DE2104960A1

DE2104960A1 - Inertia or flywheel system for dynamometers

Info

Publication number: DE2104960A1
Application number: DE19712104960
Authority: DE
Inventors: Ray W. Redwood City; Atelian Edmond J. San Carlos; Calif. Whelan (V.StA.)
Original assignee: Western Gear Corp
Current assignee: Western Gear Machinery Co
Priority date: 1971-02-03
Filing date: 1971-02-03
Publication date: 1972-09-14

Description

Xrägheite- oder Sohwungmassensyetem für Bynamometer. Inclination or Sohwungmassensyetem for dynamometers.

Die Erfindung bezieht sich auf ein System und einen Mechanismus, mit dem eine kinetische Energie in einer vorbestimmte Größe einem Dynamometer zugeführt wird. Insbesondere ist die Vorrichtung dafür geeignet, kinetische Energie von einer aich drehenden Welle einem Prüfstand zuzuführen, damit verschiedene Arten von Einrichtungen geprüft werden können, wie beispielsweise Bremsen und damit die Reaktion dieser Elnrichtungen gegen die Aufbringung verschiedener Lasten gemessen und überwacht werden können, die im Gebrauoh dieser Einrichtungen auftreten kennen.The invention relates to a system and a mechanism with which is supplied with kinetic energy in a predetermined size to a dynamometer will. In particular, the device is suitable for kinetic energy from a Aich the rotating shaft is fed to a test bench, so that various types of equipment can be checked, such as brakes and thus the reaction of these Devices against the application of various loads are measured and monitored know who occur in the use of these facilities.

Bisher wiesen Prüfvorrichtungen Einrichtungen auf, mit denen manuell Trägheits- oder Schwungmassenelemente mit einer Platte an einer sich drohenden Welle verbunden wurden, so daß verschiedene Kombinationen von Drehzahlen und Drehmomenten an einer Auegangswelle abgegeben werden konnten, an der dieVorrichtung, die geprüft werden soll, wie beispielsweise eine Bremse, montiert war. Bei diesen bekannten Vorrichtungen traten Schwierigkeiten dabei auf, die vorbestimmte Trägheit oder Schwungmasse zu verändern, die erforderlich war, um die Prüfungen durchzuführen, die in der Autoindustrie oder in der Flugzeugindustrie und in anderen Industriezweigen erforderlich sind, sind, die Einrichtungen herstellen, bei denen ein großer StchefflheStagrad erforderlich ist. Üblicherweise waren die Einrichtungen zum Zuschalten oder Abschalten von Trägheitselementen oder Schwunginassenelementen zum Mechanismus oder vom Mechanismus zur Erzeugung einer vorbestimmten Auagangaenergie derart ausgebildet, daß umfangreiche Arbeiten erförderlich waren, was zu großen Kosten und zu Zeitverlusten führte. Ferner sind die bekannten Vorrichtungen bezüglich der Einstellung nicht dazu geeignet, eine im wesentlichen unendliche Änderung der Ausgangsenergie zu ermöglichen.So far, test devices have devices with which manually Inertia or flywheel elements with a plate on a threatening wave were connected so that different combinations of speeds and torques could be delivered to an output shaft on which the device being tested should be, such as a brake, was mounted. With these well-known Devices encountered difficulty in achieving the predetermined inertia or inertia to change that was required to perform the tests that were in the auto industry or are required in the aircraft industry and in other branches of industry, are, Establish the facilities where a large StchefflheStagrad is required is. Usually the devices were used to connect or disconnect inertial elements or swing mass elements to the mechanism or from the mechanism for generating a predetermined Auaganga energy trained in such a way that extensive work were necessary, which led to great costs and wasted time. Furthermore are the known devices with respect to the setting are not suitable for a to allow essentially infinite change in output energy.

Es war vielmehr erforderlich, mit abgestuften Trägheitsgrößen oder Sahwungmassengrößen zu arbeiten, so daß in einigen Fällen die exakte, erforderliche Trägheitsiasse nicht zur Verfügung stand.Rather, it was required with graduated inertia sizes or Sahwungmasse sizes work, so that in some cases the exact, required Inertia was not available.

