DE1023253B - Pruefstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Motoren, insbesondere Verbrennungsmotoren.

Der Prüfstand ist besonders geeignet zur Prüfung von Flugzeug-Gasturbinen zum Antrieb von Luftschrauben. Der Prüfstand ist nicht nur einfach in der Konstruktion, sondern ermöglicht eine schnelle und genaue Ermittlung der Leistungsdaten des Motors.

Prüf stände für Motoren, bestehend aus einem festen Ständer und einem Motorträger, der um eine Drehachse schwingbar gelagert ist, sind bekannt. Bei diesen Vorrichtungen ist der Motorträger so angeordnet, daß die Luftschraubenwellenachse mit der Kippachse des Motorträgers zusammenfällt.

Gemäß der Erfindung liegt bei dem Prüfstand mit einem kippbar gelagerten Motorträger, dessen Kippmoment gemessen wird, die Achse des am Motorträger befestigten Motors außerhalb der Achse des Motorträgers, der durch ein Biegungsgelenk abgestützt ist. Durch diese neue Anordnung wird das Aufbringen des Motors auf den Motorträger wesentlich erleichtert.

Die Anordnung zur Aufnahme der durch das vom Motor ausgeübte Drehmoment erzeugten Kraft ist erfindungsgemäß mit einer Meßvorrichtung kombiniert, welche die Kraft mißt, mit der der Motorträger gegen die Drehbewegung abgestützt wird. Dadurch werden bei bekannten Anordnungen vorhandene Fehlerquellen, z. B. eine Bremse, überflüssig und die Meßgenauigkeit erhöht.

Gemäß der weiteren Erfindung ist der Motorträger oberhalb des Biegungsgelenkes angeordnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Prüfstandes,

Fig. 2 eine Vorderansicht,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 in vergrößertem Maßstabe,

Fig. 4 eine räumliche Darstellung des Biegungsgelenkes,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Teilschnitt nach Linie VI-VI der Fig.l,

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Drehmomentabstützung, teilweise nach Linie VII-VII in Fig. 2 geschnitten,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das linke Ende der Drehmomentabstützung, zur Hälfte nach Linie VIII-VIII in Fig. 7 geschnitten.

Der feste Ständer des Prüfstandes besteht aus zwei A-förmigen Stützen 1 und 2, die durch Längsstreben 3 und 4 und Diagonalstreben 5 miteinander verbunden sind. Die vordere Stütze 1 ist mit einer Plattform 6 und die hintere Stütze 2 mit einer Plattform 7 ver-Prüfstand

Anmelder:

John Curran Limited,
Cardiff (Großbritannien)

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Cyril Dorking Whitehead, Cardiff (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

sehen. Der Ständer ist auf dem Fundament mit Bolzen 8 befestigt. Auf dem Ständer ist ein Motorträger in Form eines Rahmens 9 schwingbar gelagert. Der vordere Teil 9 a des Rahmens ist größer als der hintere Teil 9 fr. Die beiden Seitenteile 9 c sind gegeneinander geneigt und laufen von vorn nach hinten zusammen. Die Rahmenteile haben vorteilhaft einen kastenförmigen Querschnitt. Der Rahmen, ist mit einer Montageplatte 10 zur Befestigung des zu prüfenden Motors versehen. Am Rahmen 9 ist ein nach unten ragender Hebelarm 11 in Form eines V-förmigen Rahmens befestigt. Die Rahmenteile 12 sind an dem Vorderteil 9 α des Motorträgers 9 angeschweißt. Zur Verstärkung der Verbindung zwischen den Teilen 12 und dem Vorderteil 9 α des Motorträgers sind Verstärkungsplatten 13 vorgesehen.

Der Vorderteil 9 α (Fig. 4) des Motorträgers ist hohl und besteht aus einer Vorderwand 14, einer Rückwand 15 und Seitenwänden 16. Die Vorderwand 14 ragt weiter nach unten als die Hinterwand 15 und die Seitenwände. Der Motorträger 9 ist auf der vorderen Plattform 6 durch ein Biegungsgelenk, das im ganzen mit 17 bezeichnet ist, und auf der hinteren Plattform 7 durch einen Gelenkbolzen 18 abgestützt.

Der Gelenkbolzen 18 geht durch Bohrungen zweier Stehbolzen 19 und 20 (Fig. 6), die durch Muttern 21 an der hinteren Plattform 7 befestigt sind. Das hintere Ende des Motorträgers 9 ist mit einer Buchse

22 versehen, in die eine federnde Bolzenlagerung eingepaßt ist, die aus einer dünnwandigen äußeren Hülse

23 und einer dazu konzentrischen Hülse 24 besteht. Der Zwischenraum zwischen beiden Hülsen ist mit Gummi 25 oder einem ähnlichen elastischen Material ausgefüllt.

