DE2057872B2 - Verspannpruefstand - Google Patents

Description

einer Prüfstrecke angeordnete Prüflinge gegen ein Zahnrad eines Umlenkgetriebes mit dem Gesamtdrehmoment um einen in Abhängigkeit von der Elastizität des Prüflings einer Prüfstrecke zur Elastizität aller eingebauten Prüflinge entsprechenden Winkel verspannen.

In einer Ausführungsform ist jeweils ein Getrieberad eines Umlenkgetriebes mit dem Gehäuse einer Verspannkupplung und das andere Getrieberad mit dem Rotor des Antriebsmotors drehstarr verbunden. In einer anderen Ausführungsform sind beide Getrieberäder des einen Umlenkgetriebes jeweils mit den Gehäusen der Verspannkupplungen verbunden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedem Umlenkgetriebe ein Antriebsmotor zugeordnet wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden jedem Umlenkgetriebe Anordnungen zur Dämpfung von Drehschwingungen zugeordnet. Besonders zweckmäßig ist es, wenn entweder der jedem Umlenkgetriebe zugeordnete Antriebsmotor dämpfende Eigenschaften besitzt oder der jedem Antriebsmotor zugeordnete Drehzahlregelkreis derart dimensioniert ist, daß auftretende Drehschwingungen gedämpft werden. Selbstverständlich können auch andere Dämpfungsvorrichtungen zur Dämpfung der Drehschwingungen verwendet werden.

Es sind außerdem mindestens in den Prüfstrecken Meßvorrichtungen für die auf die Prüflinge einwirkenden Drehmomentbelastungen oder die dadurch bewirkten Winkelverdrehungen der Prüfstrecken enthalten.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können der Prüfstrecke Vorrichtungen zur Aufbringung von zusätzlichen Prüfbelastungen zugeordnet sein. Es können mindestens je zwei Prüfkörper in einer Prüfstrecke enthalten sein, welche gleichzeitig geprüft und durch zugeordnete Belastungsvorrichtungen mit zusätzlichen Belastungen beaufschlagt werden. Die Prüflinge können innerhalb der Prüfstrecke durch Gelenke, Längenausgleichsvorrichtungen und Führungsstrecken miteinander verbunden sein.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig.] einen Verspannprüfstand mit einer rotierenden Prüfstrecke mit Prüflingen und Umlenkgetrieben, die an beiden Enden der Prüfstrecke angeordnet sind, wobei ein Umlenkgetriebe jeweils an beide Getrieberäder angeschlossene Verspannkupplungen enthält,

F i g. 2 einen Verspannprüfstand mit zwei Prüfstrecken mit Prüflingen und an den Enden angeordnete Umlenkgetriebe.

In der Fig. 1 enthält die Prüfstrecke zwei Prüflinge 1, z. B. Gelenkwellen, die durch eine Führungsstrecke 11 seitlich auslenkbar sind. Die Prüfstrecke ist an der einen Seite drehstarr mit dem Getrieberad 5 α des einen Umlenkgetriebes 3 α und dem Rotor 8 des Antriebsmotors 9 verbunden. An der anderen Seite ist die Prüfstrecke über die Meßvorrichtung 10 und die Welle 13 mit dem Drehkolben 6 der mitrotierenden Verspannkupplung 2 α verbunden. Das Gehäuse 7 der Verspannkupplung 2 α ist mittels der Hohlwelle 14 a, in der die Welle 13 drehbar gelagert ist, mit dem Getrieberad 4 α des zweiten Umlenk- °"" getriebes verbunden. Das Getrieberad 4 a kämmt mit einem gleichen Getrieberad 4 b desselben Umlenkgetriebes 3 b, welches ebenfalls mittels einer Hohlwelle 14 mit dem Gehäuse 7 einer zweiten ebenfalls umlaufenden Verspannkupplung 2 b verbunden ist. In dieser Verspannkupplung ist der Drehkolben 6 mit der Verbindungswelle 12 verbunden, welche mit ihrem einen Ende gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Meßvorrichtung 10 drehbar in der Hohlwelle 14 b gelagert ist. Die Verbindungswelle 12 ist mit ihrem anderen Ende starr mit dem Getrieberad 5 b des ersten Umlenkgetriebes 3 α verbunden, welches mit dem anderen Getrieberad 5 a desselben Umlenkgetriebes kämmt und damit den Verspannkreis schließt. Durch eine Drehung des Rotors 8 des Antriebsmotor 9 werden alle drehbaren Teile in eine gleichmäßige Umdrehung versetzt. Hierbei laufen die beiden Verspannkupplungen 2 α und 2 b ebenfalls gleichmäßig mit um, ohne die Vorrichtung zu beeinflussen.

