DE19914606C2

DE19914606C2 - Device and method for testing hydrostatic displacement units in the operating state

Info

Publication number: DE19914606C2
Application number: DE1999114606
Authority: DE
Inventors: Rolf Truninger
Original assignee: TRUNINGER AG LANGENDORF
Current assignee: TRUNINGER AG LANGENDORF
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: GB9907724D0; GB2339859A; DE19914606A1; ITMI990671A1; IT1312159B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von hydrostatischen Verdrängungseinheiten.The present invention relates to a device and a Procedure for testing hydrostatic displacement units.

Hydrostatische Verdrängungseinheiten werden heute in fast allen Bereichen der Technik eingesetzt. Sie finden z. B. Verwendung als Pumpen, Motoren, Volumenzähler und Mengenteiler in hydraulischen Antrieben von industriellen Maschinen, Erdbewegungsgeräten, in der Luft- und Raumfahrt, in Autos und Lkws, in der Schifffahrt, in Forstfahrzeugen und Arbeitsmaschinen, auf Erdölplattformen und vielem mehr. Hydrostatische Pumpen werden nicht nur in der Antriebstechnik, sondern auch für den Transport aller möglichen Fluide eingesetzt. So z. B. als Förderpumpen in der chemischen Industrie oder für den Transport von Brennstoffen in Gasturbinen oder Verbrennungsmotoren.Hydrostatic displacement units are used in almost all of them today Areas of technology. You will find e.g. B. Use as Pumps, motors, volume meters and flow dividers in hydraulic Drives of industrial machinery, earth moving equipment, in the Aerospace, in cars and trucks, in shipping, in Forestry vehicles and machines, on oil platforms and much more. Hydrostatic pumps are not only used in the Drive technology, but also for the transportation of all sorts Fluids used. So z. B. as feed pumps in the chemical Industry or for the transportation of fuels in gas turbines or internal combustion engines.

Diese bekannten hydrostatischen Verdrängungseinheiten werden in der Regel von ihren Herstellern auf Prüfständen getestet, die speziell für die jeweiligen Pumpen oder Motoren gebaut werden. Auf diesen Prüfständen fährt die Pumpe resp. der Motor ein vorgegebenes Druckprofil ab. Bei variablen Pumpen und Motoren wird auch das Verdrängungsvolumen variiert.These known hydrostatic displacement units are in generally tested by their manufacturers on test benches that can be built especially for the respective pumps or motors. On the pump drives these test stands. the engine on predetermined pressure profile. With variable pumps and motors the displacement volume also varies.

Pumpen werden dabei in der Regel mit einem Asynchronmotor angetrieben und mit einem Druckbegrenzungsventil belastet. Dieses Vorgehen hat den Nachteil, dass die ganze Pumpenleistung in Wärme aufgeht, was einerseits hohe Energieverluste nach sich zieht, andererseits eine entsprechende Kühlleistung bedingt; beides führt zu hohen Betriebskosten des Prüfstandes. Diese Problematik ist insbesondere bei grossen Leistungen ausgeprägt.Pumps are usually equipped with an asynchronous motor driven and loaded with a pressure relief valve. This Procedure has the disadvantage that the entire pump output is in heat merges, which on the one hand results in high energy losses, on the other hand, a corresponding cooling capacity is required; leads both too high operating costs of the test bench. This is a problem pronounced especially with large performances.

