DE2325210C3 - Vorrichtung zur Prüfung von Sekundärenergieerzeugern und anderen Zusatzgeräten für Fluggeräte - Google Patents

Description

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die entweder selbst mechanische Leistung abgeben oder aufnehmen, und dazugehörende Getriebe im ausgebauten Zustand unmittelbar vor ihrem einsalzbedingten Einbau auf ihre Funktion und Leistung hin zu prüfen bzw. eine für die genannte Aufgabe geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe liegt erfindungsgemüß darin, daß auf einem Grundrahmen ein Antriebsmotor und ein Verteilergetriebe mit mehreren An- bzw. Abtriebswellen und zugehörigen Anschlußfiatischen, an welche die zu prüfenden Sckundäreiiergieeiveiiger und/oder anderen Zusatzgerate ankuppelbar bzw. anflanschbar sind, fest angeordnet sind, wobei das Verteilergetriebe zur Leistungsübertragung über Kupplungsglieder und eine Meßweile zur Messung der Drehzahl und des Drehmomentes mit dem Antriebsmotor drehfest verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 2 bis 8 enthalten.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich die Möglichkeit, die genannten Zusatzgeräte für Fluggerate gemäß der genannten Aufgabenstellung zu prüfen. Es ergeben sich zunächst wirtschaftliche Vorteile dadurch, daß das Triebwerk nicht für die Prüfung von Zusatzgeräten herangezogen wird. Auf diese Weise wird die Anzahl der Starts und die Bodenlaufzeit des Triebwerks und somit das Verhältnis der Bodenlaufzeit zur Flugbetriebszeit für das Triebwerk zu Gunsten der Flugbetriebszeit verbessert. Ferner können die zu prüfenden Zusatzgeräte am Einsatzort des Fluggerätes dem erforderlichen Prüflauf unterzogen werden. Ein Transport zu den Versuchsanlagen des Herstellers und wieder zurück ist nicht mehr notwendig. Insbesondere bei Reparatur und Wartung von Kampfflugzeugen erweist sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als vorteilhaft, da die Truppe selbst in großem Umfang planmäßige und außerplanmäßige Wartungs- und Reparaturarbeiten mit anschließendem Prüflauf auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung vornehmen kann. Ähnliches gilt für die Wartung von zivilem Fluggerät. Da die Vorrichtung übersichtlich und von allen Seiten zugänglich aufgebaut werden kann, läßt sich die Montage vor und die Demontage nach dem Prüflauf sehr schnell durchführen. Durch die Verwendung eines auf den Leistungsbedarf der Zusatzgeräte dimensionierten Antriebsmotor werden die Energiekosten für die Prüfläufe gesenkt. Zudem kann der Antriebsmotor entsprechend den Anforderungen des Prüfiaufes genau geregelt werden.

Bei der mobilen Ausführung der Vorrichtung nach Anspruch 7 ergibt sich der weitere Vorteil, daß sie schnell an jeden beliebigen Einsatzort des Fluggerätes gebracht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einem Grundrahmen montiert von oben gesehen;

Fig.2 zeigt die verschiedenen möglichen Sekundärenergieerzeuger mii zugehörigem Getriebe.

In F i g. 1 ist auf dem Grundrahmen 1 der Antriebsmotor 2 und das Verteilergetriebe 6 fest montiert. Die Antriebsseite des Verteilergetriebes 6 ist über die flexible Welle mit der Scherkupplung 3, die Meßwelle 4 und die flexible Welle 5 mit dem Antriebsmotor 2 gekuppelt. Bei Leistungsabgabe des Antriebsmotors fliel.lt die Leistung zunächst über das Planelengetriebe 7, durch welches die Antriebsdrehzahl übersetzt wird, auf die Welle 11 des Verteilergetriebes 6. Von dort wird die Leistung über Stirnradstufen und Zwischenräder 8, 8' auf die einzelnen Verteilerwellen 9, 10, 12, 1.3 beiderseits verteilt. An den Anschlußstellen der Verteilerwellen, wo diese aus dem Getriebegehäuse heraustreten, sind jeweils Anschlußflansche 9', 10', I Γ, 12', 13'angeordnet, die an die Anschlußmaße der zu prüfenden Zusatzgeräte angepaßt sind. Für den ständigen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung können bedarfsweise an das Verteilergetriebe 6 ein Gebläse Ib zur Lieferung von Kühlluft und wahlweise ein Luftverdichter 17 zur Lieferung von pneumatischer Energie für den Beirieb von Lultturbinen oder eine llydraulikpumpc 17' zur Lieferung von hydraulischer Energie für den Betrieb von Hydraulikmotoren angeflanscht werden. Ferner befindet sich in dem Verteilergetriebe 6 eine durch die Verteilerwelle 12 angetriebene .Schmierölpumpe 18, die für die Schmierung der Lager und Zahnräder¹ sorgt. Auf der Verteilerwelle 9 befindet sich ein Kupplungselement 14. über das das Zahnrad 8' kraftschlüssig mit der Verteilerwelle 9 verbunden oder von dieser getrennt werden kann. Schließlich besteht bei einem einsprechenden Prüfling noch die Möglichkeit, an das dem Anschlußflansch 9' gegenüberliegende Ende der Verteilerwelle 9 eine variable Schwungmasse 15, verbunden mit einer· Bremseinrichtung, anzukuppeln.