709 850/214

Das Biegungsgelenk 17 (Fig. 4 und 5) besteht aus einem Gelenkteil 26, das einen oberen verdickten Flansch 26 α und einen unteren verdickten Flansch 26 6 aufweist. Diese Flansche sind miteinander durch verhältnismäßig dünne Stege 26 c und 26 d verbunden. Der vordere Steg 26 c ist entgegengesetzt geneigt wie der hintere Steg 26 ei. Zwischen beiden Stegen ist ein Zwischenraum vorgesehen, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Der Winkel, den die Stege gegenüber der Waage-

49 (Fig. 2) an einem Auge angelenkt ist, das an einer Platte 50 sitzt, die auf der Unterseite des Querarmes der A-förmigen Stütze 1 angeschweißt ist. Das linke Ende der Stange 47 trägt eine Scheibe 51 und eine 5 Mutter 52. Bei der Stellung der Einzelteile der Meßeinrichtung gemäß Fig. 7 bewirkt eine Bewegung des unteren Endes des Hebelarmes 11 nach rechts (Fig. 2), die durch den Motor hervorgerufen wird, daß die Kapsel 45 zusammengedrückt wird, und ermöglicht

rechten bilden, ist bei beiden Stegen gleich groß. Von io eine Ablesung am Manometer, vorn gesehen, kreuzen sich die Stege zufolge ihrer ent- Um den Motorträger nach Aufsetzen eines Motores

gegengesetzten Neigung in der Mittellinie, Obwohl durch Betätigung des Handrades 42 in Waage bringen jeder der Flansche 26 α- und 26 b mit beiden Stegen und die Drehmomentmeßeinrichtung mit einer Vorlast 26 c und 26 d verbunden ist, wirkt die Anordnung so, versehen zu können, ist diese Einrichtung so ausgeals wenn zwei getrennte Biegungsgelenke vorhanden 15 bildet, daß eine begrenzte Bewegung des Hebelarmes wären. Die Konstruktion ist verhältnismäßig leicht in beiden Richtungen möglich ist, ohne daß dabei die herzustellen und zu montieren. Der obere Flansch 26 a Kapsel 45 zusammengedrückt wird. Zu diesem Zweck ist mit der Motorenplattform 9 durch Bolzen 27 ver- ist eine Verstellmutter 53 mit einem gerändelten Teil bunden, die zu beiden Seiten des Gelenkteiles 26 an 53 α auf eine Gewindebuchse 54 aufgeschraubt, die auf Haltern 28 und 29 befestigt sind. Zwischen den Hai- 20 der Stange 47 verschiebbar ist. An einer Verdrehung tern 28 und 29 und dem oberen Flansch 26 α sind mit ist die Gewindebuchse 54 durch eine Zunge 54 α gediesem durch Schraubenbolzen 35 verbundene Halte- hindert, die in einen Schlitz 46 c des Mantelrohres 46 platten 30 und 31 angeordnet. Ein Ouerbolzen 100 er- eingreift. Die Mutter 53 ist mit einer rohrförmigen streckt sich durch Bohrungen in den Halter 28 und Verlängerung 53 b versehen, die in die Gabel 48 einist durch Muttern 101 gesichert. Der untere Flansch 25 geschraubt ist. Die Steigung des Gewindes dieser Ver-26 b ist unmittelbar an: der Plattform 6 durch Schrau- bindung mit der Gabel 48 ist halb so groß wie die ben 32 befestigt. Nuten im unteren Flansch 26 b und Steigung des Gewindes auf der Buchse 54. Eine Drein der Plattform 6 und eine Feder 33 erleichern die hung der Mutter 53 bewirkt demzufolge eine Axialrichtige Montage des Gelenkes. Der untere Teil der bewegung der Mutter 53 gegenüber der Gabel 48, die Vorderwand 14 des Motorträgers ist mit einem 30 halb so groß ist wie die Bewegung der Mutter gegen-Schlitz34 versehen, in den eine Zunge 6a hineinragt. über der Buchse 54. Die Steigung der beiden Gewinde Die Zunge 6 α hat nach oben und unten Spiel, wenn ist gleichsinnig, so daß bei einer Drehung der Mutter die Motorplattform in der Mittellage liegt. Die in einer Richtung die Buchse 54 sich von dem Mantel-Zunge 6» schlägt nur am oberen oder am unteren rohr 46 entfernt und in die Mutter eindreht, so daß Rand des Schlitzes 34 an, wenn das Gelenk bricht 35 das Mantelrohr bewegt werden und das untere Ende oder der Motorträger sich nach der einen oder des Hebelarmes 11 unter dem Einfluß des Ausgleichsgewichtes am Motorträger frei nach links ausweichen kann. Zur gleichen Zeit hat sich die Mutter 53 axial von der Scheibe 51 entfernt, so daß das Mantelrohr 40 46, ohne die Kapsel 45 zusammenzudrücken, sich nach rechts bewegen kann, wenn das untere Ende des Hebelarmes beim Auswuchten sich nach rechts bewegt. Die Verstellung der Mutter 53, des Mantelrohres 46, der Gabel 48, der Buchse 54 und der