Aus der EP 00 56 914 B1 ist eine Anordnung zur Wiedergewinnung der Energie eines Motorprüfstandes in Form von elektrischer Energie bekannt geworden. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus einem mit dem Prüfmotor gekuppelten Bremsvorrichtung, einer an das Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Asynchronmaschine, einem an der Welle des Motors angeschlossenen Geschwindig keitsmesser und einem Kraftmomentgeber. Ein geschwindigkeits abhängiges Ankoppelglied zwecks Herstellung einer Kupp lungsverbindung zwischen Bremse und Synchronmaschine ist vorgesehen, während ein Regler zur Aufnahme der Signale des Geschwindigkeitsmessers und des Momentgebers vorhanden ist, um die Geschwindigkeit- und/oder Belastungssteuerung zu sichern, sowie das Ein- und Ausschalten von Bremse und/oder des Ankoppelgliedes zu steuern.From EP 00 56 914 B1 an arrangement for the recovery of the Energy from an engine test bench in the form of electrical energy known. The arrangement consists essentially of one brake device coupled to the test motor, one to the Supply network connected electrical asynchronous machine, a speed connected to the shaft of the motor speed meter and a force transducer. A speed dependent coupling element for the purpose of producing a coupling connection between the brake and synchronous machine provided while a controller for recording the signals of the Speedometer and the momentum is present to the Securing speed and / or load control, as well the switching on and off of the brake and / or the coupling element to control.

Die DE 39 42 016 beschreibt einen Motorprüfstand mit einer Bremseinrichtung und einem Aufnahmegestell für einen zu prüfenden Motor sowie mit Kupplungsmitteln zur Verbindung einer Abtriebswelle des Motors mit einer Eingangswelle der Bremseinrichtung, bei dem der im Aufnahmegestell aufgenommene und befestigte Motor bezüglich der Bremseinrichtung bewegbar ist.DE 39 42 016 describes an engine test bench with a Braking device and a receiving frame for a test Motor and with coupling means for connecting one Output shaft of the engine with an input shaft Braking device in which the recorded in the mounting frame and attached motor is movable with respect to the braking device.

Beispielsweise ist es aus der www.bauerct.com/hyd.html bekannt, dass ein grosser Teil der hydraulischen Leistung über einen an der gleichen Welle angebrachten Hydromotor mit konstantem oder variablen Verdrängungsvolumen rekuperiert werden kann. Dies führt zu wesentlichen Einsparungen von Energie. Ein nicht zu vernachlässigender Teil der Energie wird aber immer noch über konventionelle Druckbegrenzungsventile vernichtet.For example, it is known from www.bauerct.com/hyd.html that a large part of the hydraulic power over one at the hydraulic motor with constant or same shaft attached variable displacement volume can be recuperated. this leads to to significant energy savings. A not too neglecting part of the energy is still over conventional pressure relief valves destroyed.

Aufwendiger ist das Testen von hydrostatischen Motoren. Diese müssen einerseits an einer Druckquelle angeschlossen werden, andererseits muss die Welle belastet d. h. gebremst werden. In der Regel interessiert das Kennfeld im ganzen Drehzahlbereich, die Bremseinrichtung muss also mit variablen Drehzahlen betreibbar sein, im ganzen möglichen Betriebsbereich. Die Druckquelle muss entsprechend variable Förderströme liefern. Auch hier kann ein Teil der Abtriebsleistung des Hydromotors dazu verwendet werden, die Versorgungspumpen anzutreiben. Die Druckbelastung wird wiederum mit einem Ventil gesteuert, was einen entsprechenden Energieverlust nach sich zieht.The testing of hydrostatic motors is more complex. This must be connected to a pressure source on the one hand, on the other hand, the shaft must be loaded d. H. be braked. In the The map is of general interest in the entire speed range The braking device must therefore be able to be operated at variable speeds be in the whole possible operating range. The pressure source must deliver correspondingly variable flow rates. Here too one can Part of the output power of the hydraulic motor can be used to drive the supply pumps. The pressure load will again controlled by a valve, which is a corresponding Energy loss entails.

