DE19704016A1 - Test bed for testing gear box or combination of boxes - Google Patents

Test bed for testing gear box or combination of boxes

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DE19704016A1
DE19704016A1 DE1997104016 DE19704016A DE19704016A1 DE 19704016 A1 DE19704016 A1 DE 19704016A1 DE 1997104016 DE1997104016 DE 1997104016 DE 19704016 A DE19704016 A DE 19704016A DE 19704016 A1 DE19704016 A1 DE 19704016A1
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Hansbernd Berzheim
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

Abstract

The test bed tests a first gear box (1) fixed on a test platform. It has two outward shafts with a gear ratio (i1). A second gear box (2), preferably a cycloid gear unit, is used as a summation unit and has three outward aligned shafts (21,22,23). The first and the third are independent and the second is a dependent shaft. Gear boxes (3,4) are coupled together to transmit rotation movement and torque. The gear boxes together form a closed mechanical circuit system. The closed circuit system has two positions, at which a reaction from the outside can be taken. The second reaction place is a drive system (40), preferably an electric motor. The system is also provided with measuring, storage and evaluation facilities. The relevant data to be measured include: rpm, torque, frequency and amplitude of vibration, energy consumption, etc.

Description

1. Die Erfindung1. The invention

Bei der Erfindung handelt es sich um einen Prüfstand für Getriebe oder Kombinationen von Getrieben, die zwei nach außen gehende Wellen haben, oder bei denen zwei von mehreren, nach außen gehenden Wellen aktiv und die anderen gehäusefest sind.The invention is a test bench for Gearboxes or combinations of gearboxes, the two after have outgoing waves, or where two of several, outgoing waves active and the others fixed to the housing are.

2. Stand der Technik2. State of the art

Ein Getriebeprüfstand nach Stand der Technik hat die folgenden Komponenten: Die Eingangsachse des zu prüfenden Getriebes ist mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt. Die Ausgangsachse des zu prüfenden Getriebes ist mit einer Bremsvorrichtung gekoppelt. Antriebs- und die Bremsvorrichtung müssen so ausge­ legt sein, daß sie in Drehmoment, Leistung, Dynamik und sonstigen Eigenschaften die Anforderungen des Betriebsbereichs, für den das Getriebe ausgelegt ist, abbilden können. Darüber hinaus sollten beide Vorrichtungen auch die in der Betriebs­ praxis des zu prüfenden Getriebes vorkommenden Überlaststöße, Drehschwingungen und sonstige Störeinflüsse möglichst getreu simulieren können. Die Vorrichtungen müssen ferner für Lang­ zeitläufe geeignet und ausgerüstet sein.A prior art transmission test bench has the following Components: The input axis of the gear to be tested is coupled with a drive device. The output axis of the gearbox to be tested is with a braking device coupled. Drive and brake device must be so specifies that they are in torque, power, dynamics and other properties the requirements of the operating area, for which the gearbox is designed. About that In addition, both devices should also be in use practice of the transmission to be tested occurring overload shocks, Torsional vibrations and other disturbances as true as possible can simulate. The devices must also for long be suitable and equipped over time.

Als Antriebsvorrichtung wird vorzugsweise ein Elektromotor verwendet. Als Bremsvorrichtung wurden früher Wasser- oder Wirbelstrombremsen verwendet. Diese wandelten die durch den Antrieb in das Prüfsystem eingegebene Energie in Wärme um, die unter Umständen aufwendig abgeführt werden mußte. Diese schlechte Nutzung von Energie stellt besonders bei Langzeittests einen erheblichen Kostenfaktor dar. Zur Energieeinsparung werden deshalb heute als Bremsvorrichtungen Gleichstrom- oder Asynchronmaschinen in der Funktion als Generatoren einge­ setzt. Die von einem als Bremse eingesetzten Generator "hinten" erzeugte elektrische Energie wird über Umrichter "vorne" wieder in die elektrische Antriebsmaschine eingespeist.An electric motor is preferably used as the drive device used. As a braking device, water or Eddy current brakes used. These walked through the Drive energy entered into the test system into heat, which under certain circumstances, had to be removed in a complex manner. This poor use of energy poses especially in long-term tests represents a significant cost factor. To save energy are therefore today used as braking devices DC or Asynchronous machines turned into generators puts. The "rear" generator used as a brake Generated electrical energy is "in front" again via converter fed into the electric drive machine.

3. Kritik des Standes der Technik3. Critique of the state of the art

Da sich die Drehmomente am Ein- und Ausgang eines Getriebes umgekehrt wie die Drehzahlen verhalten, sind die Anforderungen an die Brems- und die Antriebsmaschine mit wachsender Über­ setzung immer unterschiedlicher. In vielen Fällen können nicht die gleichen Maschinen verwendet werden. Because the torques at the input and output of a gearbox the requirements are the opposite of how the speeds behave to the brake and drive machine with increasing overs setting ever different. In many cases, you can't the same machines are used.  