In Fig. 2 sind verschiedene Sekundärenergieerzeuger, wie sie in heutigem Fluggerät Verwendung finden, an ein entsprechendes Geräteträgcrverteilergeiriebe angeflanscht. Im einzelnen handelt es sich dabei um einen Generator 19 zur Lieferung von elektrischer Energie, einer Hydraulikpumpe 20 zur Lieferung von Drucköl, eine Kraftstoffpumpe 21, einen Luftverdichler 22 sowie eine Hilfsgasturbine 23. Während die Geräte 19 bis 22 zur Abgabe von Sekundärenergie angetrieben werden, gibt die Hilfsgasturbine 23 selbst mechanische Leistung ab. Statt der Hilfsgasturbine 23 kann als antreibender Prüfling auch eine durch fremde Druckluft beaufschlagte Luftturbine 23' oder ein durch fremdes Drucköl angetriebener Hydraulikmotor 23" in Frage kommen. Das Geräteträgerverteilergetriebe 24 dient auf der einen Seite als Träger für die genannten Zusatzgeräte, auf der anderen Seite als Verteiler für die über die Antriebswellen 25 oder 26 vom Triebwerk des Fluggerätes gelieferte Leistung. An die Welle 26 kann in gleicher Weise wie an die Verteilerwelle 9 eine variable Schwungmasse 15 mit einer Bremseinrichtung angekuppelt werden.

Im folgenden soll die Funktion und Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden. Die in F i g. 2 dargestellten Zusatzgeräte 19,20,21,22,23,24 können einzeln oder gemeinsam auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden. Die Anschlußflansche 9' bis 13' sind an die Anschlußmaße der Zusatzgeräte angepaßt. Bei einer Einzelprüfung, beispielsweise des Generators 19, wird dieser an den für ihn angepaßten Anschlußflansch, beispielsweise den Anschlußflansch 1 Γ, angeflanscht und mit der zugehörigen Verteilerwelle 11 gekuppelt. Für den Prüflauf liefert der Antriebsmotor 2 die erforderliche Antriebsleistung, die auf die Nennleistung des Generators eingeregelt wird. Die abgegebene Leistung des Antriebsmotors 2 wird dabei über die Drehzahl und das Drehmoment durch die Meßwelle 4 ermittelt. Die elektrische Leistung, die während des Prüflaufs vom Generator 19 abgegeben wird, wird einem elektrischen Belastungssystem zur

Leistungsmessung zugeführt. Ein solches Belastungssystem kann beispielsweise aus Ohm'schen Widerständen bestehen, die während des Prüflaufes von der vom Gebläse 16 gelieferten Kühlluft gekühlt werden. In ähnlicher Weise wie der Generator 19 werden die anderen angetriebenen Zusatzgeräte geprüft, indem sie an die passenden Anschlußflansche angeschlossen werden. Die Hydraulikpumpe 20, die Kraftstoffpumpe 21 und der Luftverdichter 22 arbeiten während des Prüflaufes gegen handelsübliche bekannte Belastungssysteme, wobei Druckenergie über Laststufen in Wärmeenergie umgewandelt wird, die durch ein Kühlsystem abgeführt wird.