Diese bekannten Systeme haben den Nachteil, dass sie nur für ein relativ kleines Spektrum von Pumpen oder Motoren einsetzbar sind und oft auch in der Drehzahl Beschränkungen nach unten und/oder oben aufweisen. Die Druckbelastung erfolgt praktisch ausschliesslich über Druckbelastungsventile, was wiederum Energieverluste nach sich zieht. Ein nicht zu unterschätzendes Problem stellen zudem die hohen Trägheiten der Antriebsstränge dar, was bei einem Versagen (Anfressen) der getesteten Einheiten zu einer Überlastung von teuren Momentenmessnaben oder aber zu Schäden in der getesteten Pumpe resp. Hydromotor führen kann. Oft muss wegen dieser Problematik auf den Einsatz einer Momentenmessnabe verzichtet werden.These known systems have the disadvantage that they are only for one relatively small range of pumps or motors can be used and often also in the speed restrictions down and / or have at the top. The pressure load is practically exclusively via pressure loading valves, which in turn Energy loss entails. A not to be underestimated Another problem is the high inertia of the drive trains represents what happens if the units tested fail to overload expensive torque measuring hubs or to Damage in the tested pump or Hydromotor can lead. Often because of this problem, must use a Torque measuring hub can be dispensed with.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zum Prüfen von hydrostatischen Verdrängungseinheiten im Betriebszustand vorzuschlagen, bei welcher durch vollständige elektrische und hydraulische Rekuperation der Energie beträchtliche Betriebs- und Investitionskosten eingespart und Momentmessnaben vor Überlast geschützt werden können.Based on this state of the art, it is the job of Invention a device for testing hydrostatic Propose displacement units in the operating state which by complete electrical and hydraulic Considerable operating and energy recuperation Investment costs saved and torque measuring hubs before overload can be protected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine zu prüfende Verdrängungseinheit auf einem Antriebsstrang hydraulische Leistung mit einer komplementären zweiten Verdrängungseinheit auf einem, vom ersten Antriebsstrang unabhängigen zweiten Antriebsstrang ganz oder teilweise austauscht, welche zweite Verdrängungseinheit den Systemdruck über einen Druckregelkreis regeln kann, und dass die Leistungen je zwischen den zwei Antriebssträngen mittels elektrischen oder elektronischen Mitteln austauschbar sind.According to the invention, this object is achieved in that a hydraulic displacement testing unit on a drivetrain Performance with a complementary second displacement unit a second, independent of the first drive train Drive train completely or partially exchanges, which second Displacement unit the system pressure via a pressure control loop can regulate, and that the benefits each between the two Powertrains using electrical or electronic means are interchangeable.

Von besonderem Vorteil ist es, dass der Antriebsstrang von einem kleinen Elekromotor M1 mit variabler Drehzahl angetrieben wird, der nur einen Teil der Leistung des Prüfstandes aufzubringen vermag. Der Elektromotor wird von einer oder mehreren Verdrängungseinheiten unterstützt, die sowohl als Pumpen wie auch als Hydromotoren betrieben werden können und als eine Art Momentverstärker wirken. Besonders vorteilhaft wird diese Funktion von Innenzahnradpumpen/Motoren wahrgenommen, weil diese einen hohen Drehzahlbereich abdecken und nur geringe Geräuschemissionen verursachen. Die Drehzahl des Prüflings (Pumpe oder Motor) kann so bis zu bestimmten maximalen Drehzahlen in beiden Richtungen vorgegeben werden.It is particularly advantageous that the drive train from one small electric motor M1 is driven with variable speed, who only provide part of the performance of the test bench can The electric motor is one or more Displacement units supported, both as pumps as well can be operated as hydraulic motors and as a kind Moment amplifiers work. This function is particularly advantageous perceived by internal gear pumps / motors because they are one cover high speed range and only low noise emissions cause. The speed of the test object (pump or motor) can be so up to certain maximum speeds in both directions be specified.