Für die Einleitung der im Generator rückgewonnenen elektri­ schen Energie in den Antriebsmotor ist ein erheblicher Aufwand für die Umformung durch Umrichter nötig.For the introduction of the electri recovered in the generator energy in the drive motor is a considerable effort necessary for the conversion by converter.

Für die Auswertung ist ebenfalls ein erheblicher Aufwand an Elektronik nötig, weil viele Werte nur indirekt ermittelt werden können. Die Anschaffung eines Getriebeprüfstandes ist daher sehr erhebliche Investition.Considerable effort is also required for the evaluation Electronics necessary because many values are only determined indirectly can. The purchase of a transmission test bench is therefore very substantial investment.

Die Prüfmöglichkeiten eines Prüfstandes nach Stand der Technik sind grundsätzlich dahingehend eingeschränkt, daß nicht jede Kombination von Drehmoment und Drehzahl realisiert werden kann.The test possibilities of a test bench according to the state of the art are fundamentally restricted in that not everyone Combination of torque and speed can be realized can.

Werden in die Testanordnung eines Prüfstandes nach Stand der Technik Überlaststöße und Drehschwingungen eingegeben, so wird nicht nur das zu prüfende Getriebe, sondern werden Antriebsmotor und Bremsgenerator ebenfalls durch diese Einflüsse belastet und dies während ihrer gesamten Lebensdauer. Sie müssen entsprechend ausgelegt sein. Dies ist teuer.Are in the test arrangement of a test stand according to the Technology overload shocks and torsional vibrations entered, see above will not only be the gearbox to be tested, but also Drive motor and brake generator also through this Influences and this throughout their lifespan. They have to be designed accordingly. It is expensive.

4. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe4. The object underlying the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Prüfstände verfügbar zu machen, die gegenüber dem Stand der Technik bei gesteigertem Nutzen drastisch kostengünstiger sind.The object of the invention is to make test stands available to make the increased compared to the prior art Benefits are drastically cheaper.

5. Die erfindungsgemäße Lösung5. The solution according to the invention

Die Erfindung basiert auf folgendem Grundgedanken: Ein Getriebe ist in einer realen Betriebssituation oder auf dem Prüfstand, der die Realität möglichst treu abbilden soll, zwei Haupteinflüssen ausgesetzt, die unabhängig voneinander wirken:
Der erste Einfluß ist die Drehzahl an der Eingangswelle, durch die auch alle anderen Drehzahlen im Getriebe festgelegt sind.The invention is based on the following basic idea: A transmission is exposed to two main influences in a real operating situation or on the test bench, which is to represent reality as faithfully as possible, which act independently of one another:
The first influence is the speed at the input shaft, which also determines all other speeds in the gearbox.

Der zweite Einfluß ist die Drehverwindung innerhalb des Getriebes, die dadurch zustande kommt, daß an der Eingangswelle ein Antrieb, also ein positives Drehmoment und an der Ausgangswelle eine Last, also ein negatives Drehmoment wirken. Die Grundidee der Erfindung ist nun, diese zwei Hauptein­ wirkungen auf das zu prüfende Getriebe getrennt zu erzeugen. Die beiden nach außen gehenden Wellen (11), (12) des zu prüfenden Getriebes (1) werden "außenherum" über ein spezielles zweites Getriebe (2), sowie weitere Getriebe (z. B. (3), (4)) und Wellen (z. B. (30)) "kurzgeschlossen", so daß ein in sich geschlossenes mechanisches System entsteht. Damit dies mög­ lich ist, muß die Gesamtübersetzung aller Getriebe (z. B. (2), (3), (4)) auf der Strecke von der Ausgangswelle (12) bis zur Eingangswelle (11) des zu prüfenden Getriebes (1), also das mathematische Produkt aller Einzelübersetzungen, gleich der Übersetzung i1 des zu prüfenden Getriebes (1) sein. The second influence is the torsional twist within the gearbox, which is caused by a drive, ie a positive torque, acting on the input shaft and a load, ie a negative torque acting on the output shaft. The basic idea of the invention is now to generate these two main effects separately on the transmission under test. The two outward shafts ( 11 ), ( 12 ) of the transmission ( 1 ) to be tested are "around" via a special second transmission ( 2 ), as well as further transmissions (e.g. ( 3 ), ( 4 )) and Shafts (e.g. ( 30 )) "short-circuited" so that a self-contained mechanical system is created. In order for this to be possible, the total gear ratio of all gearboxes (e.g. ( 2 ), ( 3 ), ( 4 )) on the route from the output shaft ( 12 ) to the input shaft ( 11 ) of the gearbox to be tested ( 1 ) , i.e. the mathematical product of all individual translations, must be equal to the translation i 1 of the gearbox ( 1 ) to be checked.