Das Hauptziel der Erfindung ist darin zu aehen, die bisher bekannten Trägheits- oder Schwungmassenmechanismen zu verbessern.The main aim of the invention is to see those previously known To improve inertia or flywheel mechanisms.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen neuen Trägheitamechanismus zu schaffen, bei dem eine im wesentlichen unendliche Veränderung des Energieausganges möglich ist, so daß dieser Mechanismus bei allen Präfeinrichtungen verwendet werden kann.Another object of the invention is to provide a new inertia mechanism to create an essentially infinite change in the energy output is possible, so this mechanism can be used in all prefabrication facilities can.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen neuen Trägheitsmeohanismus zu schaffen, der eine große Energieabgabe bei Verwendung kleiner Bauteile ermöglicht als es bisher der Fall war, wobei gleichzeitig der Aufbau dieses Mechanismus vereinfacht wird und die Belastung verschiedener Elemente dieses Mechanismus vermindert wird.A further aim of the invention is to provide a new inertia mechanism to create, which enables a large energy output when using small components than was previously the case, while simplifying the structure of this mechanism and the stress on various elements of this mechanism is reduced.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen verände@@@chen Trägheitsmechanismus zu schaffen, der eine praktisch ur endlich große Variationsbreite aufweist, wobei dieser Mechanismus chanismus einen geringeren Platzbedarf hat, als die bisher bekannten Mechanismen.Furthermore, it is the aim of the invention to provide a modified inertia mechanism to create, which has a practically only finitely large range of variation, whereby this mechanism mechanism takes up less space than the previously known mechanisms.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Trägheit mechanismus zu schaffen, bei dem die verschiedenen Trägheite- oder Schwungmassenelemente derart vorgesehen und angeordnet sind, daß zahlreiche solche Elemente mit ihren Wellen gekuppelt oder von diesen auagekuppelt werden können, um eine große Veränderungsbreite der Energie zu erzielen, ohne daß ein Zeitverlust beim Umschalten von einem Energie ausgang zum anderen erfolgt.Another object of the invention is to provide an inertia mechanism to create in which the various inertia or flywheel elements in such a way are provided and arranged that numerous such elements with their shafts can be coupled or uncoupled from these in order to achieve a wide range of changes of energy without losing time when switching from one energy to another exit to the other takes place.

Die Erfindung betrifft ein Trägheitssystem, mit welchem eine vorbestimmte Energiemenge über eine sich drehende Welle einem Dynamometer oder dergleichen zugeführt wird, damit verschiedene Vorrichtungen, wie beispielsweise Bremsen, mit dieser Energie geprdft werden können. Das System weist drehbar gelagerte Schwungmaseen- oder Trägt heitselemente auf vorzugsweise zwei Wellen auf, die miteinander mittels eines Getriebes verbunden sind, damit eine im wesentlichen unendlich große Veränderung der Trägheit durchgeführt werden kann, wobei gleichzeitig die Festigkeit der das Drehmoment übertragenden Getriebeelemente dadurch verringert werden kann, daß ein Vorgelege oder ein Verbindungsgetriebe verwendet wird.The invention relates to an inertial system with which a predetermined Amount of energy supplied to a dynamometer or the like via a rotating shaft will allow various devices, such as brakes, to use this energy can be tested. The system has rotatable flywheels or supports heitselemente on preferably two shafts, which are connected to each other by means of a gear are associated with an essentially infinite change in inertia can be carried out, at the same time the strength of the torque transmitting Transmission elements can be reduced in that a countershaft or a connecting gear is used.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter. Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Ausführungeform des Trägheit 5- oder Schwungmassenmechanismus, der mit vier Prüfständen verbindbar ist, Fig. 2 eine vergrößerte Vorderansicht einer Welle, in der die typische Art gezeigt ist wie die Welle getragen gen wird und wie die Trägheitselemente gekuppelt und abgeschaltet werden und Fig. 3 eine schematische Ansicht einer abgeänderten Aueführungsform des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus.Other objects and advantages of the invention are set out in the following description under. Referring to the figures of the drawing to be explained. They show: Fig. 1 is a simplified plan view of an embodiment of the inertia 5 or flywheel mechanism; which can be connected to four test stands, FIG. 2 is an enlarged front view of a Wave showing the typical way the wave is carried gene and how the inertia elements are engaged and disengaged and FIG. 3 a schematic view of a modified embodiment of that shown in FIG Mechanism.