Ein zweiter Elektromotor M2 mit variabler Drehzahl kann dazu eingesetzt werden, den Systemdruck aufzubringen. Die Drehzahl des Motors M2 wird dabei über einen Druckregler gesteuert. Die beiden elektronischen Leistungstreiber (Drive) der Elektromotoren M1 und M2 können erfindungsgemäss so zusammengeschaltet werden, dass die Energie oder Leistung der beiden Elektromotoren M1 und M2 ausgetauscht wird.A second electric motor M2 with variable speed can do this be used to apply the system pressure. The speed of the Motors M2 is controlled by a pressure regulator. The two electronic power drivers of the electric motors M1 and M2 can be interconnected according to the invention so that the Energy or power of the two electric motors M1 and M2 is exchanged.

Anhand der beigelegten Figuren wir die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the attached figures.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Ausführung bei der ein Motor mit variabler Drehzahl betrieben wird, Fig. 1 shows a schematic representation of the inventive embodiment in which a motor is driven with variable speed,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Ausführung bei der beide Motoren mit variablen Drehzahlen arbeiten Fig. 2 shows a schematic representation of the embodiment according to the invention in which both motors operate at variable speeds

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Ausführung bei der zwei Verdrängereinheiten zuschaltbar sind. Fig. 3 shows a schematic representation of the inventive embodiment in which two displacement units are switched.

Die Fig. 1 zeigt eine zu prüfende Verdrängungseinheit 1, welche vom Elektromotor (M1) 2 getrieben wird und ein Fluid aus dem Tank 11 ansaugt. Über die Druckleitung 13 ist die Pumpe 1 mit einem hydraulischen Motor 6 verbunden, der die hydraulische Leistung der Pumpe wiederum in mechanische Energie umwandelt. Die Welle des hydraulischen Motors 6 wird von einem elektrischen Motor 5 gebremst. Die beim Bremsen frei werdende Energie wird durch die Leistungselektronik 4 des Motors 5 in das Wechselstromnetz 14 abgegeben, wo sie wiederum dem Antriebsmotor 2 zur Verfügung steht. Auf diese Weise wird die Energie erfindungsgemäss mit elektronischen Mitteln zwischen den beiden Antriebssträngen ausgetauscht. Die Drehzahl des Motors (M2) 5 wird dabei durch einen Druckregler gesteuert. Der Druckregler kann z. B. in der Leistungselektronik 4 (Drive) integriert sein, der Drucksollwert 10 sowie der gemessene Druckwert 8 dienen als Eingangsgrössen. Fig. 1 shows a test displacement unit 1 which is driven by the electric motor (M1) 2, and sucks a fluid from the tank 11. Via the pressure line 13 , the pump 1 is connected to a hydraulic motor 6 , which in turn converts the hydraulic power of the pump into mechanical energy. The shaft of the hydraulic motor 6 is braked by an electric motor 5 . The energy released during braking is released by the power electronics 4 of the motor 5 into the AC network 14 , where it is in turn available to the drive motor 2 . In this way, according to the invention, the energy is exchanged between the two drive trains using electronic means. The speed of the motor (M2) 5 is controlled by a pressure regulator. The pressure regulator can e.g. B. be integrated in the power electronics 4 (drive), the pressure setpoint 10 and the measured pressure value 8 serve as input variables.

Treibt Motor M1 eine Pumpe, so kann M2 die generierte hydraulische Leistung über einen Hydromotor wieder in elektrische Leistung wandeln, welche wiederum dem Motor M1 zugeführt wird. Die beiden Motoren stehen also elektrisch und hydraulisch in einer Wechselbeziehung. Die elektrische Kopplung kann dabei z. B. in den zwei elektronischen Leistungstreibern (Drive) der Motoren über den Gleichstrombus (DC-Bus) oder aber direkt über die elektrische Netzversorgung realisiert werden. Umgekehrt kann die Verdrängungseinheit an Motor M2 als Pumpe betrieben werden und einen zu testenden Hydromotor antreiben, der von Motor M1 gebremst wird. Der Energieaustausch findet dann in gleicher Weise mit anderem Vorzeichen statt.If motor M1 drives a pump, M2 can use the generated hydraulic Power via a hydraulic motor again in electrical power convert, which in turn is fed to the motor M1. The two Motors are electrical and hydraulic in one Interrelation. The electrical coupling can, for. Tie two electronic power drivers of the motors via the DC bus (DC bus) or directly via the electrical Mains supply can be realized. Conversely, the Displacement unit to be operated on motor M2 as a pump and drive a hydraulic motor to be tested that is braked by motor M1 becomes. The energy exchange then takes place in the same way other sign.