Dieses wird nun an einer grundsätzlich beliebigen Stelle von einer Antriebsvorrichtung (40), vorzugsweise einem Elektro­ motor, angetrieben. Das System kann entweder mit konstanter Drehzahl auf beliebigem Niveau oder nach einem beliebig festlegbaren Gesetz mit wechselnden Drehzahlen betrieben werden. Die Anforderungen an die Antriebsvorrichtung hinsicht­ lich Drehmoment und Leistung sind sehr gering. Die Antriebs­ vorrichtung muß ausdrücklich nicht die gewünschte Dreh­ verwindung im System erzeugen. Sie muß lediglich die bei jeder Drehzahl und jeder Drehverwindung im gesamten mechanischen "Kreissystem" wirkende mechanische Reibung überwinden.This is now driven at any point by a drive device ( 40 ), preferably an electric motor. The system can either be operated at a constant speed at any level or according to an arbitrary law with changing speeds. The requirements for the drive device with regard to torque and power are very low. The drive device expressly does not have to produce the desired torsional torsion in the system. It only has to overcome the mechanical friction acting at every speed and twist in the entire mechanical "circular system".

Die Drehverwindung im zu prüfenden Getriebe (11) wird auf eine andere unabhängige Weise erzeugt. Eines der Getriebe, es wird hier das "zweite Getriebe" (2) genannt, über das die Ein- (11) und Ausgangswelle (12) des zu prüfenden Getriebes (1) zu einem Kreissystem kurzgeschlossen sind, ist ein Summengetriebe mit drei nach außen gehenden Wellen (21), (22), (23). Es ist wegen seiner Robustheit vorzugsweise ein Zykloidengetriebe. Mit zweien dieser Wellen (21), (22) ist das Summengetriebe in das Kreis­ system eingebunden. Die dritte Welle (23) dient dazu, durch Anlegen eines beliebigen gleichbleibenden oder beliebig wechseln­ den Drehmoments die gewünschte Drehverwindung oder Wechsel­ drehverwindung in das System einzubringen.The torsional twist in the gear ( 11 ) to be tested is generated in a different, independent manner. One of the gearboxes, here called the "second gearbox" ( 2 ), via which the input ( 11 ) and output shaft ( 12 ) of the gearbox to be tested ( 1 ) are short-circuited to a circuit system, is a summation gearbox with three to the outside going waves ( 21 ), ( 22 ), ( 23 ). It is preferably a cycloid gear because of its robustness. With two of these shafts ( 21 ), ( 22 ) the summation gear is integrated into the circuit system. The third shaft ( 23 ) is used to introduce the desired twist or alternate twist into the system by applying any constant or alternating torque.

6. Die erzielbaren technischen und wirtschaftlichen Vorteile der Erfindung6. The achievable technical and economic Advantages of the invention

Ein einzelner Prüfstand ist breitbandig nutzbar. Eine große Vielfalt an verschiedenen Getrieben kann auf ein und demselben Prüfstand geprüft werden. Dies ergibt viele und erhebliche Ratio­ nalisierungsvorteile.A single test bench can be used over a wide range. A big Variety of different gears can be on one and the same Test bench to be checked. This results in a large and significant ratio nalization advantages.

Jeder Betriebszustand eines zu prüfenden Getriebes auf einem Prüfstand nach Stand der Technik ist exakt auf einem erfin­ dungsgemäßen Prüfstand reproduzierbar jedoch nicht umgekehrt, da bei einem erfindungsgemäßen Prüfstand die Prüfbedingungen weiter ausgestaltet werden können. Innerhalb eines Auslegungs­ rahmens kann bei jeder Drehzahl jedes positive oder negative Drehmoment angelegt werden. Dies ist bei Prüfständen nach Stand der Technik nicht möglich, da sie von den Kennlinien der Antriebs- und Bremsmaschinen abhängen.Every operating state of a gearbox to be tested on one State-of-the-art test bench is exactly on one invent test bench according to the invention reproducible but not vice versa, since the test conditions in a test stand according to the invention can be further developed. Within a design can frame any positive or negative at any speed Torque are applied. This is according to test benches State of the art not possible, since it depends on the characteristics of Disengage drive and braking machines.

Ein erfindungsgemäßer Prüfstand kann Getriebe in jeder beliebigen Lage zwischen waagerecht und senkrecht prüfen.A test bench according to the invention can be used in any gear Check any position between horizontal and vertical.

Die Antriebsvorrichtung kann sehr erheblich kleiner, leichter und preiswerter sein. Sie braucht lediglich die innere Reibung des mechanischen Kreissystems auszugleichen. Sie braucht nicht das Drehmoment für die Belastung, also die Drehverwindung des Getriebes zu liefern. Eine Bremsvorrichtung entfällt ganz und damit deren Kosten.The drive device can be considerably smaller, lighter and be cheaper. It only needs the internal friction of the balance mechanical circuit system. You don't need  the torque for the load, i.e. the torsional twist of the Deliver gearbox. A braking device is completely eliminated hence their cost.