Die Betätigungsventile der beiden Verspannkupplungen 2 α und 2 b sind so geschaltet, daß diese bei Beaufschlagung mit einem Belastungsimpuls gleichzeitig gleichgroße Drehmomente erzeugen. Die beiden Verspannkupplungen 2 α und 2 b werden über die Drehanschlüsse 15 und die Leitungen 16 gleichzeitig betätigt. Bei dieser hydraulischen Verspannkupplung wird in beiden Verspannkupplungen 2 jeweils der Drehkolben 6 gegenüber dem Gehäuse 7 jeweils mit dem gleichen Drehmoment beaufschlagt, das einerseits über die beiden Gehäuse 7 und die beiden Hohlwellen 14 α und 14 b an die drehstarr angeschlossenen Getrieberäder 4 α und 4 b, die miteinander im Eingriff stehen, und andererseits über die an die Drehkolben 6 angeschlossenen Enden der Prüfstrecke und der Übertragungswelle 12 übertragen, so daß in dem Verspannkreis, der von der Verspannkupplung 2 α, den Prüflingen 1, dem Umlenkgetriebe 3 a, der Übertragungswelle 12 und dem Übertragungsgetriebe 3 a besteht, der Summenwert der von beiden Verspannkupplungen erzeugten Drehmomente herrscht. Entspricht gemäß der Erfindung der Verdrehwinkel dem Verhältnis der Elastizität der jeweiligen Prüfstrecke zur Gesamtelastizität, so werden die beiden Umlenkgetriebe 3 α und 3 b durch die von den Verspannkupplungen 2 α und 2 b erzeugten Drehmomente weder beschleunigt noch verzögert. Die gegensätzlichen Verdrehungen der Prüfstrecke und der Übertragungswelle sind an den Enden am größten, an denen die beiden Verspannkupplungen 7 angeschlossen sind. Die hervorgerufenen Verdrehungen fallen von den Verspannkupplungen 7 zu dem Umlenkgetriebe 3 α bis auf Null ab. Bei einer derartigen Anordnung liegen die tiefsten Eigenschwingungen bei für Verspannungsprüfstände hohen Schwingzahlen.

Werden nun mittels der beiden Verspannkupplungen Drehmomentwechselbelastungen erzeugt, deren höchste Schwingungszahlen weit unter der Schwingungszahl der tiefsten Eigenfrequenz des Verspannkreises liegen, werden die Wechselbelastungen entsprechend den über die Leitungen 16 an die Verspannkupplungen 2 zugeführten Sollwerten erzeugt. Irgendwelche Störungen durch Eigenschwingungen des Prüfsystems sind nicht zu befürchten.

In der F i g. 1 ist nur das Getrieberad 5 α drehstarr mit dem Rotor 8 des Antriebsmotors 9 verbunden. Es ist besonders vorteilhaft, auch dem anderen Umlenkgetriebe einen Antriebsmotor zuzuordnen. Die beiden Antriebsmotoren sind so geschaltet, daß sie synchron laufen. Als Antriebsmotoren