Zur Prüfung der Hilfsgasturbine, die im Gegensatz zu den Geräten !9 bis 22 und 24 selbst mechanische Leistung abgibt, wird diese vorzugsweise an den Anschlußflansch 9' angeschlossen und mit der Verteilerwelle 9 gekuppelt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Verteilerwelle 9 wird für diesen Prüflauf eine Schwungmasse angekuppelt, die mit ihrem Massenträgheitsmoment den reduzierten, von der Hilfsgasturbine anzutreibenden Massen, insbesondere denen des Triebwerkes, des Geräteträgergetriebes und der Zusatzgeräte entspricht. Ferner ist die Schwungmasse 15 mit einer handelsüblichen Bremseinrichtung zur Abnahme einer konstanten Leistung verbunden. Während des Prüflaufes der Hilfsgasturbine 23 laufen die übrigen Wellen 10 bis 13 des Verteilergetriebes 6, getrennt durch das Kupplungselement 14, nicht mit — es sei denn, daß zur Wärmeabfuhr der Bremseinrichtung Kühlluft benötigt wird, die von dem Gebläse 16 geliefert werden kann. In einem solchen Falle, in dem einerseits ein selbsttreibendes Zusatzgerät geprüft und andererseits zusätzliche Energie benötigt wird, kann der Antrieb des Verteilergetriebes bzw. des Gebläses entweder nur durch den Prüfling über Welle 9 und das eingerückte Kupplungselement 14 erfolgen, oder es läuft der Antriebsmotor 2 bei ausgerücktem Kupplungselement mit verminderter Leistung, um gerade den Bedarf an zusätzlicher Energie zu decken, d. h. für das letzte Beispiel, den Bedarf an benötigter Kühlluft. Soll das Anlassen eines Triebwerkes durch die Hilfsgasturbine simuliert werden, so kann entweder die Schwungmasse 15 bei ausgerücktem Kupplungselement 14 durch die Hilfsgasturbine beschleunigt werden oder aber über Welle 9 und eingerücktes Kupplungselement 14 das Verteilergetriebe und der Antriebsmotor. Im letzteren Falle könnte der Regelung des Antriebsmotors eine Widerstands/Unterstützungs-Momcntkurve eingegeben werden, die den wirklichen Verhältnissen beim Anlaßvorgang entspricht. Auf ähnliche Weise wie die Hilfsgasturbine 23 können auch andere antreibende Sckundärcncrgiccrzeugcr, wie z. B. eine Luftturbinc 23' oder ein Hydraulikmotor 23" geprüft werden. Da diese Zusatzgeräte 23' und 23" für ihren Betrieb ihrerseits Leistung benötigen, ist an die Verteilerwelle 13 der crfindungsgcmilßcn Vorrichtung entweder ein Luft verdichter 17 oder eine Hydraulikpumpe 17' angeschlossen. Während des Prüflaufes der Luftturbine 23' oder des Hydraulikmotors 23", die jeweils an den Anschlußflansch 9' angeschlossen werden, liefert der Antriebsmotor 2 die Antriebsenergie für den Luftverdichter 17 bzw. die Hydraulikpumpe 17', die ihrerseits die aufgenommene mechanische Leistung als pneumatische bzw. als hydraulische Energie an die Luftturbine 23' bzw. den Hydraulikmotor 23" weitergeben. Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe 6 arbeitet bei diesen Prüfläufen so, daß die Verteilerwelle 9 vom Zahnrad 8' durch das Kupplungselement 14 getrennt und daher mechanische Leistung von dem Antriebsmotor 2 nicht auf die

ίο Verteilerwelle 9 übertragen wird.

Statt der Leistungsaufnahme durch eine Bremseinrichtung kann mechanische Leistung, die von einem zu prüfenden treibenden Zusatzgerät abgegeben wird, auch von dem Antriebsmotor aufgenommen werden, indem dieser im generatorischen Betrieb arbeitet. So könnte beispielsweise die Hilfsgasturbine über die Verteilerwelle 11 den als Generator arbeitenden Antriebsmotor 2 antreiben, wobei die erzeugte elektrische Leistung entweder in ein Stromnetz eingespeist wird oder aber an ein oben bereits erwähntes Belastungssystem abgegeben wird.

