hz oder 0 bis 120 Hz ausreichend. Insbesondere wird als Bandbreite wegen der unteren Grenzfrequenz von 0 Hz im Wesentlichen der Wert der oberen Grenzfrequenz der Druckregelung verstanden.
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Gemäß dem bisherigen Stand der Technik wird diese zuvor benannte Problematik bei den Regelbandbreiteunterschieden von Prüfzylindern und Druckregelungssystem dadurch umgangen, das Sollwerte, z.B. von Druck (z.B. im Zylinderraum) oder Kraft (z.B. zwischen Prüfzylinder und Last) oder Weg bzw. Position (z.B. eines Bauteils der Last) oder Geschwindigkeit (z.B. eines Bauteils der Last), die zur Bewegung einer Last gemäß einer vorgegebenen Zielbewegung zeitlich nacheinander erzielt werden müssen, iterativ mit dem Regelungssystem eines Lastsimulationsprüfstandes eingelernt werden müssen.
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Dabei werden in einer Iterationsschleife die Ansteuersignale für die Regelung des bzw. der Prüfzylinder so lange in Abhängigkeit der messtechnischen Erfassung der tatsächlichen aktuellen Bewegung der Last geändert, bis dass eine gewünschte vorgegebene Zielbewegung genügend gut durch die Iteration angenähert ist. Unter der Zielbewegung können die sich zeitlich ändernden zu erzielenden Werte z.B. für Wege und/oder Geschwindigkeiten oder auch die sich zeitlich ändernde Werte für Drücke oder Kräfte gemeint sein. Eine solche Zielbewegung kann synthetisch vorgegeben werden oder es handelt sich um eine Zielbewegung, die konkret messtechnisch erfasst wurde, z.B. mittels eines Fahrzeugs, das zur Messung über eine Straße gefahren wurde, wobei die auf die Fahrzeugachse einwirkenden Größen, z.B. Kräfte und/oder Positionen oder Positionsänderungen oder Wege oder Geschwindigkeiten der Last, z.B. der Achse erfasst werden. Das Einwirken z.B. der Kräfte auf die Last, z.B. Achse und die damit hervorgerufenen sich zeitlich ändernden Positionen oder Geschwindigkeiten von Bauteilen an der Last, z.B. Achse, z.B. der Räder, definieren beispielsweise eine mögliche Zielbewegung, die mit dem Lastprüfstand nachgebildet wird.
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Aufgrund der notwendigen Iteration zur Erreichung der Zielbewegung, mit welcher beispielsweise also die Einwirkung einer Straße auf eine Fahrzeugachse simuliert werden soll, ist die Lastsimulation aufgrund der für die Iteration benötigten Zeit nicht echtzeitfähig, d.h. sich zeitlich ändernde Sollwerte, z.B. von dem Weg bzw. der Position (z.B. eines Bauteils der Last) oder der Geschwindigkeit (z.B. eines Bauteils der Last) oder Kraft (zwischen Last und Prüfzylinder) oder Druck (im Zylinderraum) können dem Regelungssystem nicht in Echtzeit vorgegeben werden.
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Damit erweisen sich Lastsimulationsprüfstände des Standes der Technik wenig flexibel, z. B. wenn Lasten geändert werden, da für neue Lasten sodann immer wieder neu ein iteratives Einlernen der vorzunehmenden zeitlichen Änderung der Sollwerte erfolgen muss. Darüber hinaus haben die bisherigen Lastprüfstände dieser Art den Nachteil, dass zum Zweck des Einlernens bereits eine konkrete Last auf dem Lastsimulationsprüfstand eingesetzt werden muss, die sodann bereits im Einlernprozess einem hohen Verschleiß unterliegt und im schlimmsten Fall sogar zerstört werden kann. So ergibt sich die Notwendigkeit zur Durchführung von Lastsimulationen mehrere Lasten gleicher Art vorzuhalten, um mit zumindest einer Last den Einlernprozess vorzunehmen und sodann nachfolgend mit zumindest einer anderen Last die Simulation durchzuführen.