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können Gleichstromnebenschlußmotoren, Motoren hängigkeit von der Drehelastizität der Prüfstrecken mit Nebenschlußverhalten oder Hydraulikmotoren verschieden groß sein können,
verwendet werden, wobei zweckmäßig die Drehzahl Wenn zunächst keine Drehmomente mittels der über einen Regelkreis konstant gehalten werden Verspannkupplungen 2 α und 2 b erzeugt werden, kann. 5 laufen alle Teile des Prüfsystems mit gleichmäßiger Die Charakteristik der Drehzahlregelung soll so Geschwindigkeit um, oder sie können sich auch in ausgebildet sein, daß durch irgendwelche Störungen Ruhe befinden. Werden aber von den beiden Vererzeugte Drehschwingungen der Getrieberäder von Spannkupplungen 2 α und 2 b gleichzeitig Drehden Antriebsmotoren gedämpft werden. Hierbei ist momente erzeugt, so wird in einer Anordnung gemäß es gleichgültig, ob die Dämpfung durch die Kon- io Fig. 2 in der ersten und in der zweiten Prüfstrecke struktion der Antriebsmotoren oder durch eine ent- gleichzeitig jeweils das Gehäuse 7 mit dem Getriebesprechende Dimensionierung der Drehzahlregelkreise rad 4 α bzw. 5 b gegenüber den Drehkolben 6 mit bedingt ist. Statt die Dämpfung durch die Antriebs- der Welle 13 durch das erzeugte Drehmoment vermotoren oder deren Regelkreise zu erzeugen, können dreht. Wird der Verdrehwinkel der Verspannkuppauftretende Drehschwingungen der Getrieberäder 15 lungen gemäß der Erfindung so gewählt, daß dieser auch durch andere schwingungsdämpfende Bauteile dem Verhältnis der Elastizität der angeschlossenen erreicht werden. Prüfstrecke zur Elastizität beider Prüfstrecken ent-Grundsätzlich ist es gleichgültig, ob die Betätigung spricht, so liegen auch hier die tiefsten Eigender Verspannkupplungen über die Leitungen 16 er- schwingungen bei hohen Schwingzahlen,
folgt, wenn das Prüfsystem des Verspannprüf Standes 20 Wenn die im Prüfprogramm vorliegenden Schwingin Ruhe ist oder umläuft. Die erzeugten Dreh- belastungszahlen weit unter der tiefsten Eigenmomente wirken als Beschleunigungen oder als Ver- schwingzahl des Systems liegen, kann die erfindungszögerungen bei einem gleichmäßigen Bewegungs- gemäße Prüfvorrichtung jedem Belastungsprogramm zustand oder als Beschleunigungen in der einen oder ohne Verfälschung folgen, die z. B. durch Resonanzin der anderen Richtung auf die Prüfkörper und die 25 erscheinungen auftreten würden.
Übertragungswelle, wenn das Prüfsystem nicht Außer den beiden Verspannkupplungen können umläuft. auch noch zusätzliche Belastungsvorrichtungen angeln Fig. 2 ist die Übertragungswelle 12 der Fig. 1 schlossen werden, die auf die Prüflinge einwirken, durch eine zweite Prüfstrecke mit Prüfkörpern 1 & Derartige Belastungseinrichtungen stellen beispielsmit vorzugsweise gleich großer Gesamtdrehelastizität, 30 weise in den F i g. 1 und 2 Führungsstrecken 11 dar, wie sie die erste Prüfstrecke hat, ersetzt. Beide Prüf- welche sich durch die Antriebe 17 bewegen lassen strecken sind durch Umlenkgetriebe 3 α und 3 b, und mit denen seitliche Auslenkungen der miteinweiche an deren Enden angreifen, kraftschlüssig im ander gekoppelten Prüflinge 1 durchgeführt werden Kreis geschlossen. Jeweils ein Getrieberad 5 α bzw. 4 & können. Wenn zusätzliche Längenausgleichsvorrichjedes Umlenkgetriebes ist mit einem Rotor 8 eines 35 tungen in die Prüfstrecken eingebaut sind, können Antriebsmotors 9 und jeweils der einen Seite einer mit diesen Führungsstrecken auch seitliche Hin- und Prüfstrecke verbunden, während jeweils die andere Herbewegungen, Taumelbewegungen od. dgl. durchSeite der Prüfstrecke mit dem Drehkolben 6 einer geführt werden.

Verspannkupplung2α bzw. 2b starr verbunden ist. Solche Bewegungsformen werden, während die Das Getrieberad5α bzw. Ab kämmt mit dem 40 Gelenkwellen gleichzeitig um ihre Längsachse umGetrieberad 5 & bzw. 4 a, welches jeweils drehstarr laufen, entsprechend den wirklichen Betriebszustänmit dem Gehäuse 7 der Verspannkupplung 2 α bzw. den durchgeführt, wobei dann noch Drehmomente 2 b verbunden ist. Das Getrieberad 5 & bzw. 4 a ist zu übertragen sind, die hier durch die Verspannalso gegenüber der Welle 13 drehbar gelagert, welche kupplungen 2 erzeugt werden.

vom Drehkolben 6 verdreht wird und ein Dreh- 45 Da das mit Hilfe der Verspannkupplungen erzeugte moment über die Meßvorrichtung 10 auf die Prüf- Drehmoment erhalten bleibt, wird bei diesem Verstrecke überträgt. spannprüfstand nur soviel Antriebsenergie verbraucht, Die beiden Antriebsmotoren 9 sind so geschaltet, wie zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen daß sie synchron laufen. Es sind vorzugsweise Gleich- Drehbewegung und zur Aufbringung der Prüfstromnebenschlußmotoren, welche die erforderlichen 50 belastungen benötigt wird.