Zur Prüfung des Geräteträgergetriebes 24 wird dessen Antriebswelle 25 oder 26 mit der Verteilerwelle 11 gekuppelt, wobei das Geräteträgergetriebe 24 von

einer in der Zeichnung nicht dargestellten Haltevorrichtung auf dem Grundrahmen 1 aufgenommen wird. Bei Antrieb des Geräteträgerverteilergetriebes 24 durch die Antriebswelle 25 kann an die Antriebswelle 26 (oder auch an die Antriebswelle 25 bei Antrieb des Geräteträgerverteilergetriebes 24 durch die Antriebswelle 26 eine Schwungmasse 15 mit Bremseinrichtung zur Leistungsmessung angekuppelt werden. Zusätzlich können an die anderen Verteilerwellen des Geräteträgergetriebes 24 handelsübliche mechanische oder hydraulische oder elektrische Belastungssysteme angeschlossen werden. Während des Prüflaufes treibt also der Antriebsmotor 2 über das Planetengetriebe 7, die Verteilerwelle 11 und die Antriebswelle 25 oder auch 26 das zu prüfende Geräteträgergetriebe 24 an, das

seinerseits die aufgenommene Leistung an die angeschlossenen Belastungssysteme abgibt.

Neben den zuvor geschilderten Einzelprüfläufen können ebenso mehrere Zusatzgeräte gleichzeitig mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden,

indem sie an die entsprechenden Anschlußflansche 9' bis

13' bzw. an die Verteilerwellcn 9 bis 13 angeschlossen

werden und ihrerseits gegen die zuvor genannten

Bclastungssysteme arbeiten.

Die vorangegangene Erläuterung der Arbeitsweise:

der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat gezeigt, daß die Prüfung von Sckundärcnergiccrzeugern und anderen Zusatzgeräten wirtschaftliche, technische und organisatorische Vorteile mit sich bringt: Teure: Antriebsenergie des Flugtriebwerkes wird gespart, die

Lebensdauer des Triebwerkes, gemessen in Starts und Laufzeiten, wird nicht mehr durch sekundäre Bodcnprü» Häufe verbraucht, der Prüfvorgang mit Montage und Demontage des Prüflings wird vereinfacht und beschleunigt, die Prüfung kann unabhängig von Bordsystc-

men und am Einsatzort des Fluggerätes erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

23 2iü Patentansprüche:

1. Bodengebundene, bordsystemunabhängige Vorrichtung zur Prüfung von Sckundärenergiecrzeugern und anderen Zusatzgeräten für Fluggeräte, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Grundrahmen (1) ein Antriebsmotor (2) und ein Verteilergetriebe (6) mit mehreren An- bzw. Abtriebswellen (9, 10, If, 12, 13) und zugehörigen Anschlußflanschen (9', 10', !Γ, 12', 13'), an welche die zu prüfenden Sekundärenergicerzcuger Lind/ oder anderen Zusatzgeräte (19, 20, 21, 22, 23, 24) ankuppelbar bzw. anflanschbar sind, fest angeordnet sind, wobei das Verteilergetriebe (6) zur Leistungsübertragung über Kupplungsglieder (3, 5) und eine Meßwelle (4) zur Messung der Drehzahl und des Drehmomentes mit dem Antriebsmotor (2) drehfest verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Verteilerwelle (9) und dem konzentrisch mit ihr umlaufenden Zahnrad (8') ein Kupplungselement (14) angeordnet ist, durch welches die Verteilerwelle (9) und das Zahnrad (8') kraftschlüssig miteinander kuppelbar oder voneinander trennbar sind, und daß an das dem Anschlußflansch (9') gegenüberliegende Ende der Verteilerwelle (9) eine Schwungmasse (15) mit veränderlichem Massenträgheitsmoment und mit einer an sich bekannten Bremseinrichtung ankuppelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die den Anschlußflanschen (10', 12', 13') gegenüberliegenden Enden der Wellen (10, 12, 13) Hilfsaggregate wie ein Gebläse (16) zur Lieferung von Kühlluft und entweder ein Luftverdichter (17) zur Lieferung von Druckluft für Lufiturbinen oder eine Hydraulikpumpe (17') zur Lieferung von Drucköl für Hydraulikmotoren und eine Schmierölpumpe (18) ankuppelbar und anflanschbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (2) als drehzahlregelbarer Elektromotor ausgebildet ist, der entweder zur Abgabe von mechanischer Leistung als Motor oder zur Aufnahme von mechanischer Leistung als Generator arbeitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (2) als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerwellen (9,10,11,12,13) des Verteilergetriebes (6) über Stirnradstufen und Zwischenrädern (8, 8') miteinander in Eingriff stehen und untereinander ein festes Drehzahlverhältnis aufweisen und daß den Verteilerwellen (9, 10, 11, 12, 13) antriebsseitig ein Planetengetriebe (7) zur Übersetzung der Drehzahl des Antriebsmotors (2) vorgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen (1) auf einem gezogenen oder selbstfahrenden Fahrgestell angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das selbstfahrende Fahrgestell einen Antriebsmotor aufweist, der auch als Antriebsmotor (2) für das Verteilergetriebe (6) verwendbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine bodengebundene, bordsystemunabhängige Vorrichtung zur Prüfung von Sekunclärencrgicerzcugeni und anderen Zusatzgeräten für Fluggeräte. Bodengebunden bedeutet, daß die Prüfung der Geräte am Boden erfolgen soll, bordsystcmunabhängig soll heißen, daß die Prüfung der Geräte ohne Benutzung der Energiequellen, insbesondere der Triebwerke des Fluggerätes, erfolgen kann. Unter Sekundärcnergicerzcugern sind sowohl antreibende Zusatzgeräte, wie z. B. eine Hilfsgasturbine, eine Luftturbine oder Hydraulikmotor, als auch angetriebene Zusatzgeräte, wie z. B. Generatoren, Hydraulikpumpen, Kraftstoffpumpen oder Luftverdichter, zu verstehen. Unter den Begriff anderer Zusatzgeräte kann beispielsweise ein Verteilergetriebe zur Verteilung der Leimung auf die verschiedenen Zusatzgeräte fallen.