Getriebeprüfstände nach Stand der Technik brauchen große Schränke mit aufwendigen und teuren elektrischen Umrichter­ systemen. Bei einem erfindungsgemäßen Prüfstand entfallen diese.State-of-the-art transmission test benches need large ones Cabinets with complex and expensive electrical converters systems. In a test stand according to the invention are eliminated this.

Ein erfindungsgemäßer Prüfstand hat erheblich geringere Produktionskosten und, insbesondere bei Langzeittests, erheblich geringere Betriebskosten als ein solcher nach Stand der Technik.A test bench according to the invention has considerably fewer Production costs and, especially with long-term tests, considerable lower operating costs than that of the prior art.

Ein erfindungsgemäßer Prüfstand ist kleiner, leichter, mobiler als ein Prüfstand nach Stand der Technik.A test stand according to the invention is smaller, lighter, more mobile than a state-of-the-art test bench.

7. Weitere Ausgestaltung der Erfindung7. Further embodiment of the invention

Ein erfindungsgemäßer Prüfstand ist mit allen nötigen Ein­ richtungen nach Stand der Technik ausgerüstet, um alle relevan­ ten Daten zu messen, zu speichern und auzuwerten.A test stand according to the invention is with all the necessary inputs State-of-the-art equipment to meet all relevant requirements measure, save and evaluate data.

Die Erfindung ermöglicht eine Vielzahl von konstruktiven Varian­ ten, Ausgestaltungen und Ausführungsformen. Als Beispiel für die in Anspruch 1. enthaltenen Möglichkeiten wird die folgende Ausführungsform beschrieben.The invention enables a large number of constructive variants ten, configurations and embodiments. As an example of The options contained in claim 1. will be the following Embodiment described.

Anspruch 2.Claim 2.

Dieser Anspruch beschreibt eine einfache Ausführungsform des Prüfstandes. Sie ist in Bild 1 und Bild 2 dargestellt. Das Summengetriebe (2) ist ein Getriebe mit koachsialen Ein- und Ausgangswellen (21), (22), also z. B. ein Planetenrad- oder ein Zykloidengetriebe. Die "schnellen" Wellen (11) und (21) des zu prüfenden (1) und des Summengetriebes (2) sind hier identisch. Zur Erzeugung einer Drehverwindung im gesamten Drehsystem und damit auch im zu prüfenden Getriebe (1) wird das Gehäuse des Summengetriebes (2), das dessen dritte Welle (23) ist, relativ zur festen Umgebung verdreht. Dies wird mit mechanischen, elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder sonstigen Vor­ richtungen nach Stand der Technik durchgeführt. Diese sind in den Abbildungen nicht eingezeichnet.This claim describes a simple embodiment of the test bench. It is shown in Figure 1 and Figure 2. The sum gear ( 2 ) is a gear with coaxial input and output shafts ( 21 ), ( 22 ), so z. B. a planetary gear or a cycloid gear. The "fast" shafts ( 11 ) and ( 21 ) of the to be tested ( 1 ) and the sum gear ( 2 ) are identical here. To generate a torsional twist in the entire rotating system and thus also in the gear ( 1 ) to be tested, the housing of the summation gear ( 2 ), which is its third shaft ( 23 ), is rotated relative to the fixed environment. This is carried out using mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic or other devices according to the prior art. These are not shown in the pictures.

Anspruch 3.Claim 3.

Dieser Anspruch sieht eine oder mehrere, vom momentanen Drehmoment abhängige Trennvorrichtungen zur Überlastsicher­ ung vor. Sie dienen dem Schutz des zu prüfenden Getriebes und des gesamten Prüfstandes.This claim sees one or more of the current Torque-dependent disconnect devices for overload protection before. They are used to protect the gear unit to be tested and of the entire test bench.

Anspruch 4.Claim 4.

Bei vielen Anwendungen ist ein Getriebe senkrecht oder eventuell in Schräglage angeordnet, z. B. in den Antrieben von Rühr- oder Hebewerken. Darum ist es wichtig, solche Getriebe in genau diesen räumlichen Anordnungen auch zu testen. Der Prüfstand bietet wegen seines einfachen Aufbaus und seiner geringen Gesamtmasse die Möglichkeit, das gesamte System beweglich und kippbar auszulegen.In many applications, a gearbox is vertical or possibly arranged in an inclined position, e.g. B. in the drives of stirring or  Lifts. That is why it is important to have such gears exactly to test these spatial arrangements. The test bench offers because of its simple structure and its small size Total mass the possibility of moving the entire system and designed to be tiltable.

Anspruch 5.Claim 5.

Der Prüfstand ist mit Vorrichtungen nach Stand der Technik ausgerüstet, durch die zu Prüfzwecken auf die Ein- und Aus­ gangswelle des zu prüfenden Getriebes definierte positive und negative achsiale Längs- und Querkräfte sowie solche Kräfte ausgeübt werden können, die einen definierten Winkelversatz der Welle gegenüber dem Getriebe bewirken.The test bench is equipped with state-of-the-art devices equipped for testing purposes on and off gear shaft of the gearbox to be tested defined positive and negative axial longitudinal and transverse forces as well as such forces can be exercised that have a defined angular offset effect the shaft against the gearbox.