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Um in einem Lastsimulationsprüfstand den Aufwand zur Lastsimulation der Bewegung bzw. der Krafteinwirkung auf beliebige Lastobjekte, wie beispielsweise Fahrzeugachsen zu verringern und bevorzugt sogar die Möglichkeit zu erschließen, eine vorgegebene Zielbewegung der Last, wie beispielsweise das simulierte Befahren einer Straße mit der zu prüfenden Fahrzeugachse mit in Echtzeit vorgegebenen Sollwerten direkt d.h. bevorzugt ohne die Durchführung einer Iteration nachzubilden hat die Anmelderin gemäß der nicht vorveröffentlichten Anmeldung
DE 10 2018 009 386.8 an dem wenigstens einen Prüfzylinder wenigstens ein Kapazitätselement eingesetzt, mit dem die hydraulische Gesamtkapazität der Zylinderräume einstellbar ist.
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Vorzugsweise ist dabei ein jeweiliges Kapazitätselement separat zu den Anschlüssen des Druckregelungssystems an dem wenigstens einen Prüfzylinder angeschlossen oder zwischen einem Ventil des Druckregelungssystems und dem Prüfzylinder. Ein solches Kapazitätselement ist vorzugsweise unabhängig von der Schalttätigkeit des Ventils des Druckregelungssystems kontinuierlich mit dem Prüfzylinder hydraulisch verbunden.
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Mittels eines Kapazitätselementes kann beim Betrieb eines Lastsimulationsprüfstandes für die mit dem wenigstens einen Prüfzylinder zu bewegende Last in Abhängigkeit einer vorgegebenen Druckregelungsbandbreite des Druckregelungssystems die Eigenfrequenz der Einheit aus Prüfzylinder und Last auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, z.B. einen Wert kleiner als die Druckregelungsbandbreite eingestellt werden, z.B. durch Änderung der Kapazität des Kapazitätselementes, beispielsweise durch Austausch oder bevorzugt durch Einstellung der Kapazität eines einstellbaren Kapazitätselementes.
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Durch das erfindungsgemäß eingesetzte Kapazitätselement, das mit dem wenigstens einen Zylinderraum des Prüfzylinders in fluidischer Verbindung steht kann nun erzielt werden, dass insgesamt die hydraulische Gesamtkapazität des wenigstens einen Zylinderraumes einstellbar ist, sodass im Betrieb durch eine Änderung der hydraulischen Gesamtkapazität eine gewünschte Eigenfrequenz des belasteten Prüfzylinders erzielt werden kann, z.B. unter dem Wert der oberen Grenzfrequenz des Druckregelungssystems erzielt werden kann, wodurch der druckgeregelte hydraulische Prüfzylinder wie ein bandbegrenztes ideales Druck- bzw. Kraftstellglied wirkt.
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Die hydraulische Kapazität stellt die Nachgiebigkeit von Systemelementen dar, die zum Beispiel durch die Kompressibilität des Hydraulikfluids, die Elastizität der Rohrleitungen oder auch die Federwirkung eines Hydrospeichers entsteht. Aufgrund dieser Nachgiebigkeit entsteht bei einer Druckänderung eine Volumenänderung. Die hydraulische Kapazität ist definiert als das proportionale Verhältnis von Volumenstrom zu Druckänderung. Mit einem Kapazitätselement im Sinne der Erfindung lässt sich dieses Verhältnis für den wenigstens einen Prüfzylinder, bevorzugt für jeden von dessen Zylinderräumen ändern.
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Dabei ist es eine Aufgabe der Erfindung einen Lastsimulationsprüfstand mit einem Kapazitätselement bzw. ein Kapazitätselement auf einfache und robuste Art und Weise bereitzustellen. Vorzugsweise soll ein solches Kapazitätselement eine lineare Charakteristik hinsichtlich Druckänderung / Volumenstrom, sowie weiter bevorzugt eine geringe Hysterese aufweisen, insbesondere um eine problemlose Regelung zu ermöglichen.
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Dies löst die Erfindung durch ein Kapazitätselement, das ausgebildet ist als Zylinder-Kolben-Aggregat mit einem Zylinderraum, der vom Kolben in zwei um den Kolben herum angeordnete Zylinderteilräume unterteilt ist, wobei der Kolben in jedem der Zylinderteilräume gegen eine rückstellende Kraft an einem Rückstellelement verschiebbar gelagert ist und jeder der Teilräume hydraulisch mit je einem der Prüfzylinderräume eines Lastsimulationsprüfstandes verbindbar ist.
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Weiterhin löst die Erfindung dies mit einem Lastsimulationsprüfstand der eingangs genannten Art, bei dem das zuvor genannte Kapazitätselement eingesetzt ist und jeder der Teilräume des Kapazitätselementes hydraulisch mit je einem der Prüfzylinderräume verbunden ist.