Durch diese elektrische und hydraulische Kopplung der zwei Motoren kann auf den Einsatz von jeglichen Regelventilen wie z. B. Druckregelventilen verzichtet werden. Es muss also auch keine Energie über Drosselkanten von Ventilen vernichtet werden, die hydraulische Energie wird hydraulisch und elektrisch rekuperiert. Es müssen nur noch die Verlustleistungen aller Komponenten im System aufgebracht werden. This electrical and hydraulic coupling of the two motors can on the use of any control valves such. B. Pressure control valves are dispensed with. So it doesn't have to be Energy through throttle edges of valves that are destroyed hydraulic energy is recuperated hydraulically and electrically. Only the power losses of all components in the System can be applied.

Durch die hydraulische Rekuperation eines Teils der Energie müssen die beiden Elektromotoren M1 und M2 nur noch einen Bruchteil der Antriebsleistung aufbringen, was den Einsatz von kleinen und preiswerten Motoren mit entsprechend geringem Trägheitsmoment ermöglicht. Insbesondere die elektronischen Leistungstreiber (Drives) können kleiner und preiswerter ausgelegt werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Servomotors (Synchronmotor mit Permanentmagnet-Rotor), der eine sehr geringe Trägheit aufweist, was die verhältnismässig geringen kinetischen Energien des Antriebsstranges weiter reduziert und zudem höchste Dynamik für die Druckbelastung und die Drehzahl des Prüfstandes bedeutet. Dies ermöglicht ein schnelles Abfahren von Druck- und Drehzahlprofilen, was die Prüfdauer verkürzt. So können z. B. bei Dauertests mit Druckzyklen wesentliche Zeit- und Energieeinsparungen realisiert werden.Due to the hydraulic recuperation of some of the energy the two electric motors M1 and M2 only a fraction of the Drive power, what the use of small and inexpensive motors with a correspondingly low moment of inertia enables. Especially the electronic performance drivers (Drives) can be designed smaller and cheaper. The use of a servo motor is particularly advantageous (Synchronous motor with permanent magnet rotor), which is a very low Has inertia, which is the relatively low kinetic Powertrain energies further reduced and also highest Dynamics for the pressure load and the speed of the test bench means. This enables a quick shutdown of printing and Speed profiles, which shortens the test duration. So z. B. at Endurance tests with pressure cycles essential time and Energy savings can be realized.

Die zu prüfende Verdrängungseinheit 1 wird gemäss Fig. 2 im Gegensatz zu der Ausführung in Fig. 1 mit variabler Drehzahl angetrieben. Auf diese Weise kann die Drehzahl der Pumpe 1 durch den Motor (M1) 2 in beide Laufrichtungen vorgegeben werden. Die Pumpe 1 kann entsprechend als Hydromotor oder Pumpe betrieben werden. Der Austausch von Energie erfolgt ebenfalls auf elektrischem Weg. Im Gegensatz zur Ausführung in Fig. 1 tauschen die beiden Motoren 2, 5 die Energie im obigen Beispiel direkt über den Zwischenkreise 7 (DC-Bus) aus, die Rückwandlung des Gleichstromes (DC-Bus) in einen Netzstrom kann so umgangen werden. Der elektrische Energieaustausch kann mit neueren Umrichtertechnologien auch direkt über das Netz erfolgen, ein DC- Bus muss dazu nicht mehr zwingend vorhanden sein. Durch einen Prüfstand nach obigem Schema können hydraulische Pumpen wie auch Motoren bei jeder Drehzahl im ganzes Kennfeld ausgemessen werden.In contrast to the embodiment in FIG. 1, the displacement unit 1 to be tested is driven according to FIG. 2 at a variable speed. In this way, the speed of the pump 1 can be predetermined by the motor (M1) 2 in both directions. The pump 1 can be operated accordingly as a hydraulic motor or pump. Energy is also exchanged electronically. In contrast to the embodiment in Fig. 1, the two motors 2 , 5 exchange the energy in the above example directly via the intermediate circuits 7 (DC bus), the conversion of the direct current (DC bus) into a mains current can be avoided. With newer converter technologies, the electrical energy can also be exchanged directly via the network; a DC bus no longer has to be available. Using a test bench according to the above diagram, hydraulic pumps and motors can be measured in the entire map at any speed.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der zwei Verdrängereinheiten nach Bedarf zuschaltbar sind. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, in which two displacement units can be switched on as required.