Es ist bekannt, Maschinen und Maschinenelemente auf speziellen Prüfständen einzeln auf ihre Leistungs- und Funktionsfähigkeit hin zu prüfen. Derartige Vorrichtungen, wie sie z. B. durch die DT-AS 12 30 596, DL-PS 78 662, DL-PS 79 778 und die DT-OS 15 73 682 bekannt wurden, sind individuell an einen bestimmten Typ von Prüfling angepaßt und erlauben keine Prüfung unterschiedlicher Prüflinge. So werden bisher Sekundärenergieerzeuger und andere Zusatzgeräte für Fluggeräte entweder beim Hersteller selbst auf entsprechenden Prüfständen durch einen individuellen Abnahmelauf auf ihre Funktion und Leistung hin geprüft, oder sie werden am Einsatzort des Fluggerätes in eingebautem Zustand im Fluggerät einem entsprechenden Prüflauf unterzogen. Beide Methoden haben Nachteile und genügen nicht mehr den heutigen Anforderungen an die Überprüfung entsprechender Hilfsgeräte, insbesondere nach planmäßigen und außerplanmäßigen Wartungs- und Reparaturarbeiten sowie bei der Durchführung von Konservierungsmaßnahmen und Prüfläufen für die Lagerhaltung· von Zusatzgeräten. Bei der Überprüfung der Hilfsgeräte durch den Hersteller muß das geprüfte Gerät vom Ort des Herstellers zum Einsatzort des Fluggerätes und umgekehrt transportiert werden. Dabei können möglicherweise durch den Transport hervorgerufene erneute Mangel an dem Gerät auftreten, deren rechtzeitige Feststellung vor dem Einbau in das Fluggerät von großer Wichtigkeit ist und die nur durch einen weiteren Prüflauf erkannt werden können. Außerdem kann der zeitliche Unterschied zwischen dem Prüflauf und dem Einbau des Zusatzgerätes in das Fluggerät die Einsatzfähigkeit des Gerätes beeinträchtigen. Schließlich entstehen beim Wartungs- und Reparaturbetrieb von Fluggeräten dadurch erhebliche Kosten und Zeitverluste, daß das defekte ausgebaute Zusatzgerät vom Einsatzort des Flugzeuges zum Hersteller bzw. zum speziellen Wartungsbetrieb und wieder zurück transportiert werden muß.

Andererseits ist der Prüflauf eines mit Mängeln behafteten Zusatzgerätes in eingebautem Zustand im Fluggerät ein teures und zeitaufwendiges Verfahren. Die Montage der zu prüfenden Zusatzgeräte bei beengten Verhältnissen am Fluggerät sowie der kostspielige Antrieb dieser Zusatzgeräte während des Prüflaufs durch das Flugtriebwerk weisen erhebliche Nachteile auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Zusatzgeräte für Fluggeräte auf einfache kosten- und zeitsparende Weise am Boden und am Einsatzort unabhängig vom Fluggerät auf ihre Funktion hin zu prüfen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, Sekundärenergieerzeuger,