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Durch die von den Rückstellelementen ausgeübte Kraft, die für die Zylinderteilräume des Kapazitätselementes gleich, aber auch unterschiedlich sein kann, ist die Einflußnahme auf die Gesamtkapazität jedes der Prüfzylinderräume möglich. Wie eingangs erwähnt kann es dafür vorgesehen sein bedarfsgemäß ein Kapazitätselement aus mehreren zur Verfügung stehenden auszuwählen, welches für die Anwendung benötigte Rückstellkräfte bereitstellt und mit seinem jeweiligen Zylinderteilraum an den jeweiligen Prüfzylinderraum anzuschalten oder es wird ein in seiner Kapazität einstellbares Kapazitätselement genutzt.
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Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn ein Rückstellelement, insbesondere welches eine axiale Stirnfläche des Kolbens an der gegenüberliegenden axialen Endfläche des Zylinders abstützt, ausgebildet ist entweder als ein elastomeres Element oder als eine Feder oder als eine Anordnung aus zwei ineinanderliegenden Federn unterschiedlicher Länge, wobei mit der kürzeren Feder eine zusätzliche rückstellende Kraft erst nach Zurücklegen eines ersten Federweges der längeren Feder erzeugbar ist, über den nur mit der längeren Feder eine rückstellende Kraft erzeugt ist.
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Die letztgenannte Ausführung hat den Vorteil, dass sich die Kapazität des Kapazitätselement situationsbedingt automatisch ändert, da bei zunehmender Verlagerung des Kolbens ab einer Grenzposition die zweite Feder zur Wirkung kommt und die Steifigkeit des Kapazitätselementes daher ab dieser Grenzposition vergrößert wird.
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Die Erfindung kann in einer möglichen Ausgestaltung vorsehen, dass dem wenigstens einen Prüfzylinder eine Parallelschaltung von mehreren Kapazitätselementen zugeordnet ist, wobei die Anzahl mit dem Prüfzylinder gleichzeitig hydraulisch verbundener Kapazitätselemente einstellbar ist. In einer solchen Parallelschaltung können alle ersten Zylinderteilräume der Kapazitätselemente mit einen ersten der beiden Prüfzylinderräume verbindbar sein und wahlweise verbunden werden und alle zweiten Zylinderteilräume der Kapazitätselemente mit dem anderen der beiden Prüfzylinderräume verbindbar sein und wahlweise verbunden werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung aller möglichen Ausführungen kann es die Erfindung vorsehen, dass die Masse des Kolbens im Kapazitätselement so gewählt ist, dass die Resonanzfrequenz des Kolbens größer ist als die Regelbandbreite des Prüfzylinders, vorzugsweise mindestens zweimal höher ist als die Regelbandbreite des Prüfzylinders. Es besteht so die Möglichkeit störende Frequenzen, z.B. Resonanzen, die das Lastsimulationssystem ohne ein Kapazitätselement dieser Art hätte, zu unterdrücken.
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Eine weiterhin bevorzugte Ausbildung kann vorsehen, dass dem wenigstens einen Kapazitätselement ein Bypass, vorzugsweise ein im Strömungsquerschnitt einstellbarer Bypass zugeordnet ist, durch den hindurch die Teilzylinderräume verbunden sind. Durch einen hiermit bewirkten Leckagefluidstrom zwischen den Zylinderteilräumen kann eine Dämpfung der Kolbenbewegung erreicht werden, vorzugsweise eine einstellbare Dämpfung, mit der die Gesamtkapazität des Prüfzylinders beeinflusst, insbesondere abgestimmt werden kann.
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Ein solcher Bypass kann z.B. ausgebildet sein als außerhalb des Zylinder-Kolben-Aggregates des Kapazitätselementes liegende Fluidleitung, die in die Zylinderteilräume mündet, und/oder durch wenigstens einen durch den Kolben des Zylinder-Kolben-Aggregates hindurchgehenden Kanal, und/oder durch einen den Kolben des Zylinder-Kolben-Aggregates in Umfangsrichtung umgebenden Ringspalt. Bei einer außerhalb des Zylinder-Kolben-Aggregates des Kapazitätselementes liegenden Fluidleitung kann besonders einfach ein einstellbarer Querschnitt der Fluidleitung, und damit eine einstellbare Dämpfung, erzielt werden, z.B. mittels eines Stellventils in der Leitung. Einstellbare Querschnitte eines Bypasses können aber grundsätzlich bei allen Ausführungen vorgesehen sein.