Der innere Kern des Prüfstandes ist identisch mit den Ausführungen gemäss Fig. 1 und Fig. 2. Die beiden Motoren (M1) 2 und (M2) 5, die elektronischen Leistungstreiber 3, 4 (Drive), das Druckfeedback 8 und die Sollwert Vorgaben haben immer noch die gleiche Funktion. Neu sind die beiden hydraulischen Verdrängungseinheiten 20, 21, welche die Funktion eines Momentverstärkers des Antriebsmotors (M1) 2 übernehmen.The inner core of the test stand is 2 have identical with the embodiments according to FIGS. 1 and Fig. The two motors (M1) 2, and (M2) 5, the electronic power driver 3, 4 (Drive), the pressure feedback 8 and the setpoints still the same function. New are the two hydraulic displacement units 20 , 21 , which take over the function of a torque amplifier of the drive motor (M1) 2 .

Handelt es sich bei der zu prüfenden Einheit 1 z. B. um eine grosse Pumpe, so werden die Verdrängungseinheiten 20, 21 als hydraulische Motoren hinzu geschaltet. Ein Teil der von der Pumpe 1 gelieferten hydraulischen Leistung wird dadurch hydraulisch rekuperiert, was den antreibenden Motor (M1) 2 entlastet. Der Motor (M2) 5 sowie die Verdrängungseinheit 6 steuern den Systemdruck. Es wird dabei aber nur noch ein Teil der hydraulischen Leistung auf elektrischem Weg rekuperiert.If the unit to be tested 1 z. B. around a large pump, the displacement units 20 , 21 are added as hydraulic motors. Part of the hydraulic power supplied by the pump 1 is thereby recuperated hydraulically, which relieves the driving motor (M1) 2 . The motor (M2) 5 and the displacement unit 6 control the system pressure. However, only a part of the hydraulic power is recuperated electrically.

Die Ventillogik 22 stellt die richtige hydraulische Schaltung der einzelnen Verdrängungseinheiten im System her. Je nach Fördervolumen der zu testenden Einheit 1 werden dabei keine, eine oder beide Verdrängungseinheiten 20, 21 aufgeschaltet. Diese sind so ausgeführt, dass sie in beide Drehrichtungen sowohl als hydraulische Motoren wie auch als Pumpen (4 Quadrant) betreibbar sind. Das Prinzip funktioniert also in beide Drehrichtungen insbesondere auch für den Fall, dass die zu prüfende Einheit 1 ein Hydraulikmotor ist.The valve logic 22 produces the correct hydraulic circuit for the individual displacement units in the system. Depending on the delivery volume of the unit 1 to be tested, none, one or both displacement units 20 , 21 are activated. These are designed in such a way that they can be operated in both directions of rotation as hydraulic motors as well as pumps (4 quadrants). The principle therefore works in both directions of rotation, in particular for the case that the unit 1 to be tested is a hydraulic motor.