Regelcharakteristiken für Prüfmaschinen haben. Die Mit dem erfindungsgemäßen Verspannprüf stand ist Gleichstromnebenschlußmotoren könen auf gleicher es möglich, wesentlich höhere Prüfschwingungen als Achse jeweils noch Wechsel- oder Drehstrom- bisher zu verwenden und eine genaue Befolgung der Synchronmotoren zugeordnet werden, welche im im Prüfprogramm vorgesehenen Belastungen durch normalen Betriebszustand genau synchron mit der 55 die Belastungsvorrichtungen auf die Prüflinge zu Netzfrequenz umlaufen. Es können auch hydrau- übertragen. Mit dem vorliegenden Verspannprüf stand lische Antriebsmotoren verwendet werden, deren ist es außerdem möglich, mehrere in Reihe hinterDrehzahl über einen Regelkreis konstant gehalten einandergeschaltete Prüflinge gleichzeitig und mit wird. gleichen Belastungen zu prüfen.

Die beiden Verspannkupplungen2α und 2& wer- 60 Statt der in Fig. 2 dargestellten Anordnung mit

den gleichzeitig betätigt und übertragen somit gleich- zwei Prüfstrecken können in einem Prüfstand auch

zeitig gleichgroße Drehmomente auf die beiden Prüf- mehrere Prüfstrecken vorgesehen werden, wobei jede

strecken, wobei jedoch die Verdrehwinkel in Ab- Prüfstrecke mehrere Prüflinge enthalten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

prüft werden, enthält, welche durch Gelenke, Patentansprüche- Längenausgleichsvorrichtungen und Führungs strecken (11) miteinander verbunden sind. 12. Verspannprüf stand nach den Ansprüchen 1

1. Verspannprüf stand zur Prüfung von zur 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüf-Leistungsübertragung dienenden Bauteilen, wie strecke Vorrichtungen (17) zur Aufbringung von

Achsen, Wellen od. dgl., mit einem einer Dreh- zusätzlichen Prüfbelastungen (z. B. translatorische

bewegung überlagerten Drehmoment, bei dem Bewegung des Wellenendes od. dgl., z.B. Taumel-

zwischen Umlenkgetrieben (Prüfstrecke) die zu bewegungen) zugeordnet sind,

prüfenden Bauteile (Prüflinge) oder Bauteile mit io
ähnlichen Eigenschaften angeordnet sind und das
Drehmoment durch Verspannen zweier Bauteile

gegeneinander mittels einer Verspannkupplung

erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß entsprechend der Zahl der Umlenkgetriebe 15
(3 a, 3 b) Verspannkupplungen (2 a, 2 b) derart

angeordnet sind, daß diese jeweils einen Prüfling Die Erfindung betrifft einen Verspannprüfstand

(1) bzw. mehrere innerhalb einer Prüfstrecke zur Prüfung von zur Leistungsübertragung dienenden angeordnete Prüflinge gegen ein Zahnrad (4 α Bauteilen, wie Achsen, Wellen od. dgl., mit einem bzw. 4b in Fig. 1; 4 a bzw. 5b in Fig. 2) eines 20 einer Drehbewegung überlagerten Drehmoment, bei Umlenkgetriebes (3 a, 3 b) mit dem Gesamtdreh- dem zwischen Umlenkgetrieben (Prüfstrecke) die zu moment um einen in Abhängigkeit von der prüfenden Bauteile (Prüflinge) oder Bauteile mit ähn-Elastizität des Prüflings (1) einer Prüfstrecke zur liehen Eigenschaften angeordnet sind und das Dreh-Elastizität aller eingebauten Prüflinge (1,1 b) ent- moment durch Verspannen zweier Bauteile gegensprechenden Winkel verspannen. 25 einander mittels einer Verspannkupplung oder eines

2. Verspannprüf stand nach Anspruch 1, dadurch Verspanngetriebes erzeugt wird.

gekennzeichnet, daß jeweils ein Getrieberad (4 a, Bei derartigen Verspannprüfständen sollen rotie-