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Besonders die Ausführung mit einem Ringspalt erschließt die Möglichkeit, dass Zylinder-Kolbenaggregate als Kapazitätselement eingesetzt werden können, an deren Kolbendichtigkeit im Zylinderraum keine großen Anforderungen gestellt werden müssen, da verbleibende Undichtigkeiten in der hier gewünschten Anwendung ausdrücklich gewünscht sind. Ein Ringspalt kann in radialer Richtung z.B. ein Spaltmaß aufweisen zwischen 0,5/100 mm und 3/100 mm.
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Die Ausbildung von mehreren den Kolben durchdringenden, und dadurch die Zylinderteilräume verbindenden Kanälen kann z.B. erreicht werden, wenn der Kolben als poröser Sinterkörper ausgebildet ist, insbesondere aus Sinterbronze. Neben der Fluiddurchlässigkeit durch den Kolben aufgrund von dessen interner Porosität erschließt sich hier auch der Vorteil der verbesserten Schmierung des Kolbens an der Zylinderinnenwand aufgrund des in der gesamten Kolbenmantelfläche ermöglichten Fluidaustritts.
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Sofern statt eines Gleichlaufzylinders ein Differentialzylinder als Prüfzylinder zum Einsatz kommt, kann es die Erfindung vorsehen, dass das Kapazitätselement einen Kolben aufweist, der als Stufenkolben ausgebildet ist, also mit beidseits unterschiedlichen Kolbenflächen. Vorzugsweise ist dann das Flächenverhältnis des Kolbens im Kapazitätselement genauso gewählt, wie das Flächenverhältnis des Kolbens im Prüfzylinder.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert.
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Die 1 zeigt in einer Übersichtsdarstellung einen schematischen Lastsimulationsprüfstand, der hier, insbesondere zum Zwecke der Vereinfachung, lediglich einen Prüfzylinder 1 aufweist oder zeigt. In der tatsächlichen Ausbildung wird es hingegen bevorzugt vorgesehen sein, den Lastsimulationsprüfstand mit mehreren solcher Prüfzylinder 1 zu betreiben, z. B. mit Antriebseinheiten zur Bewegung einer Last 2, die in sich mehrere Prüfzylinder 1 umfassen, wie dies z. B. bei einem hydraulischen Hexapoden der Fall ist. In diesem Beispiel ist der Prüfzylinder 1 als Gleichlaufzylinder ausgebildet, wobei dessen Zylinderräume 1a und 1b durch ein ansteuerbares Ventil 3 eines Druckregelungssystems 4 durch Ansteuerung des Ventils 3 zeitlich änderbar mit Druck aus einem Hydrauliksystem 4a des Druckregelungssystems beaufschlagt werden. Ebenso kann z.B. ein Differentialzylinder zum Einsatz kommen.
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Die 1 visualisiert, dass die Last 2 hier mittels eines Adapters an der Kolbenstange des Gleichlaufzylinders befestigt ist, wodurch sich die gesamte bewegte Masse ergibt, durch die Summe der Massen von Kolbenstange, Kolben, Adapter und der daran befestigten Last 2.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen hier mit einem jeweiligen externen Kapazitätselement 8 die gesamte hydraulische Kapazität jedes der beiden Zylinderräume 1a und 1b einstellbar zu gestalten, z.B. in diskreten Stufen geschaltet.
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In der erfindungsgemäßen Ausführung ist das Kapazitätselement als Zylinder-Kolben-Aggregat 8 oder 8a ausgebildet. Hier sind in der gezeigten Ausführung zwei einzelnen Kapazitätselement 8 und 8a parallel geschaltet, wobei entweder eines der beiden oder beide Kapazitätselement gleichzeitig an den Prüfzylinder angeschaltet werden können. Dadurch ergibt sich eine Schaltbarkeit der Gesamtkapazität in drei Stufen. Durch Erhöhung der Anzahl der Kapazitätselemente kann die Diskretisierung der möglichen Gesamt-Kapazität vergrößert werden.
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Wesentlich ist, dass ein einzelnes Kapazitätselement oder in einer Parallelschaltung ein jeweiliges Kapazitätselement so an den Prüfzylinder 1 angeschaltet ist, dass jeder seiner beiden Zylinderteilräume 9a, 9b fluidisch mit genau nur einem der beiden Zylinderräume 1a bzw. 1b des Prüfzylinders 1 verbunden ist, ggfs. abgesehen von einem Bypass, der die Zylinderteilräume 9a und 9b verbindet.