Die Strecke Filter 15, Kühler 16 und Flussmessgerät 17 zeigt auf, dass es sich nicht um ein geschlossenes System handelt. Der Fluss der Pumpe 1 kann gemessen werden, das Öl wird entsprechend in den Tank 11 zurückgeführt und über Kühler 16 und Filter 15 gewartet. Der Zylinder 27 deutet Nebenantriebe an, die ebenfalls von der Ventillogik aus gesteuert und mit Energie versorgt werden können.The section filter 15 , cooler 16 and flow meter 17 shows that it is not a closed system. The flow of the pump 1 can be measured, the oil is accordingly returned to the tank 11 and serviced via the cooler 16 and filter 15 . The cylinder 27 indicates auxiliary drives, which can also be controlled from the valve logic and supplied with energy.

Die Verdrängungseinheit 1 ist mit der Schnellkupplung 19 an eine Momentmessnabe gekoppelt, mit der die aktuelle Belastung des Antriebes über eine Sensorleitung 24 an den Steuerrechner 25 gemeldet wird. Der Steuerrechner 25 steuert alle Ventile und Motoren im System, was eine Automatisierung des ganzen Prozesses ermöglicht. Ein Bildschirm mit Tastatur 26 kann dabei als Mensch- Maschinen Schnittstelle dienen. In einer einfacheren Variante des Prüfstandes könnte man sich auch vorstellen, dass alle Funktionen von Hand gesteuert würden und kein Steuerrechner 25 integriert ist.The displacement unit 1 is coupled with the quick coupling 19 to a torque measuring hub with which the current load on the drive is reported to the control computer 25 via a sensor line 24 . The control computer 25 controls all valves and motors in the system, which enables automation of the entire process. A screen with keyboard 26 can serve as a human-machine interface. In a simpler variant of the test stand, one could also imagine that all functions would be controlled by hand and that no control computer 25 would be integrated.

Die einfachste Ausführung besteht in zwei Motoren M1 und M2, die die Antriebsenergie über den Gleichstrombus (DC-Bus) der Leistungselektronik (Drives) austauschen. Die Energie wird dabei in allen Betriebszuständen zu 100% elektrisch rekuperiert. Sowohl Pumpen wie Motoren können geprüft werden. Mit dem Motor M1 wird die Solldrehzahl aufgeprägt, mit dem Motor M2 wird über einen Druckregelkreis der Systemdruck gesteuert oder umgekehrt. Auf diese Weise kann jeder Betriebszustand der zu prüfenden Verdrängereinheit simuliert werden. Für beliebige Drücke und Drehzahlen können so deren Eigenschaften gemessen werden.The simplest version consists of two motors M1 and M2, which the drive energy via the direct current bus (DC bus) Replace power electronics (drives). The energy is there 100% electrically recuperated in all operating states. Either Pumps and motors can be tested. With the M1 motor the target speed is impressed with the motor M2 is via a Pressure control loop controlled the system pressure or vice versa. On In this way, each operating state can be tested Displacement unit can be simulated. For any pressures and Speeds can be measured in this way their properties.

Eine wesentliche Verbesserung dieses Konzeptes ergibt sich erfindungsgemäss, wenn das Moment des Antriebsmotors M1 durch fest eingebaute, hydraulische Verdrängereinheiten verstärkt wird. Auf diese Weise muss nur ein Bruchteil der Leistung elektrisch erzeugt resp. rekuperiert werden, der Grossteil der Leistungen wird auf diese Weise hydraulisch rekuperiert. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil hydraulische Antriebselemente deutlich geringere Kosten, Gewichte und Trägheiten aufweisen, als vergleichbare elektrische Antriebselemente. Das bedeutet insbesondere auch, dass die Leistungselektronischen Steuereinheiten (Drives) für die Elektromotoren entsprechend kleiner dimensioniert werden können, auch das ein wesentlicher Kostenfaktor.There is a significant improvement in this concept According to the invention when the torque of the drive motor M1 by fixed built-in hydraulic displacement units is reinforced. On this way only a fraction of the power needs to be generated electrically resp. be recuperated, the majority of the services will be on hydraulically recuperated this way. This is especially why advantageous because hydraulic drive elements are significantly smaller Have costs, weights and inertias than comparable ones electric drive elements. In particular, this also means that the power electronic control units (drives) for the Electric motors can be dimensioned correspondingly smaller, this is also an essential cost factor.

