DE19713358C1

DE19713358C1 - Vorrichtung zum Prüfen von Kraft- und Arbeitsmaschinen und Verfahren zum Koppeln von Kraft- und Arbeitsmaschinen mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE19713358C1
Application number: DE1997113358
Authority: DE
Inventors: Thomas Behrendt; Bernd Schepers
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-03-29
Filing date: 1997-03-29
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2017-03-30
Also published as: WO1998044260A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Kraft- und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Verdränger pumpen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Koppeln von Kraft- und Arbeitsmaschinen mit einer solchen Vorrichtung. Auf einer solchen Vorrichtung werden z. B. Verdrängerpumpen geprüft, die im bestimmungs gemäßen Betrieb über eine Riemenscheibe, ein Zahnrad oder ein anderes Antriebselement angetrieben werden. Die zu prü fende Pumpe besitzt an ihrer Antriebswelle einen ersten Teil einer formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung. Der zweite Teil der Mitnahmeeinrichtung ist an der Vorrichtung ange ordnet.

Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in der Form von speziellen Prüfständen verwendet, auf denen Verdrängerpumpen oder andere Aggregate nach deren Montage auf ihre hydraulischen oder anderen Funktionen überprüft werden. Dazu werden sie durch hydrau lisch oder pneumatisch betriebene Zylinder geklemmt. Die Pumpen werden auf dem Prüfstand kraftschlüssig über einen Riemen angetrieben, wenn eine Riemenscheibe zum Lieferum fang gehört. Ebenso kann der Antrieb durch eine formschlüs sige Mitnahmeeinrichtung erfolgen, die beispielsweise durch einen Außensechskant an der Abtriebswelle der Vorrichtung und einen Innensechskant an der Antriebswelle der Pumpe gebildet ist.

Der Antrieb der zu prüfenden Pumpe durch einen Riemen trieb hat gegenüber dem Antrieb durch eine formschlüssige Mitnahmeeinrichtung den Vorteil einer "integrierten" Über lastsicherung. Durch die aufgebrachte Riemenlast ist außer dem eine Prüfung unter Bedingungen möglich, die weitgehend den Bedingungen des späteren Anwendungsgebietes der Pumpe entsprechen.

Bei Pumpen, bei denen eine Riemenscheibe nicht zum Lieferumfang gehört, muß bei bekannten Prüfvorrichtungen manuell eine Riemenscheibe angeschraubt und nach der Prü fung wieder demontiert werden. Dies erfordert einen hohen Montageaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung nach dem Gattungsbegriff derart zu verbessern, daß die einzelnen Arbeitsgänge bei der Koppelung der Pumpe mit dem Prüfstand und bei der Abnahme der Pumpe von dem Prüf stand vereinfacht werden. Außerdem besteht die Aufgabe dar in, ein Verfahren zur Koppelung von Kraft- und Arbeitsma schinen mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn zeichnete Vorrichtung und durch das im Anspruch 9 beschrie bene Verfahren zum Koppeln von Kraft- und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Verdrängerpumpen, auf einer derartigen Vorrichtung gelöst. Die Lösung erfolgt dadurch, daß die gattungsgemäße Prüfvorrichtung eine Koppelvorrichtung mit einem Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe oder eines Zahnrades aufweist. Das Antriebselement kann über eine in der Koppelvorrichtung angeordnete Spanneinrichtung mit der Antriebswelle der Kraft- oder Arbeitsmaschine kraftschlüssig verbunden werden. Dazu verhilft eine Greif zange, die für das Halten und das Verschieben der Koppel vorrichtung eine geschlossene und eine offene Stellung ein nehmen kann. Die Greifzange hält in ihrer geschlossenen Stellung, die der Ausgangsstellung der Prüfvorrichtung ent spricht, die Spanneinrichtung in geschlossenem Zustand. Eine in der Prüfvorrichtung angeordnete Stellwelle dient zum Öffnen der Spanneinrichtung. Bei zurückgefahrener Stellwelle kann eine Feder, die an der Koppelvorrichtung angeordnet ist, die Spanneinrichtung in Schließrichtung beaufschlagen.