5 b in F i g. 2) eines Umlenkgetriebes (3 a, 3 b) mit rende Prüflinge Prüfbelastungen unterzogen werden, dem Gehäuse (7) einer Verspannkupplung (2 α, wie sie in der Wirklichkeit auftreten. Zu diesem 2 b) drehstarr verbunden ist. 30 Zweck werden ein oder mehrere Prüflinge und

3. Verspannprüfstand nach Anspruch 1, da- andere für die Prüfbelastung und für die Messungen durch gekennzeichnet, daß beide Getrieberäder notwendige Vorrichtungen zu einer Prüfstrecke (4a, 4b in Fig. 1) des einen Umlenkgetriebes zusammengestellt, welche mit Belastungen beauf-(3 b) jeweils mit dem Gehäuse (7) der Verspann- schlagt wird, die in einem Prüfprogramm vorgesehen kupplungen (2 a, 2 b) verbunden sind. 35 sind. Das Prüfprogramm enthält Belastungsfälle, die

4. Verspannprüfstand nach den Ansprüchen 1 auch in der Wirklichkeit auftreten. Es kann beispiels- und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, weise bei einer Probefahrt aufgenommen sein. Von daß jedem Umlenkgetriebe (3 a, 3 b) ein Antriebs- den Vorrichtungen des Verspannprüfstandes sollen motor (9) zugeordnet ist. alle Belastungsfälle, die im Programm enthalten sind,

5. Verspannprüfstand nach Anspruch 4, da- 40 wahrheitsgetreu auf den Prüfling übertragen werden, durch gekennzeichnet, daß jedem Antriebsmotor Daher sollen die tiefsten Eigenschwingungen einer ein Regelkreis zur Konstanthaltung der Drehzahl solchen Prüfvorrichtung so hoch liegen, daß sie sich zugeordnet ist. bei den höchsten in dem Prüfprogramm vorgesehenen

6. Verspannprüfstand nach Anspruch 1, da- Schwingungen nicht störend bemerkbar machen, durch gekennzeichnet, daß jedem Umlenkgetriebe 45 Prüfmaschinen mit rotierenden Prüfstrecken und (3 a, 3 b) Anordnungen zur Dämpfung von Dreh- mit rotierender Verspannkupplung sind bekannt. Es schwingungen zugeordnet sind. ist auch bekannt, die beiden Enden einer Prüfstrecke

7. Verspannprüfstand nach den Ansprüchen 4 durch ein Verspanngetriebe zu einem kraftschlüssigen und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Kreis zu verbinden. Die Eigenschwingungen dieser Umlenkgetriebe (3 a, 3 b) zugeordneten Antriebs- 50 Prüfstrecke liegen tief und verhindern bei den bemotoren(8) dämpfende Eigenschaften besitzen. kannten Verspannprüf ständen eine naturgetreue

8. Verspannprüfstand nach den Ansprüchen 5 Durchführung des Versuchsprogramms, so daß sich und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahl- in der Versuchsstrecke Schwingungen zu hohen regelkreis für jeden Antriebsmotor derart Werten aufschaukeln können, wodurch die Prüfdimensioniert ist, daß auftretende Drehschwin- 55 strecke mit nicht vorgesehenen oder nicht gewollten gungen der Getrieberäder gedämpft werden. Drehmomentbelastungen beaufschlagt wird.

9. Verspannprüf stand nach Anspruch 1, da- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Prüf- Verspannprüfstand für programmgesteuerte Drehstrecke Meßvorrichtungen (10) enthält, welche belastungsversuche, insbesondere an rotierenden die Drehmomentbelastung messen. 60 Versuchskörpern, zu schaffen, bei dem die Durch-

10. Verspannprüfstand nach Anspruch 1, da- führung des Versuchsprogramms nicht durch Eigendurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Prüf- schwingungen im Verspannprüfstand gestört wird strecke Meßvorrichtungen (10) enthält, welche und bei dem keine unvorhergesehenen Drehbelastunden Winkel der Verdrehung infolge der Dreh- gen auf den Prüfling einwirken können, momentbelastung messen. 65 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

11. Verspannvorrichtung nach Anspruch 1, da- g| löst, daß entsprechend der Zahl der Umlenkgetriebe durch gekennzeichnet, daß die Prüfstrecke min-"*' Verspannkupplungen derart angeordnet sind, daß destens zwei Prüflinge (1), welche gleichzeitig ge- jjyj diese jeweils einen Prüfling bzw. mehrere innerhalb