Wie Fig. 1 zeigt, betrifft die Erfindung einen Mechanismus, der mit einem der vier verschiedenen Prüfstände verbunden werden kann. Diese Prüfstände sind mit A, B, C und D gekennzeichnet, Der Mechanismus wird von einem Elektromotor 1 angetrieben.As Fig. 1 shows, the invention relates to a mechanism with can be connected to one of the four different test stands. These test stands are marked A, B, C and D, the mechanism is powered by an electric motor 1 driven.

Die Ausgangswelle dieses Elektromotors 1 trägt ein Zahnrad 2, welches zu beiden Seiten mit Zahnrädern 3 und 4 kämmt, die von parallelen Wellen 5 und 6 getragen werden. Die Welle 5 kann an ihren Enden mit den Prüfstationen A und C verbunden werden und die Welle 6 kann an ihren Enden mit den Prüfstationen B und D verbunden werden. Jede Welle 5, 6 weist eine Anzahl von drehbar gelagerten Trägsheits- oder Schwungmassenelementen auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind die Trägheits oder Schwungmassenelemente an der Welle 5 mit 10 bis 14 bezeichnet. Die Welle 6 trägt ebenfalls fünf SchwXmgmaasenelemente, die mit 15 bis 19 bezeichnet sind.The output shaft of this electric motor 1 carries a gear 2, which meshes on both sides with gears 3 and 4, those of parallel shafts 5 and 6 be worn. The shaft 5 can be connected to the test stations A and C at its ends and the shaft 6 can be connected to the test stations B and D at its ends will. Each shaft 5, 6 has a number of rotatably mounted inertia or Inertia mass elements. In the illustrated embodiment in Fig. 1 are the inertia or flywheel elements on the shaft 5 are denoted by 10 to 14. The shaft 6 also carries five SchwXmgmaasen elements, denoted by 15 to 19 are.

Aue Fig. 1 ist zu erkennen, daß jedes Schwungmassenelement eine kupplung 21 aufweist, wobei diese kupplungen jede Kombination der oben erwähnten Trägheitselemente erlaubt, die in lösbarer Weise mit den Wellen, auf denen sie montiert sind s verbunden werden können. An im Abstand voneinander angeordneten Steilen sind über die Länge der Wellen Lager 22 verteilt angeordnet, mit denen diese Wellen drehbar gelagert sind.Aue Fig. 1 it can be seen that each flywheel element has a clutch 21, these clutches having any combination of the above-mentioned inertia elements allowed to be detachably connected to the shafts on which they are mounted can be. At a distance from each other steep slopes are along the length of the shafts bearing 22 arranged distributed, with which these shafts are rotatably supported are.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht in vergrößertem Maßstab.Fig. 2 shows a side view on an enlarged scale.

In Fig, 2 sind die Schwungmassen 15 und 16 dargeatellt und ferner ferner zwei Lager 22. Die Kupplungen 21 können auf verschiedene Weise betätigt werden. In Fig. 2 sind beispielsweise zwei senkrecht sich erstreckende Bügel 23 dargestellt, die an ihren oberen Enden schwenkbar mit den Kupplungen 21 verbunden sind. Zwischen ihren Enden sind diese Bügel an den oberen Enden von zwei senkrecht sich erstreckenden Ständern 24 drehbar gelagert. Die Bügel 23 sind an ihren unteren Enden mit Verbindungsgestängen 25 drehbar verbunden, die zu hydraulischen oder Druckluftzylindern 26 gehören. Diese Arbeitszylinder können in an sich bekannter Weise ferngesteuert werden. Bei einem Ausfahren der Gestänge 25 werden die Kupplungen 21 axial auf der Welle 6 verschoben, um diese Welle mit den Schwungmassen 15 und 16 zu verbinden. Es ist klar, daß die anderen Schwungmassen oder Trägheitseiemente in gleicher Weise mit den Wellen verbunden oder von diesen gelöst werden können.In Fig, 2, the centrifugal masses 15 and 16 are Dargeatellt and also further two bearings 22. The clutches 21 can be operated in different ways. In Fig. 2, for example, two vertically extending brackets 23 are shown, which are pivotably connected to the couplings 21 at their upper ends. Between their ends are these stirrups at the upper ends of two vertically extending Stands 24 rotatably mounted. The brackets 23 are at their lower ends with connecting rods 25 rotatably connected, which belong to hydraulic or compressed air cylinders 26. These Working cylinders can be remotely controlled in a manner known per se. At a When the rods 25 are extended, the couplings 21 are shifted axially on the shaft 6, to connect this shaft to the flywheels 15 and 16. It is clear that the other centrifugal masses or inertia elements connected in the same way to the shafts or can be released from them.