Eine derartige Prüfvorrichtung ist Grundlage des im Anspruch 9 beschriebenen Verfahrens. Die Kraft- oder Ar beitsmaschine wird dabei durch folgende Verfahrensschritte an der Koppelvorrichtung befestigt:

Die zu prüfende Kraft- oder Arbeitsmaschine wird an die Koppelvorrichtung ohne Antriebselement, d. h. ohne Riemen scheibe oder Zahnrad, angeliefert. Um die beiden Teile der formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung in ihre richtige gegen seitige Lage zueinander zu bringen, wird die Abtriebswelle der Koppelvorrichtung kurzzeitig in wechselnden Drehbewe gungen angetrieben. Dabei werden die Abtriebswelle der Kop pelvorrichtung und die Antriebswelle der Kraft- oder Ar beitsmaschine in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Tei len besteht. Danach wird die Stellwelle in ihre Ausgangs stellung zurück bewegt, so daß die Feder die Spanneinrich tung in ihre Schließstellung bringen kann. Anschließend wird die Greifzange in ihre offene Stellung gebracht. Damit ist das Antriebselement der Vorrichtung sowohl formschlüs sig als auch kraftschlüssig mit der Antriebswelle der Kraft- oder Arbeitsmaschine verbunden. Dies ist insbesonde re deshalb zweckmäßig, weil eine formschlüssige Mitnahme einrichtung alleine nicht spielfrei ausgeführt werden kann.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Wenn die Spanneinrichtung eine mit der Antriebswelle der Kraft- oder Arbeitsmaschine zusammenwirkende konische Spannhülse und ein mit dem Antriebselement verbundenes Innenkonusteil um faßt, dann lassen sich die beiden Teile der Spanneinrich tung leicht aufeinander zu bewegen. Die Spanneinrichtung weist an ihrem äußeren Teil zweckmäßigerweise wenigstens eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Teils der Greifzange auf. Dabei kann die Ausnehmung sehr leicht als Ringnut her gestellt werden, in die wenigstens eine Greifbacke der Greifzange eingreift. Eine solche Greifbacke ist in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Achse der Ab triebswelle der Vorrichtung bewegbar. Um eine gleichmäßige Betätigung der Spanneinrichtung zu gewährleisten, weist die Greifzange wenigstens zwei Greifelemente auf, die um eine quer zu der Achse der Abtriebswelle der Koppelvorrichtung liegende Achse schwenkbar sind. Die beiden Teile der form schlüssigen Mitnahmeeinrichtung können aus einem an der Abtriebswelle der Koppelvorrichtung angeordneten Polygon profil, vorzugsweise einem Außensechskant, und aus einem im Inneren der Antriebswelle der Kraft- oder Arbeitsmaschine angeordneten Polygonprofil, vorzugsweise einem Innensechs kant, gebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu tert. Die einzige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

In einem Gehäuse 1 der Vorrichtung zum Prüfen von Ver drängerpumpen und ähnlichen Kraft- und Arbeitsmaschinen ist eine Antriebseinheit für den Antrieb einer Abtriebswelle 2 einer Koppelvorrichtung 3 enthalten. Die Antriebseinheit ist nicht erfindungswesentlich und wird deshalb nicht näher dargestellt.

Mit der Abtriebswelle 2 ist ein Teil einer Spannein richtung 4 für eine Antriebswelle 5 einer Kraft- oder Ar beitsmaschine 6, beispielsweise einer Verdrängerpumpe, trieblich verbunden. Die Spanneinrichtung 4 umfaßt ein In nenkonusteil 7, das unverschiebbar mit der Abtriebswelle 2 und mit einer Riemenscheibe 8 verbunden ist. Anstelle der Riemenscheibe 8 ist auch ein anderes Antriebselement für den Antrieb der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 vorstellbar, beispielsweise ein Zahnrad. Die Spanneinrichtung 4 umfaßt außerdem eine konische Spannhülse 9, die mit der Antriebs welle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 zusammenwirkt.

An der Prüfvorrichtung ist eine Greifzange 10 mit meh reren Greifbacken 11 für das Halten der Koppelvorrichtung 3 angeordnet. Die Greifzange 10 kann eine geschlossene Stel lung einnehmen für das Halten und das Gegenhalten der Kop pelvorrichtung 3. Diese Stellung wird dann eingenommen, wenn die Spanneinrichtung 4 geöffnet ist. Geöffnet wird die Spanneinrichtung 4 dadurch, daß eine in dem Gehäuse 1 dreh bar und axial verschiebbar geführte Stellwelle 12 in Rich tung auf die Koppelvorrichtung 3, d. h. in der Figur nach links, verschoben wird. Die Stellwelle 12 drückt dann über die Abtriebswelle 2 und einen Ring 13 auf die Spannhülse 9. Die Greifzange 10 hält dabei das Innenkonusteil 7 zurück, indem die Greifbacken 11 in eine Ausnehmung 14 des Innenko nusteiles 7, die beispielsweise die Form einer Ringnut auf weist, eingreifen. Eine Feder 15 ist zwischen dem Innenko nusteil 7 und dem Ring 13 eingesetzt. Der Ring 13 läßt sich durch die Feder 15 nur so weit nach rechts verschieben, bis er an einem mit der Spannhülse 9 verbundenen Sicherungs ring 16 anliegt.