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Erkennbar ist hier, dass der Kolben 10 jedes Kapazitätselememtes 8 durch die Wirkung eines jeweiligen Federelementes 11, das sich zwischen dem Kolben 10 und der gegenüberliegenden Zylinderwand abstützt, gegen eine wirkende Rückstellkraft verschiebbar ist.
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Ein Kolben kann dabei an einer Kolbenstange oder auf einer Kolbenstange im Zylinder geführt sein. Eine solche Kolbenstange kann auch entfallen, z.B. wenn der Kolben durch seine axiale Länge, vorzugsweise größer als der Kolbenquerschnitt, verkippsicher über seine Mantelfläche im Zylinder geführt ist.
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Ein Bypass zur Erzielung einer Dämpfung kann durch einen Ringspalt um die Kolbenmantelfläche herum ausgebildet sein oder wie beim Kapazitätselement 8a dargestellt durch eine Leitung, welche die Zylinderteilräume verbindet. In der Leitung kann zur Einstellung der Dämpfung ein Ventil 12 vorgesehen sein.
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Für alle Möglichkeiten der realisierbaren, bevorzugt einstellbaren Kapazitätselemente ist es vorgesehen, dass diese kontinuierlich an den jeweiligen Zylinderräumen 1a und 1b angeschlossen sind und/oder kontinuierlich mit dem Fluid des jeweiligen Zylinderraumes 1a, 1b in Verbindung stehen. Somit ist es für die Erfindung wesentlich, dass ein jeweiliges, bevorzugt in der Kapazität einstellbares Kapazitätselement nicht durch das Ventil 3 vom Zylinder trennbar ist, welches im Druckregelungssystem zur zeitlich änderbaren Druckbeaufschlagung der Zylinderräume vorgesehen ist. Dafür ist das wenigstens eine Kapazitätselement - wie hier dargestellt - separat zum Ventil 3 mit dem Prüfzylinder verbunden, oder zumindest fluidisch zwischen Ventil 3 und Prüfzylinder eingebunden.
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Das Druckregelungssystem umfasst hier ein umsteuerbares Ventil 3, mit dem das Hydraulikfluid, das mittels einer Pumpe 4b einem Tank 4c entnommen und unter Druck gesetzt wird, je nach Position in einen der beiden Zylinderräume 1a oder 1b geleitet und gleichzeitig von dem jeweils anderen Zylinderraum zum Tank 4c zurückgeführt wird.
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Die Steuerung des Ventils erfolgt durch eine Regelelektronik 4d, welche mittels Drucksensoren den Druck P1 bzw P2 in den Zylinderräumen 1a bzw. 1b erfasst und mit diesen Druck als Ist-Wert mit dem Soll-Wert vergleicht und hieraus die Ansteuerung für das Ventil 3 bildet.
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Diese beschriebene Druckregelung kann ein Teil einer übergeordneten weiteren Regelung sein, die hier nicht visualisiert ist und die eine weitere Größe regelt, z.B. den Weg bzw. die Position oder die Geschwindigkeit der Last.
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Durch die Änderung der hydraulischen Kapazität des jeweiligen Kapazitätselementes 8 durch Austausch des Kapazitätselementes gegen solche anderer Kapazitätswerte oder Zusammenschaltung mehrerer Kapazitätselemente oder durch die Einstellung seiner eigenen Kapazität kann nun die Eigenfrequenz der Gesamteinheit aus Prüfzylinder und daran angeordneter Last 2 gleichzeitig für beide Zylinderräume 1a, 1b auf einen gewünschten Wert, z.B. einen Wert kleiner als die Regelungsbandbreite des Druckregelungssystems 4 eingestellt werden, insbesondere die systembedingt vorgegeben ist.
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So kann die Druckregelungsbandbreite beispielsweise eine Systemkonstante sein, die sich durch die in dem Druckregelungssystem insgesamt eingesetzten Einheiten ergibt. In Kenntnis dieser Druckregelungsbandbreite und insbesondere somit der oberen Grenzfrequenz die mit diesem Druckregelungssystem erreicht werden kann, kann nun die Eigenfrequenz der Einheit aus Last und dem wenigstens einen Prüfzylinder so gewählt werden, dass die Eigenfrequenz kleiner ist als die obere Grenzfrequenz und bevorzugt im Bereich von 30 % bis 70 % weiter bevorzugt 40 % bis 60 % und besonders bevorzugt 45 % bis 55 % der Druckregelungsbandbreite bzw. der oberen Grenzfrequenz liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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