Anspruch 6.Claim 6.

Im Gegensatz zu Anspruch 5. sind die Ein- und die Ausgangs­ welle des zu prüfenden Getriebes so ausgebildet, daß es von mechanischen Einflüssen, die von außen kommen, abgeschirmt wird. Beide Wellen sind über eine drehstarren Ausgleichs­ kuppelung nach Stand der Technik in das Kreissystem des Prüfstandes eingebunden. Eine solche Ausgleichskuppelung ist in jede Richtung frei querbeweglich. Die Ausgleichskuppelung ist ferner längsbeweglich und winkelbeweglich.In contrast to claim 5 are the input and the output shaft of the gearbox to be tested so that it from mechanical influences coming from outside are shielded becomes. Both shafts are over a torsionally rigid compensation Coupling according to the state of the art in the circular system of the Test bench integrated. Such a balancing coupling is in each direction freely movable. The balancing clutch is also longitudinally and angularly movable.

Ansprüche 7. bis 9.Claims 7th to 9th

Wenn auf einem Prüfstand im Wechsel Getriebe mit unterschied­ lichen Übersetzungen oder Schaltgetriebe geprüft werden sollen, muß die Übersetzung der äußeren mechanischen Verbindung der Ein- und Ausgangswelle des Getriebes jeweils angepaßt werden. Diese Ausführungsformen ermöglichen solche Anpassungen mit unterschiedlichem Komfort.If alternating on a test bench gearbox with different translations or manual transmissions to be checked, the translation of the external mechanical connection of the Input and output shaft of the gearbox can be adjusted. These embodiments enable such adjustments different levels of comfort.

8. Anwendungsbereiche der Erfindung8. Fields of application of the invention

Die Erfindung kann als Prüfstand für alle Arten von Getrieben entsprechend dem Oberbegriff verwendet werden. The invention can be used as a test bench for all types of gears can be used according to the generic term.  

Erläuterungen zu den AbbildungenExplanations to the pictures

Bild 1 Beispiel für eine von vielen möglichen Ausführungsformen. Diese Ausführungsform entspricht Anspruch 2. . Bei dem zu prüfenden Getriebe sind Ein- und Ausgangswelle parallel aber nicht koachsial. Figure 1 Example of one of many possible designs. This embodiment corresponds to claim 2.. In the gearbox to be tested, the input and output shafts are parallel but not coaxial.

Bild 2 Ausführungsform nach Anspruch 2. . Bei dem zu prüfenden Getriebe sind Ein- und Ausgangswelle koachsial Figure 2 embodiment according to claim 2.. The input and output shafts of the gear unit under test are coaxial

Bild 3 Beispiel für eine weitere von vielen möglichen Ausführungsformen Figure 3 Example of another of many possible embodiments

BezugszeichenlisteReference list

11

"erstes Getriebe", das zu prüfende Getriebe
"first gear", the gear to be tested

22nd

"zweites Getriebe", Summengetriebe
"second gear", sum gear

33rd

"drittes Getriebe"
"third gear"

44th

"viertes Getriebe"
"fourth gear"

1111

erste Welle des ersten Getriebes
first shaft of the first gear

1212th

zweite Welle des ersten Getriebes
second shaft of the first gear

2121

erste Welle des zweiten Getriebes
first shaft of the second gear

2222

zweite Welle des zweiten Getriebes
second shaft of the second gear

2323

dritte Welle des zweiten Getriebes hier wird das Drehmoment
third shaft of the second gear here is the torque

3030th

Welle
wave

4040

Antrieb (z. B. Elektromotor)
Drive (e.g. electric motor)

Claims (11)