Eine offene Stellung der Greifzange 10 wird dann ein genommen, wenn die Spanneinrichtung 4 auf die Antriebswel le 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 aufgeschoben ist. In der in der Zeichnung mit durchgezogenen Linien dargestell ten geschlossenen Stellung der Greifzange 10 hält diese die Koppelvorrichtung 3, während die Stellwelle 12 nach links verstellt ist und die Spannhülse 9 gerade noch geöffnet ist. Wird die Stellwelle 12 zurück nach rechts in das Ge häuse 1 verschoben, so drückt die Feder 15 den Ring 13 und die Abtriebswelle 2 zurück. Damit bewegt sich über den Si cherungsring 16 auch die Spannhülse 9 nach rechts und schließt die Spanneinrichtung 4. In der geschlossenen Stel lung der Spanneinrichtung 4 ist die Riemenscheibe 8 kraftschlüssig mit der Antriebswelle 5 der Kraft- oder Ar beitsmaschine 6 verbunden.

Die Prüfvorrichtung weist zusätzlich zu der kraft schlüssigen Verbindung noch eine formschlüssige Mitnahme einrichtung auf, die durch einen Außensechskant 17 an der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 und einen damit zusammenpassenden Innensechskant in der Antriebswelle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 gebildet ist. Anstelle der Sechskantprofile können mit gleicher Wirkung andere Poly gonprofile verwendet werden. Ebenso können die Außen- und Innenprofile an den beiden Wellen vertauscht sein.

Damit die Koppelvorrichtung 3 von dem anderen Teil der Prüfvorrichtung, der das Gehäuse 1 und die Stellwelle 12 enthält, getrennt werden kann, sind die Greifbacken 11 an Greifelementen 18 der Greifzange 10 angeordnet. Es sind wenigstens zwei Greifelemente 18 vorhanden. Um die Greif zange 10 zu lösen, werden die Greifelemente 18 um eine Ach se 19 geschwenkt, die quer zu der Achse der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 liegt. Dadurch nimmt jedes Greife lement 18 eine Stellung ein, die in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien dargestellt ist.

Im folgenden wird das Verfahren zum Koppeln der zu prüfenden Kraft- oder Arbeitsmaschinen mit der beschriebe nen Prüfvorrichtung beschrieben:

Die Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 wird an die Vorrichtung ohne Antriebselement, d. h. ohne Riemenscheibe 8, angelie fert. Die Spanneinrichtung 4 befindet sich in ihrer ge schlossenen Stellung. Durch Verschieben der Stellwelle 12 nach links in Richtung auf die Koppelvorrichtung 3 wird die Spanneinrichtung 4 geöffnet. Um zu erreichen, daß die bei den Teile der formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung mit dem Außensechskant 17 der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 und dem Innensechskant der Antriebswelle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 ineinander finden, wird die Ab triebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 durch kurzzeitig wechselnde Drehbewegungen angetrieben. Gleichzeitig werden die Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 und die An triebswelle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 durch eine Verschiebung des Gehäuses 1 zusammen mit der Stellwelle 12 in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis eine form schlüssige Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Teilen besteht. Danach wird die Stellwelle 12 zurück nach rechts bewegt. Dadurch kann die Feder 15 die Abtriebswelle 2 und den Ring 13 und - über den Sicherungsring 16 - die Spann hülse 9 soweit nach rechts zurück bewegen, bis die Spann hülse 9 durch den Innenkonusteil 7 die Antriebswelle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 klemmt. Danach wird die Greifzange 10 durch Ausschwenken der Greifelemente 18 um die Achse 19 in ihre offene Stellung gebracht.

Dadurch ist die Riemenscheibe 8 der Vorrichtung sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der Antriebs welle 5 der Kraft- oder Arbeitsmaschine 6 verbunden. Die auf der Prüfvorrichtung befestigte Kraft- oder Arbeitsma schine 6 kann dann von der Riemenscheibe 8 angetrieben wer den.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Abtriebswelle

3

Koppelvorrichtung

4

Spanneinrichtung

5

Antriebswelle

6

Kraft- oder Arbeitsmaschine

7

Innenkonusteil

8

Riemenscheibe

9

Spannhülse

10

Greifzange

11

Greifbacke

12

Stellwelle

13

Ring

14

Ausnehmung

15

Feder

16

Sicherungsring

17

Außensechskant

18

Greifelement

19

Achse

Claims

1. Vorrichtung zum Prüfen von Kraft- und Arbeitsma schinen, insbesondere von Verdrängerpumpen, deren Antrieb im bestimmungsgemäßen Betrieb über ein Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe oder eines Zahnrades erfolgt, wobei die zu prüfende Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) an ihrer Antriebswelle (5) einen ersten Teil einer formschlüs sigen Mitnahmeeinrichtung aufweist und die Vorrichtung ei nen zweiten Teil der Mitnahmeeinrichtung aufweist, ge kennzeichnet durch die Merkmale:

1. die Prüfvorrichtung weist eine Koppelvorrichtung (3) auf mit einem an der Koppelvorrichtung (3) befestigten Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe (8) oder eines Zahnrades,
2. das Antriebselement ist über eine in der Koppelvor richtung (3) angeordnete Spanneinrichtung (4) mit der Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) kraftschlüssig verbindbar,
3. eine an der Prüfvorrichtung angeordnete Greif zange (10) kann für das Halten und das Verschieben der Koppelvorrichtung (3) eine geschlossene und eine offe ne Stellung einnehmen,
4. die Greifzange (10) hält in ihrer geschlossenen Stel lung die Spanneinrichtung (4) - in der Ausgangsstel lung der Prüfvorrichtung - in geschlossenem Zustand,
5. eine in der Prüfvorrichtung angeordnete Stellwel le (12) dient zum Verschieben der Koppelvorrich tung (3) und zum Öffnen der Spanneinrichtung (4), -
eine Feder (15) ist in der Koppelvorrichtung (3) ange ordnet, um in der offenen Stellung der Greifzange (10) die Spanneinrichtung (4) in Schließrichtung zu beauf schlagen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (4) eine mit der Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsma schine (6) zusammenwirkende konische Spannhülse (9) und ein mit dem Antriebselement verbundenes Innenkonusteil (7) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (3) wenigstens eine Ausnehmung (14) aufweist für die Aufnahme eines Teils der Greifzange (10).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) der Koppelvorrichtung (3) eine Ringnut ist, in die wenigstens eine Greifbacke (11) der Greifzange (10) eingreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Greifbacke (11) der Greifzange (10) in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Achse einer Abtriebswelle (2) der Koppelvorrich tung (3) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Greif zange (10) wenigstens zwei Greifelemente (18) aufweist, die um je eine quer zu der Achse der Abtriebswelle (2) der Kop pelvorrichtung (3) liegende Achse (19) schwenkbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung ein an der Ab triebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) angeordnetes Po lygonprofil ist, das an den ersten Teil der Mitnahmeein richtung in der Form eines im Inneren der Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) angeordneten Polygon profils angepaßt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das an der Abtriebs welle (2) der Koppelvorrichtung (3) angeordnete Polygon profil ein Außensechskant (17) ist und das im Inneren der Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) ange ordnete Polygonprofil ein Innensechskant ist.

9. Verfahren zum Koppeln von Kraft- und Arbeitsmaschi nen, insbesondere von Verdrängerpumpen, deren Antrieb im bestimmungsgemäßen Betrieb über ein Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe oder eines Zahnrades erfolgt, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Prü fen von Kraft- und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Ver drängerpumpen, wobei die zu prüfende Kraft- oder Arbeits maschine (6) an ihrer Antriebswelle (5) einen ersten Teil einer formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung aufweist und die Koppelvorrichtung (3) einen zweiten Teil der Mitnahmeein richtung aufweist und wobei an der Koppelvorrichtung (3) ein Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe (8) oder eines Zahnrades angeordnet ist, das in der Ausgangs stellung der Vorrichtung durch eine Spanneinrichtung (4) von der Abtriebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) ge trennt ist, mit folgenden Schritten:

1. die zu prüfende Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) wird an die Vorrichtung ohne Antriebselement angeliefert,
2. die Stellwelle (12) wird in Richtung auf die Koppel vorrichtung (3) bewegt und drückt die Abtriebswel le (2) und einen Ring (13) in axialer Richtung gegen die Spannhülse (9), wodurch die Spanneinrichtung (4) geöffnet wird,
3. die beiden Teile der formschlüssigen Mitnahmeeinrich tung werden durch kurzzeitig wechselnde Drehbewegungen der Abtriebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) in ih rer gegenseitigen Lage aneinander angepaßt,
4. die Abtriebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3)und die Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsmaschine (6) werden in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis eine formschlüssige Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Teilen besteht,
5. die Stellwelle (12) wird in ihre Ausgangsstellung zu rück bewegt,
6. die Feder (15) bringt die Spanneinrichtung (4) in ihre Schließstellung, so daß das Antriebselement der Vor richtung sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der Antriebswelle (5) der Kraft- oder Arbeitsma schine (6) verbunden ist,
7. die Greifzange (10) wird in ihre offene Stellung ge bracht.