Der Fig. 1 ist ZU entnehmen, daß die Energie, die in dem System entwickelt wird, über eine der Wellen 5 oder 6 auf irgend einen der vier Prüfstände A bis D übertragen werden kann. Wenn es beispielsweise gewünscht ist, die Einwirkung einer vorbestimmten Energiemenge auf eine Fahrzeug- oder Flugzeugbremse zu prüfen, wie sie bei 25 im Prüfstand D dargestellt ist, ist es lediglich erforderlich, die Welle 5 mittels der Kupplung 26 mit einer Welle 27 zu verbinden, an der die Bremse 25 montiert ist.From Fig. 1 it can be seen that the energy developed in the system via one of the shafts 5 or 6 to any of the four test stands A to D. can be transferred. For example, if it is desired, the action of a To check a predetermined amount of energy on a vehicle or aircraft brake, such as it is shown at 25 in the test stand D, it is only necessary to use the shaft 5 to be connected by means of the coupling 26 to a shaft 27 on which the brake 25 is mounted.

Es ist ersichtlich, daß ein weiter Bereich von Energiemengen dadurch zur Verfügung steht, daß irgend eine Kombination der Schwungmassen 10 bis 19 hergestellt oder zugeschaltet wird, Es ist ferner zu erkennen, daß die Belastung an den Zähnen der Zahnräder 2, 3 und 4 gegenüber der Belastung vermindert ist, die auftreten würde, wenn lediglich eine Welle verwendet wird. Es ist klar, daß 3, 4 oder mehr Wellen verwendet werden können, die den Motor 1 umgeben, falle es erwünscht ist, wobei jede dieser Wellen ein Zahnrad aufweist, welches mit dem Ausgangs zahnrad gangszahnrad 2 des Elektromotors 1 kämmt.It can be seen that a wide range of amounts of energy are thereby consumed it is available that any combination of centrifugal masses 10 to 19 is produced or is switched on, It can also be seen that the load on the teeth the gears 2, 3 and 4 are reduced compared to the load that would occur, if only one shaft is used. It is clear that 3, 4 or more waves can be used surrounding the engine 1, if so desired, wherein each of these shafts has a gear, which gear with the output speed gear 2 of the electric motor 1 combs.