1. Prüfstand für Getriebe.1. Test bench for gearboxes. Bei der Erfindung handelt es sich um einen Prüfstand für Getriebe oder Kombinationen von Getrieben, die zwei nach außen gehende Wellen haben, oder bei denen zwei von mehreren, nach außen gehenden Wellen aktiv und die anderen gehäusefest sind.The invention is a test bench for Gearboxes or combinations of gearboxes, the two after have outgoing waves, or where two of several outgoing waves active and the others are fixed to the housing. Die Erfindung ist durch die folgende Merkmalliste mit den Positionen 1.1. bis 1.6. gekennzeichnet:
  • 1.1 Ein erstes Getriebe (1) ist das zu prüfende Getriebe. Es ist auf einer Test-Plattform fixiert. Es hat eine erste und eine zweite nach außen gehende Welle. Sein Übersetzungsver­ hältnis (= Drehzahl der schnellen Welle dividiert durch die Drehzahl der langsamen Welle) sei i1.
  • 1.2. Ein zweites Getriebe (2) ist ein Summengetriebe, vorzugs­ weise ein Zykloidengetriebe, mit drei nach außen gehenden Wellen, einer "ersten" (21), einer "zweiten" (22) und einer "dritten Welle" (23). Die erste und dritte Welle sind unabhängige Wellen. Die zweite ist die abhängige Welle.
  • 1.3. Die erste (11) und die zweite Welle (12) des ersten, also des zu testenden Getriebes sind über das zweite Getriebe (2) und zusätzliche Wellen (30) und Getriebe (3), (4) nach Stand der Technik "kurzgeschlossen". Dies bedeutet, sie sind so miteinander gekoppelt, daß Drehbewegung und Dreh­ moment übertragen werden kann. Das Gesamt-Über­ setzungsverhältnis des Stranges, bestehend aus dem zweiten und den weiteren Getrieben und Wellen, ist das mathe­ matische Produkt der Einzelübersetzungsverhältnisse der Getriebe. Dieses Produkt ist gleich i1. Das zu testende Getriebe (1) bildet mit dem zweiten Getriebe (2) und allen weiteren Getrieben (z. B. (3), (41) und Wellen (z. B. (30)) ein geschlossenes Kreissystem.
  • 1.4. Das geschlossene Kreissystem hat zwei Stellen, an denen von außen Einwirkung genommen werden kann. Die erste Einwirkungsstelle ist die dritte Welle des zweiten Getrie­ bes (23). Sie ist mit einer hydraulischen, mechanischen, pneumatischen, elektrischen oder sonstigen Vorrichtung nach Stand der Technik ausgerüstet, die folgendes leistet:
    Die dritte Welle des zweiten Getriebes kann durch diese Vorrichtung in einer beliebigen Winkelstellung fixiert werden. Durch die Vorrichtung kann ein konstantes oder nach beliebigem Gesetz wechselndes positives oder negatives Drehmoment auf die dritte Welle des zweiten Getriebes ausgeübt werden. Dadurch kann eine beliebig steuerbare Drehverwindung in das geschlossene Kreissystem einge­ bracht werden.
  • 1.5. Das geschlossene Kreissystem hat zwei Stellen, an denen von außen Einwirkung genommen werden kann. Die zweite Einwirkungsstelle ist eine Antriebsvorrichtung (40), die an einer beliebig wählbaren Anschlußstelle des Kreissystems angekoppelt werden kann. Die Antriebsvorrichtung (40) ist vorzugsweise ein Elektromotor. Seine Auslegung ist so gewählt, daß er die mechanischen Reibungswiderstände des Gesamtsystems überwindet und zwar bei der höchsten für Prüfungsverfahren vorgesehenen Drehzahl und dem höch­ sten an der dritten Welle des zweiten Getriebes angelegten Drehmoment, also bei der höchsten im Kreissystem wirken­ den Beanspruchung durch Drehverwindung.
  • 1.6. Das System ist mit Meß-, Speicher- und Auswertungs­ einrichtungen nach Stand der Technik ausgerüstet, die alle für Getriebeprüfstände relevanten Daten messen, wie Drehzahlen, Drehmomente, Frequenzen und Amplituden von Schwingungen, Energieverbrauch, etc.
The invention is characterized by the following list of features with items 1.1. until 1.6. marked:
  • 1.1 A first gear ( 1 ) is the gear to be tested. It is fixed on a test platform. It has a first and a second outgoing wave. Its translation ratio (= speed of the fast shaft divided by the speed of the slow shaft) is i 1 .
  • 1.2. A second gear ( 2 ) is a sum gear, preferably a cycloid gear, with three outgoing shafts, a "first" ( 21 ), a "second" ( 22 ) and a "third shaft" ( 23 ). The first and third waves are independent waves. The second is the dependent wave.
  • 1.3. The first ( 11 ) and the second shaft ( 12 ) of the first, ie the gear to be tested, are "short-circuited" via the second gear ( 2 ) and additional shafts ( 30 ) and gear ( 3 ), ( 4 ) according to the prior art. . This means that they are coupled to one another in such a way that rotary motion and torque can be transmitted. The overall transmission ratio of the train, consisting of the second and the further transmissions and shafts, is the mathematical product of the individual transmission ratios of the transmissions. This product is equal to i 1 . The gearbox ( 1 ) to be tested forms a closed circuit system with the second gearbox ( 2 ) and all other gearboxes (e.g. ( 3 ), ( 41 ) and shafts (e.g. ( 30 )).
  • 1.4. The closed circuit system has two places where external influence can be exerted. The first point of action is the third shaft of the second gear bes ( 23 ). It is equipped with a hydraulic, mechanical, pneumatic, electrical or other device according to the prior art, which does the following:
