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Verspannungsprüfstand Die Erfindung betrifft einen Verspannungsprfstand,
insbesondere mit zwei gegeneinander geschalteten und mit einem Umlaufrädergetriebe
einen Energiekreis bildenden Zahnrädergetrieben, einem Antriebsmotor und einer Elektromaschine
bzwO Pumpe zum Einleiten eines Verspannungs-Drehmomentes in den Energiekreislauf.
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Es ist ein Verspannungsprüfstand bekannt, bei welchem zur Deckung
der Reibungsverluste im Kreislauf ein aus einem Netz gespe@ster Drehstrommotor und
zum Einleiten des Verspannungsmomentes ein leonardsatz verwendet wird. Dieser enthält
einen Gleichstrommotor der über ein Ritzel das verzahnte Gehäuse eines Eegelräder-oder
St@rnräder-Differentialgetriebes antreibt. Um den Stillstand des Verspannungsmotors
und inen Betrieb mit stark unterschiedlicher Drehzahl zu vermeiden, müssen die Eingangswellen
des Differentialgetriebes stets entgegengesetzt mit unterschiedlicher Drehzahl umlaufen.
Ein Standlauf des Differentialgetrlebes ist also ausgeschlossen, EB arbeitet daher
stets mit erheblichen Reibungsverlusten.
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Die Erfindung besteht darin, daß in einem Prüfstand der eingangs
beschriebenen Art das Hohlrad des Umlaufrädergetriebes und der mi @ dem Hohlrad
über Planetenglieder verbllndene Steg mit zwei Getrlebete@len des Energiekreises
und der Rotor einer Verspannungsmaschine,
z.B. einer elektrischen
Nebenschlußmasch.ine9 mit dem zentralen Antriebsglied (Sonnenrad) des Umlaufrädergetriebes
verbunden sind.
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Im Gegensatz zu der Anordnung des bekannten Prüfstandes können die
beiden mit dem Umlaufrädergetriebe verbundenen Teile des Energiekreises beim Anmeldungsgegenstand
sowohl mit gleicher Drehzahl wie auch mit voneinander abweichenden Drehzahlen umlauten0
Der Anmeldungsgegenstand bietet den weiteren Vorteil, daß das vom Verspannungsmotor
aufgebrachte Drehmoment um den Wert des Übersetzungsverhältnisses zwischen Sonnenrad
und Stegdrehzahl verstärkt auf das Versuchsgetriebe übertragen wird. Der Verspannungsmotor
kann also klein bemessen sein, Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Planetenrädergetriebe
mit grossem Übersetzungsverhältnis, beispielsweise es an sich bekanntes Getriebe
mit einem durch ein zentrales Eingangsglied exzentrisch bewegbaren 9 verzahnten
Zwischenglied, welches mit dem einen Zahn mehr enthaltenden Getriebegehäuse im Eingr'jf'f'
steht0 Dies Getriebe ist bei großer Übersetzung durch geringen Raumbedarf ausgezeichnet.
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In einer weiteren Ausführungsform eines Verspannungsprüfstandes nach
der Erfindung mit einer elektrischen Nebenschlußmaschine als Verspannungsmaschine
ist ausser dieser noch eine den Energiekreis treibende weitere Nebenschlußmaschine
vorhanden9 wobei zum Einstellen bzw. Regeln des Drehzahlsollwertes beider Maschinen
eine gemeinsame Einstell- bzw. Regeleinrichtung für die Ankerspannungen beider Nebenschlu#maschinen
vorhanden ist, und
das Verspannungsmoment in an sich bekannter Weise
durcii Feldänderung der Verspannungsmaschine innerhalb ihres Nebenschlußkennlinienfeldes
auf einen bestimmten positiven oder negativen Wert einstellbar ist.
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Eline weitere Ausführungsform der Erfindung sieht zwei vorzugsweise
gleichgrosse, fremderregte Gleichstrommaschinen vor, von denen die eine mit dem
Umlaufrädergetriebe und die andere unmittelbar mit dem Energiekreis gekuppelt ist.
Die beiden Anker sind über ein Strommeßgerät in Reihe geschaltet, und eine der beiden
Maschinen enthält einen veränderbaren Widerstand im Erregerstromkreis zum Einstellen
des Verspannungsdrehmomentes nach Grösse und Richtung.
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Es ist bereits eine Anordnung zur elektrodynamischen IrU-fung von
Zahnrädern bekannt, mit zwei fremderregten Gleichstrommaschinen, die mit den beiden
Achsen zweier miteinander kämmender Zahnräder des Prüfräderpaares verbunden sind.
Die beiden Maschinen arbeiten wechselweise als Motor oder Generator, Je nach der
Richurig des ausgeübten Belastungsdrehmomentes. Die beiden Gleichstommaschinen müssen
das volle Verspannungsinoment aufbringen und sind entsprechend stark zu bemessen.
Dagegen sind beide Gleichstrommaschinen des Prtlfstandes nach der Erfindung nur
für ein um das Übersetzungsverhältnis des Planetenrädergetriebes verkleinertes Verspannungsdrehmoment
ausgelegt.
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Statt eines Verspannungssyatems mit zwei Elektromaschinen kann nach
der Erfindung auch ein hydraulischer Ereislauf verwendet werden, der beispielsweise
eine Pumpe mit konstanter und eine
zweite Pumpe mit veränderbarer
Fördermenge enthält0 Die Eingangs-und Ausgangsanschlüsse für das Druckmittel von
beiden Pumpen sind wechselweise miteinander verbunden. Eine Verspannung wird dabei
in an sich bekannter Weise durch Betreiben der Pumpen mit unterschiedlicher Fördermenge
erreicht. Jeweils die Maschine mit grö#erer Förderung arbeitet dann als Pumpe und
wird durch den Energiekreis angetrieben. Die zweite Maschine arbeitet als Motor
und liefert eine entsprechende Leistung in den mechanischen Energiekreis zurück.