des Balkens 36 ist eine Kette 38 angebracht, die als 45 Scheibe 51 auf der Stange 47 bei Drehen der Mutter feste Zahnstange dient und in die ein Zahnrad 39 ein- 53 ermöglicht eine leere Bewegung des Hebelarmes, greift. Dieses Zahnrad 39 ist am Ende einer Welle 40 wie es Fig. 8 zeigt.

befestigt, die drehbar in dem Ausgleichsgewicht 41 Mit der beschriebenen Konstruktion kann neben

gelagert ist. In diesem Ausgleichsgewicht ist ein der Ausrichtung des Motorträgers auch ein Spiel beSchlitz 41 α vorgesehen, durch den der Balken 36 und 50 seitigt werden, das in den Teilen auftreten kann, die die Kette 38 hindurchgeführt sind. Ein Handrad 42 das von dem Motor ausgeübte Drehmoment auf die auf dem äußeren Ende der Welle 40 ermöglicht die
Verstellung des Ausgleichsgewichtes entlang dem
Balken36.

Das untere Ende des V-förmigen Hebelarmes 11 ist 55
durch einen Stift 43 an dem einen Ende einer Drehmomentmeßeinrichtung angelenkt, die im ganzen mit
44 bezeichnet ist. Diese Meßeinrichtung enthält eine
federnde Kapsel 45 (Fig. 7), die mit Flüssigkeit gefüllt ist. Das Innere der Kapsel ist durch ein nicht 60 Hilfe eines Stiftes 58 angelenkt. Das andere Ende dargestelltes Rohr mit einem nicht dargestellten der Strebe 57 ist an einer Platte 59 befestigt, die mit

einer gekrümmten Rille zur Aufnahme eines Kabels 60 versehen ist. Das Kabel 60 ist mit einer Hülse 61

einen

anderen Seite übermäßig um die Achse neigt, die durch das Biegungsgelenk 17 und den Gelenkbolzen 18 gebildet ist und vom vorderen zum hinteren Ende des Ständers verläuft.

Um im Bedarfsfalle den Motorträger in Waage bringen zu können, ist ein Balken 36 (Fig. 2 und 3) vorgesehen, der an der Vorderplatte 14 durch vorstehende Haltearme 37 befestigt ist. An beiden Enden

Meßeinrichtung übertragen. Wenn eine Vorlast verwendet wird, wird auch das dadurch hervorgerufene Spiel zur gleichen Zeit ausgeglichen.

Um die Meßeinrichtung leicht einstellen zu können, ist einer der Rahmenteile 12 des Hebelarmes mit einem Haken 55 und mit einem -weiter unten angebrachten Gelenkauge 56 versehen. An dem unteren Gelenkauge 56 ist das eine Ende einer Strebe 57 mit

fest verbunden, die an der Platte 59 befestigt ist und

Druckmanometer verbunden, dessen Skala das vom Motor angegebene Drehmoment anzeigt. Die Kapsel hat an einer Seite Anlage gegen eine Schulter 46»

eines Mantelrohres 46, während die gegenüberliegende 65 die Gewichtsschale 62 trägt. Wenn Gewichte 63 auf

Fläche der Kapsel an einem Bund 47α einer Stange die Schale 62 gelegt werden, entsteht eine Kraft, die

47 anliegt. Die Stange 47 ist in dem Mantelrohr 46 das untere Ende des Hebelarmes 11 nach rechts

verschiebbar und. gleitet in Lagerbuchsen 466. Sie drückt, also in dieselbe Richtung, in die die vom

ragt am linken Ende aus dem Mantelrohr 46 heraus Motor ausgeübte Kraft wirkt. Die Länge der Strebe

und greift in eine Gabel 48 ein, die durch einen Stift 70 57 und die Größe der Gewichte 63 sind mit den Aus-

maßen des Hebelarmes 11 in Übereinstimmung gebracht. Sollte der zu prüfende Motor ein Drehmoment erzeugen, das das untere Ende des Hebelarmes nach links drückt, so sind Befestigungsmöglichkeiten 55 a und 56 a auch an dem anderen Rahmenteil 12 des Hebelarmes vorgesehen. Die Drehmomentmeßeinrichtung 44 wird an der Befestigungsplatte 50 a angebracht, wenn das Drehmoment in die andere Richtung wirkt.