    The third shaft of the second gear can be fixed in any angular position by this device. A constant or changing positive or negative torque according to any law can be exerted on the third shaft of the second transmission by the device. As a result, any controllable torsional twist can be introduced into the closed circuit system.
  • 1.5. The closed circuit system has two places where external influence can be exerted. The second point of action is a drive device ( 40 ) which can be coupled to an arbitrarily selectable connection point of the circuit system. The drive device ( 40 ) is preferably an electric motor. Its design is selected so that it overcomes the mechanical frictional resistances of the overall system, namely at the highest speed intended for test procedures and the highest torque applied to the third shaft of the second gear, i.e. at the highest in the circular system, the stress caused by twisting.
  • 1.6. The system is equipped with state-of-the-art measuring, storage and evaluation devices that measure all data relevant for gearbox test benches, such as speeds, torques, frequencies and amplitudes of vibrations, energy consumption, etc.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1., dadurch gekenn­ zeichnet, daß dessen Merkmalliste um die folgenden Merkmale 2.1. bis 2.6. erweitert wird:
  • 2.1 Die erste Welle jedes Getriebes sei jeweils die "schnelle Welle". Die zweite Welle jedes Getriebes sei jeweils die "langsame Welle".
  • 2.2. Die erste (21) und zweite Welle (22) des zweiten Getriebes 12) liegen parallel zueinander und parallel zur ersten (11) und zweiten Welle (12) des ersten, zu prüfenden Getriebes (1).
  • 2.3. Die erste Welle (11) des ersten, also des zu testenden Getriebes (1) und die erste Welle (21) des zweiten Getriebes (2) haben eine gemeinsame geometrische Achse und sind drehstarr miteinander verbunden.
  • 2.4. Es existiert eine dritte Welle (30). Diese liegt parallel zu den ersten (11), (21) und zweiten Wellen (12), (22) des ersten (1) und zweiten Getriebes (2). Sie ist einerseits über ein drittes Getriebe (3) mit der zweiten Welle (12) des ersten Getriebes (11) gekoppelt. Sie ist andererseits über ein viertes Getriebe (4) mit der zweiten Welle (22) des zweiten Getriebes (2) gekoppelt.
  • 2.5. Das Übersetzungsverhältnis des ersten, also des zu prüfen­ den Getriebes (1) (= Drehzahl der schnellen Welle (11) dividiert durch die Drehzahl der langsamen Welle (12)) sei i1. Das Übersetzungsverhältnis des zweiten Getriebes (2) sei i2, das des dritten Getriebes (3) sei i3 und das des vierten Getriebes (4) sei i4. Es gilt i2 . i3 . i4 = i1.
  • 2.6. Am ersten Ende und/oder am zweiten Ende der dritten Welle (30) und/oder am Ende der zweiten Welle (12) des ersten Getriebes und/oder am Ende der zweiten Welle des zweiten Getriebes (22) sind Vorrichtungen zur Ankoppelung einer Antriebsvorrichtung (40) angebracht.
2. Embodiment according to claim 1, characterized in that its list of features around the following features 2.1. until 2.6. is expanded:
  • 2.1 The first shaft of each gearbox is the "fast shaft". The second shaft of each transmission is the "slow shaft".
  • 2.2. The first ( 21 ) and second shaft ( 22 ) of the second gear 12 ) lie parallel to one another and parallel to the first ( 11 ) and second shaft ( 12 ) of the first gear ( 1 ) to be tested.
  • 2.3. The first shaft ( 11 ) of the first, that is to say the transmission ( 1 ) to be tested, and the first shaft ( 21 ) of the second transmission ( 2 ) have a common geometric axis and are connected to one another in a rotationally rigid manner.
  • 2.4. There is a third wave ( 30 ). This is parallel to the first ( 11 ), ( 21 ) and second shafts ( 12 ), ( 22 ) of the first ( 1 ) and second gear ( 2 ). On the one hand, it is coupled to the second shaft ( 12 ) of the first transmission ( 11 ) via a third transmission ( 3 ). On the other hand, it is coupled to the second shaft ( 22 ) of the second gear ( 2 ) via a fourth gear ( 4 ).
  • 2.5. The gear ratio of the first gearbox ( 1 ) to be checked (= speed of the fast shaft ( 11 ) divided by the speed of the slow shaft ( 12 )) is i 1 . The gear ratio of the second gear ( 2 ) is i 2 , that of the third gear ( 3 ) is i 3 and that of the fourth gear ( 4 ) is i 4 . It applies i 2 . i 3 . i 4 = i 1 .
  • 2.6. At the first end and / or at the second end of the third shaft ( 30 ) and / or at the end of the second shaft ( 12 ) of the first gear and / or at the end of the second shaft of the second gear ( 22 ) there are devices for coupling a drive device ( 40 ) attached.
3. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. und 2., da­ durch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 3.1. erweitert wird:
  • 3.1. Das gesamte mechanische System ist mit einer oder mit mehreren einstellbaren Trennkuppelungen nach Stand der Technik zur Überlastsicherung ausgerüstet.
3. Embodiment according to claims 1 and 2, characterized in that the list of features of the respective claim to the following feature 3.1. is expanded:
  • 3.1. The entire mechanical system is equipped with one or more adjustable separating couplings according to the state of the art for overload protection.
4. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 4.1. erweitert wird:
  • 4.1. Das erste, also das zu prüfende Getriebe (1) allein oder der ganze Prüfstand ist so ausgelegt, daß das erste Getriebe vor Beginn oder während des Testbetriebs in jede beliebige räumliche Lage zwischen den Positionen waagerecht und senkrecht gebracht werden kann.