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Es können jedoch auch zwei gleichgrosse Pumpen mit konstanter Fördermenge
verwendet werden. Eine weitere Pumpe kleiner Leistung speist dann über ein Umsteuerventil
wahlweise in einer oder der entgegengesetzten Richtung eine zusätzliche Drucköl
menge in den Pumpenkreislauf.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung
und in der Zeichnung enthalten, die mehrere Ausführungsformen der Erfindung darstellt:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verspannungsprüfstandes mit zwei
Gleichstrommaschinen ungleicher Leistung; Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit zwei einen elektrischen Verspannungskreis bildenden Qleichstrommaschinen.
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In Fig. 1 bedeutet 1 und 2 zwei Prüfgetriebe, deren beide Antriebs-
und Abtriebsseiten miteinander gekoppelt Bind. Beide
äussere Getriebewellen
sind über Außengetriebe 3 und 6, eine Zwischenwelle 4 und ein Umlaufrädergetriebe
5 zu einem geschloßenen Energiekreislauf verbunden. Dabei ist die Zwischenwelle
4 mit dem umlaufenden Steg 12 des Getriebes 5 und das Gehäuse 10 einschließlich
dem Innenzahnkranz 16 über eine Hohlwelle 7 mit einem Rad 15 des Außengetriebes
6 gekoppelt. Das zentrale Eingangsritzel 13 des Getriebes 5 ist durch eine in der
Hohlwelle liegende Welle 9 über eine nachgiebige Kupplung 14 mit der Verspannungsmaschine
8 verbundene Der Antriebsmotor 11 ist mit der Zwischenwelle 18 des Au#engetriebes
6 verbunden.
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Die beiden Anker der Gleichstrommaschinen liegen parallel an einer
Spannungsquelle 19 mit einstellbarer Spannung. Mit A ist ein für Drehmomentmessung
geeichtes Amperemeter bezeichnet. Die Erregerwioklungen 32 und 33 liegen parallel
an einer weiteren Gleichspannungsquelle 34. Der Strom in der Erregerwicklung der
Verspannungsmaschine kann durch einen verstellbaren Widerstand 35 verändert werden.
Je nach Einstellung des Erregerstromes der Wicklung 32 größer oder kleiner als dem
Drehzahlsollwert entspricht, kann die Maschine 8 gemäß ihrer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie
ein positives oder negatives Verspannungsmoment ausüben. Dieses wird durch das Planetenrädergetriebe
5 um das Vbersetzungsverhältnis des Getriebes verstärkt in den mechanischen Energiekreis
übertragen.
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Die angegebene Schaltung mit einer veränderlichen Spannungquelle
19 ftir beide Gleichstromanker ist für den Fall bestimmt, bei welchem die Gesamtübersetzung
der beiden Getriebe 1 und 2 stets 1:1 beträgt. Die maschine 8 läuft dann bei gleicher
Solldrehzahl
wie Maschine 11 ohne Verspannungsmomente Sobald die
Drehzahlen der beiden Wellen 4 und 7 voneinander abweichen, müssen auch die Drehzahlen
der Maschinen 8 und 11 auf untereinander verschiedene Drehzahlsollwerte eingestellt
werden.
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Dies kann in bekannter eise dadurch geschehen, dass statt der einen
veränderbaren Stromquelle 19 zwei getrennte Stromquellen, beispielsweise Stelltransformatoren,
vorhanden sind, die durch einen gemeinsamen Antrieb unter Beibehaltung eines bestimmten
Übersetzungsverhältnisses auf zwei Spannungswerte einstellbar sind.
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Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verspannungsprüfstand.
Gleiche Teile gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen. Die PrEfgetriebe 1 und 2 sind über die Außengetriebe 3 und 6, die Außenwelle
4 und das Planetenrädergetriebe 5 zu einem geschlossenen Energiekreis verbunden.
Abweichend vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Zahnrad 20 des Au#engetriebes
6 mit einer weiteren Gleichstrommaschine 21 von gleicher Leistung wie die mit dem
Planetenrädergetriebe verbundene Gleichstrommaschine 22 gekuppelt. Ein Zahnrad 23
des Außengetriebes ist mit einem weiteren Motor beliebiger Art mit wirtschaftlich
über einen gewünschten Bereich einstellbarer Drehzahl, z. B. mit einem Drehstrommotor
24 verbunden, der den Prüfstand antreibt und die Reibungsverluste deckt. Beide Gleiohstrommasohinen
21 und 22 sind fremderregt und bilden einen elektrischen Verspannungskreis. Die
beiden Erregerwicklungen 25 und 26 liegen parallel an einer Gleiohstrom-Spannungsquelle,
beispielsweise Gletohriohter 27. Der ein. der Irregerstromkreise enthält einen einstellbaren
Widerstand 28. rlt dem in dem
Verspannungskreis 21 - 22 ein nach
Größe und Richtung bestimmtes Verspannungs-Drehmoment eingestellt werden kann. Als
Maß für das ausgeübte Verspannungsmoment dient die Anzeige eines Amperemeters 29.
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Die beiden einen Yerspannungskreis bildenden Maschinen (Elektromaschinen
bzw. Pumpen) können gegenüber bekannten Einrichtungen dieser Art für eine kleinere
Leistung auslegt sein als die Antriebsmaschine.