Auf diese Weise lassen sich Prüfstände realisieren, deren Antriebsstrang eine so geringe Trägheit aufweist, dass die delikate Messeinrichtung für das Antriebsmoment nicht mehr vor Überlast geschützt werden muss. Oft ermöglicht dieses Vorgehen überhaupt erst den sicheren Einsatz solcher Messnaben. Ein ruckartiges Blockieren einer Pumpe oder eines Hydromotors auf dem Prüfstand wird auch das hydraulisch rekuperierte Moment sofort reduzieren. Die Schwungmasse des kleinen, dynamischen Motors M1 reicht nicht aus um die Messnabe zu überlasten. Die geringe Bewegungsenergie im System reduziert auch den Schaden an den Prüflingen, der in solchen Situationen bei konventionellen Prüfständen oft entsteht.In this way, test benches can be realized Drivetrain has such a low inertia that the delicate measuring device for the drive torque no longer Overload must be protected. This often enables this procedure the safe use of such measuring hubs in the first place. On jerky blocking of a pump or a hydraulic motor on the The hydraulically recuperated torque is also immediately put to the test to reduce. The flywheel mass of the small, dynamic motor M1 is not enough to overload the measuring hub. The minor Kinetic energy in the system also reduces the damage to the DUTs in such situations with conventional Test benches often arise.

Die beschriebene erfindungsgemässe Kombination von elektrischer und hydraulischer Rekuperation führt nicht nur zu einem minimalen Energieverbrauch bei geringeren Anschaffungskosten, sondern führt auch zu einer kompakten Bauart. Dies insbesondere, wenn dynamische Servomotoren eingesetzt werden, die naturgemäss einen schlanken Aufbau aufweisen.The described combination of electrical according to the invention and hydraulic recuperation not only leads to a minimal Energy consumption at lower acquisition costs, but leads also in a compact design. This is especially true when dynamic Servomotors are used, which are naturally slim Have structure.

Claims

1. Device for testing hydrostatic displacement units in the operating state, in particular hydrostatic pumps and motors, characterized in that a displacement unit to be tested on a first drive train consisting of an electric motor and displacement unit, hydraulic power with a complementary second displacement unit on one of the first drive train completely or partially exchanges independent second drive train, and that the power can be exchanged between the two drive trains by means of electrical or electronic means.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Exchange of electrical power from at least two motors via the AC network or via the intermediate circuit (DC bus) the power electronics.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that part of the performance by means of one or more Displacement units is hydraulically recuperated, which mechanically with the drive train of the to be tested Displacement unit are connected.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized that a for hydraulic recuperation or several displacement units with predefined displacement volumes can be used, their flow rates as required can be switched on by means of switching valves.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that one or more of the used Displacement units variable or constant displacement have volumes and according to the radial or axial piston principle, the outer or inner gear principle, the G- Rotor principle, the vane cell principle, the screw principle or according to other generally known displacement principles are built up.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that the hydraulic recuperation via a or several variable displacement units, with which the proportion of hydraulically recuperated power can be varied is.

7. Procedure for testing hydrostatic displacement units in the operating state using the devices according to Claims 1 to 6, for the examination of double and Triple pumps or motors, the individual circles of which are sequential or can be measured in parallel, characterized in that at least one circle with a complementary Displacement unit on an independent drive train is hydraulically connected, and that the performance of the pumps or motors by means of electrical or electronic means interchangeable between the first and second drive trains are.