4. Embodiment according to claims 1 to 3, characterized in that the list of features of the respective claim to the following feature 4.1. is expanded:
  • 4.1. The first, i.e. the gear to be tested ( 1 ) alone or the entire test bench is designed so that the first gear can be brought into any spatial position between the positions horizontally and vertically before or during the test operation.
5. Ausführungsform nach Ansprüchen 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste dieses Anspruchs um das folgende Merkmal 5.1. erweitert wird:
  • 5.1. Der Prüfstand ist mit Vorrichtungen nach Stand der Technik ausgerüstet, durch die auf die erste und zweite Welle des ersten, also des zu prüfenden Getriebes definierte positive und negative achsiale Längs- und Querkräfte sowie solche Kräfte ausgeübt werden können, die einen definierten Winkelversatz der Welle gegenüber dem Getriebe bewirken.
5. Embodiment according to claims 1 to 4, characterized in that the list of features of this claim to the following feature 5.1. is expanded:
  • 5.1. The test bench is equipped with devices according to the state of the art, by means of which positive and negative axial and transverse forces, as well as forces that are defined on the first and second shafts of the first, i.e. the transmission to be tested, can be exerted, as well as forces that offset a defined angular offset of the shaft effect the transmission.
6. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 6.1. erweitert wird:
  • 6.1. Die erste und zweite Welle des ersten Getriebes sind beide zweiteilig ausgebildet. Beide Teilstücke sind über eine dreh­ starren Ausgleichskuppelung nach Stand der Technik verbunden. Diese ist doppelt querbeweglich. Sie ist in einer ersten Richtung senkrecht zu ihrer Achslinie frei beweglich. Sie ist zusätzlich in einer zweiten Richtung, die sowohl senkrecht zu ihrer Achslinie als auch senkrecht zur ersten Richtung verläuft, frei beweglich. Die Ausgleichs­ kuppelung ist ferner längsbeweglich und winkelbeweglich.
6. Embodiment according to claims 1 to 4, characterized in that the list of features of the respective claim for the following feature 6.1. is expanded:
  • 6.1. The first and second shaft of the first transmission are both formed in two parts. Both sections are connected via a torsionally rigid compensating coupling according to the prior art. This is double transverse. It is freely movable in a first direction perpendicular to its axis line. It is also freely movable in a second direction, which is both perpendicular to its axis line and perpendicular to the first direction. The compensation coupling is also longitudinally and angularly movable.
7. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 7.1. erweitert wird:
  • 7.1. Mindestens eines der im mechanischen Kreissystem zusätz­ lich zum ersten, zu prüfenden Getriebe angeordneten weite­ ren Getriebe ist so ausgelegt, daß sein Übersetzungs­ verhältnis durch schnellen Umbau verändert werden kann.
7. Embodiment according to claims 1 to 6, characterized in that the list of features of the respective claim for the following feature 7.1. is expanded:
  • 7.1. At least one of the additional ren gear arranged in the mechanical circuit system in addition to the first gear to be tested is designed so that its transmission ratio can be changed by rapid conversion.
8. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 8.1. erweitert wird:
  • 8.1. Mindestens eines der im mechanischen Kreissystem zusätz­ lich zum ersten, zu prüfenden Getriebe angeordneten weite­ ren Getriebe ist so ausgelegt, daß sein Übersetzungs­ verhältnis ohne Umbau durch Umschalten verändert Werden kann. Es können auch zur Erhöhung der Anzahl der Übersetzungsstufen mehrere schaltbare Stufengetriebe in Reihe angeordnet sein.
8. Embodiment according to claims 1 to 6, characterized in that the list of features of the respective claim to the following feature 8.1. is expanded:
  • 8.1. At least one of the additional gears arranged in the mechanical circuit system, in addition to the first gear to be tested, is designed so that its transmission ratio can be changed without conversion by switching. It can also be arranged in series to increase the number of gear ratios, several switchable step gears.
9. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalliste des jeweiligen Anspruchs um das folgende Merkmal 9.1. erweitert wird:
  • 9.1. Eines der im mechanischen Kreissystem zusätzlich zum ersten, zu prüfenden Getriebe angeordneten weiteren Getrie­ be ist als stufenloses Getriebe ausgelegt. Dessen Verstell­ einrichtung für das Übersetzungsverhältnis übernimmt die Rolle der "dritten Welle" (im Sinne von 1.2.).
9. Embodiment according to claims 1 to 6, characterized in that the list of features of the respective claim for the following feature 9.1. is expanded:
  • 9.1. One of the additional gears arranged in the mechanical circuit system in addition to the first gearing to be tested is designed as a continuously variable gearing. Its adjustment device for the transmission ratio takes on the role of the "third wave" (in the sense of 1.2.).
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