fn Fig, 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus gezeigt. Die Schwungmasse oder das Trägheitselement 15 ist fortgelassen und anstelle dieser Schwungmasse wird ein veränderliches Trägheitselement verwendet. Dieses veränderliche Trägheitselement ist im wesentlichen so aufgebaut, wie ein Fliebkraftregler und bei diesem veränderlichen Trägheitselement verändert sich die entwickelte Energie mit dem Abstand der sich drehenden Masse von der Drehachse. Eine Hülse 30 ist an der Welle 6 befestigt und ein Trägheitselement 31 in Form eines Fliehkraftreglers ist mittels eines Keiles 32 an der Welle 6 derart verkeilt, daß eine axiale Bewegung des Schwungrades oder Fliehkraftreglers an der Welle möglich ist. An der anderen Seite des Schwungrades 31, die der Hülse 30 gegenüberliegt, ist eine gleitbare Hülse 33 vorgesehen, die mit einem Bügel 34 verbunden ist, der in ähnlicher Weise betrieben werden kann wie die oben beschriebenen Bügel 23. Eine Anzahl von dreiteiligen Gestängen 35 verbindet die Hülsen 30 und 33 mit dem Schwungrad 31 derart, daßdie mittleren Hebelteile der Gestänge radial längs des Schmngrades 31 gleiten können, wenn der Bügel 34 die gleitbare Hülse 32 längs der Welle bewegt. Durch diesen Aufbau ist es möglich, daß die Trägheits des Mechanismus in sehr engen Grenzen eingestellt werden kann und daß eine genaue vorbestimmte Energiemenge mit einer bestimmten Drehzahl an einem der verwendeten Prüfstände abgegeben werden kann. Obwohl die Elemente 10 bis 19 eine vorbestimmte Trägheit aufweisen, so daß abgestufte Energiemengen abgegeben werden können, kann, wenn die in Fig.3 dargestellte Vorrichtung bei der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung verwendet wird, eine unendlich fein einatellbare Trägheit erzeugt werden, so daß die richtige Energiemenge der zu prüfenden Vorrichtung zugeführt werden kann.FIG. 3 is a modified embodiment of that shown in FIG Mechanism shown. The flywheel or inertia element 15 is omitted and instead of this flywheel a variable inertia element is used. This variable inertia element is essentially constructed like a Centrifugal governor and with this variable element of inertia changes the Developed energy with the distance of the rotating mass from the axis of rotation. A sleeve 30 is attached to the shaft 6 and an inertia element 31 in the form of a Centrifugal governor is wedged by means of a wedge 32 on the shaft 6 in such a way that axial movement of the flywheel or centrifugal governor on the shaft is possible is. On the other side of the flywheel 31, which is opposite the sleeve 30, a slidable sleeve 33 is provided which is connected to a bracket 34, the can be operated in a similar manner as the bracket 23 described above. A Number of three-part linkages 35 connects the sleeves 30 and 33 to the flywheel 31 in such a way that the central lever parts of the linkage are radially along the narrow degree 31 can slide as the bracket 34 moves the slidable sleeve 32 along the shaft. With this construction it is possible that the inertia of the mechanism in very tight Limits can be set and that an exact predetermined amount of energy with a certain speed can be delivered to one of the test stands used. Although the elements 10 to 19 have a predetermined inertia, so that graded Amounts of energy can be given off, if the device shown in Fig.3 is used in the device shown in Fig. 1, an infinitely finely adjustable Inertia can be generated so that the correct amount of energy is supplied to the device under test can be fed.

Es Es ist zu erkennen, daß es verhältnismäßig einfach ist, irgend eine Kombination von Schwungmassenelementen mit den Wellen 5 und 6 zu verbinden und daß es ferner einfach ist, die in Pig. 3 dargestellte Einrichtung für eine veränderliche Trägheit einzustellen. Diese Einstellvorgänge führen dazu, daß eine genaue Energiemenge, die fUr die Prüfzwecke erforderlich ist, abgegeben werden kann. Der Motor 1 kann mit einer Drehzahl angetrieben werden, die größer ist als die gewünschte Drehzahl und das gesamte System kann eine Drehung durchführen, wenn der Motor 1 abgeschaltet ist. Wenn sich die Drehzahl dann erniedrigt, kann die Verbindung mit der zu prüfenden Vorrichtung wie beispielsweise mit der Bremse 25 in dem Moment hergestellt werden, wenn ein nichtdargestellter Drehzahlmesser anzeigt, daß die gewünschte Drehzahl erreicht ist. It It can be seen that it is relatively easy is to have any combination of centrifugal mass elements with shafts 5 and 6 connect and that it is also easy to use in Pig. 3 device shown to adjust for a variable inertia. These setting processes lead to that an exact amount of energy, which is required for the test purposes, is given off can be. The motor 1 can be driven at a speed that is greater is than the desired speed and the whole system can make one turn, when the engine 1 is switched off. If the speed then decreases, can the connection to the device under test, such as the brake 25 are produced at the moment when a tachometer (not shown) indicates that the desired speed has been reached.

BatentanaprUche Batentana speeches

Claims

P a t e n t a ns p r ü c h e t. Cantilever or flywheel system for a dynamometer in which an energy is transferred to a rotating shaft Test bench is transmitted, characterized by a pair of rotatably mounted shafts, a gear that connects these shafts for common rotation, a drive device that drives the shafts via the gearbox, devices, with which one of the shafts is connected to a test stand, inertial or flywheel elements, which are assigned to the shafts and devices to at least one of the flywheel elements to connect with its shaft, or to loosen this connection, so that the overall support of the system can be changed.

2. System according to claim 1, characterized in that a flywheel is rotatably mounted on its shaft, and that a coupling is provided around this To connect the flywheel to the shaft or to detach it from the shaft.

9. System according to claim 1, characterized in that one of the flywheels has a radially movable mass which is selectively compressible to the inertia to change.

4. System according to claim 1, characterized in that the device a clutch for switching on or off at least one of the centrifugal masses is.