Die beschriebene Konstruktion ermöglicht die Leistungsbestimmung eines Motors, der eine Luftschraube mit konstanter Geschwindigkeit antreibt. Der Motor wird in beliebiger Weise so auf dem Motorträger befestigt, daß die Achse der Luftschraube oberhalb der Drehachse des Biegungsgelenkes und parallel zu ihr liegt. Das Hauptgewicht des Motors wird durch das Biegungsgelenk aufgenommen. Die Achse des hinteren Gelenkes, das aus einem federnd gelagerten Gelenkbolzen besteht, ist gleichachsig mit der Achse des vorderen Gelenks. Das hintere Gelenk ist federnd ausgebildet und dient hauptsächlich zur Unterstützung des vorderen Gelenkes. Die federnde Lagerung des hinteren Gelenkes verhindert, daß auf das vordere Gelenk störende Beanspruchungen wirken, die sich aus der nicht genauen Ausrichtung beider Gelenke ergeben könnten.

Die notwendigen Steuereinrichtungen für den Motor werden so> angeordnet, daß sie möglichst wenig die geringe Bewegung des Motorträgers beeinflussen, die durch den zu prüfenden Motor verursacht wird.

Nach der Montage des Motors wird der Motorträger in der beschriebenen Weise ausgewuchtet und die Mutter 53 der Meßvorrichtung so eingestellt, daß die gewünschte Vorlast auf die Kapsel 45 ausgeübt wird.

Der Prüfstand wird vorzugsweise in einem Kanal aufgestellt, der so ausgerüstet ist, daß der zur Luftschraube gelangende Luftstrom frei von Wirbeln und Druckschwankungen ist.

Statt der Anordnung des Motor trägers oberhalb der Drehachse kann diese auch beispielsweise an einem Biegungsgelenk hängend angeordnet sein. Die Welle eines zu prüfenden Motors, von der noch Hilfsvorrichtungen angetrieben werden sollen, kann durch einen Bremsdynamometer entsprechend belastet werden, so daß die tatsächlich für die Luftschraube zur Verfügung stehende Kraft durch die beschriebene Konstruktion gemessen werden kann.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Prüfstand für Luftschraubenmotoren mit einem kippbar gelagerten Motorträger, dessen Kippmoment gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des am Motorträger befestigten Motors außerhalb der Kippachse des Motorträgers liegt, der durch ein Biegungsgelenk abgestützt ist.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorträger oberhalb des Biegungsgelenkes angeordnet ist.

3. Prüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorträger durch das Biegungsgelenk und durch einen Drehbolzen abgestützt ist, der in einem größeren Abstand von dem Biegungsgelenk in einer federnden Buchse angeordnet ist, wobei das Biegungsgelenk den größeren Teil des Gewichtes des Motorträgers und des darauf angeordneten Motors abstützt.

4. Prüfstand nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegungsgelenk aus einem Paar im Winkel zueinander und im Abstand voneinander angeordneten Stegen besteht, die sich zwischen mit den Stegen aus einem Stück bestehenden Flanschen erstrecken.

5. Prüfstand nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorträger mit einem Balken versehen ist, auf dem ein Ausgleichsgewicht zu beiden Seiten der Drehachse verschiebbar angeordnet ist.

6. Prüfstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht mit einem in eine auf dem Balken angeordnete Zahnstange eingreifenden Zahnrad versehen ist.

7. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, die die Kraft aufnimmt, mit der die Drehbewegung des Motorträgers um die Drehachse erzeugt wird, als Meßgerät zur Messung dieser Kraft ausgebildet ist.

8. Prüfstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Motorträger fest verbundener Hebelarm eine Druckkraft auf eine flüssigkeitsgefüllte Kapsel ausübt, deren Inneres mit einer Anzeigeeinrichtung verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 660 989;
USA.-Patentschrift Nr. 2 362 308.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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