DE2356063B2 - Pruefstand zur messung der unwucht von kraftfahrzeugmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand, zur Messung ler Unwucht von Kraftfahrzeugmotoren, mit einem an iiner Rahmenkonstruktion beweglich aufgehängten Prüfgerüst, in dem der zu prüfende Motor lagerichtig lufnehmbar ist, sowie mit Meßfühlern, durch die die Bewegung des aufgenommenen Motors bei umlaufender Kurbelwelle meBbar ist Der Motor wird dazu Jn den Prüfstand aufgenommen und entweder im Eigenlauf betrieben oder durch eine äußere Kraftquelle angetrieben.

Es ist ein derartiger Prüfstand bekannt (US-PS 29 91 649) der ein an einer Rahmenkonstruktion beweglich aufgehängtes Prüfgerüst aufweist Das Prüfgerüst ist dabei an vertikalen Stangen pendelnd aufgehängt so daß es sich in etwa horizontaler Richtung bewegen kann. Dabei ist allerdings nur ein"», Bewegung in einer Ebene möglich, während ein Pendeln in der dazu senkrechten Richtung durch eine Schwingstange verhindert wird.

Nachteilig ist bei dem bekannten Prüfstand insbesondere, daß mit ihm nicht gleichzeitig die statische und die dynamische Unwucht des zu prüfenden Motors gemessen werden können. Außerdem ergibt die pendelnde Aufhängung des Prüfgerüstes eine Koppelung der Schwingungen des Motors und der Schwingungen des Prüfgerüstes, wodurch das Meßergebnis verfälscht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfstand zu schaffen, mit dem sowohl die statische als auch die dynamische Unwucht gemessen werden können, und dessen Meßergebnisse insbesondere frei von systematischen Meßfehlern sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Prüfgerüst umgekehrt U-förmig ausgebildet und oben an der Rahmenkonstruktion um mehrere Achsen frei drehbar aufgehängt ist und daß es Spannvorrichtungen aufweist, durch die der Motor starr festspannbar ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen 2 bis 20 gekennzeichnet

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß das Verhältnis der Störmasse zu der Motormasse auf ein Minimum reduziert ist so daß entsprechend gute Meßsignale erhalten werden. Der Prüfstand ist vielseitig einsetzbar und außerdem können mit ihm die Messungen sehr schnell durchgeführt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Prüfstand einschließlich ihm zugeordneter Zusatzeinrichtungen, in einer Hinteransicht,

F i g. 2 den Prüfstand nach F i g. 1 in einer Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 2 von F i g. 1,

F i g. 3 den Prüfstand nach F i g. 1 in einer Hinteransicht in größerem Maßstab,

F i g. 4 den Prüfstand nach F i g. 1 in einer Seitenansieht in Richtung des Pfeiles 4 von F i g. 3, wobei Einzelteile geschnitten dargestellt sind,

F i g. 5 den Prüfstand nach F i g. 1 in einer Vorderansicht, wobei Einzelteile geschnitten dargestellt sind,

F i g. 6 eine Einzelheit des Prüfstandes nach F i g. 1, in einer Schnittansicht entsprechend der Linie 6-6 von F i g. 5,

F i g. 7 eine Einzelheit des Prüfstandes nach F i g. 1 in einer Schnittansicht entsprechend der Linie 7-7 von F i g. 5,

F i g. 8 das Prüfgerüst des Prüfstandes nach F i g. 1 in der Hinteransicht

F i g. 9 das Prüfgerüst nach F i g. 8 in einer geschnittenen Teilansicht entsprechend der Linie 9-9 von Fig.8, *■.■".·

F i g. 10 das Prüf gerüst nach F i g. 8 in einer geschnittenen Teilansicht entsprechend der Linie 10-10 von Fig.8,

F i g. H das Prüfgerüst nach F i g. H in der Draufsicht

F i g. 12 eine Antriebsverbindung für die Kurbelwelle an dem Prüfstand nach F i g. 1, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 13 die Antriebsverbindung nach F i g. 12, gesehen in der Richtung des Pfeiles 13 der F i g^ 12, wobei der Motor und andere Teile zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen sind,

F i g. 14 die Antriebsverbindung nach F i g. 12, gesehen in Richtung des Pfeiles 14 der F i g. 13, wobei Einzelteile aufgeschnitten sind, und

Fig. 15 die Hebevorrichtung des Prüfstandes nach F i g. 1 in einer Teilansicht von oben.

Der Prüfstand ist in den F i g. 1 und 2 allgemein mit 21 bezeichnet und ist auf einem Unterbau errichtet der allgemein mit 22 bezeichnet ist Der linke Teil 23 des Unterbaus 22 in F i g. 2 trägt einen Teil einer Fördereinrichtung 24, die am Eingang des Prüfstandes 21 vorbeiführt Die Fördereinrichtung kann Paletten 25 aufnehmen, auf welchen Motoren stehen, die allgemein mit 26 bezeichnet sind. Die Fördereinrichtung 24 befördert diese Motoren durch eine Anzahl von Stationen, von denen eine den Prüfstand 21 enthält

Nach Erreichen der entsprechenden Station sind Mittel vorgesehen, um den Motor 26 in den Prüfstand 21 einzubringen und ihn nach erfolgter Prüfung wieder auf die Fördereinrichtung zurückzubringen. Zu diesem Zweck ist eine mit Rollen versehene Hebevorrichtung 27 vorhanden, die durch einen umsteuerbaren Schubkolbenmotor 28 angetrieben wird und die Palette 25 mit dem Motor geringfügig über die Höhe der Fördereinrichtung 24 anhebt, sowie eine in horizontaler Richtung arbeitende Ableitevorrichtung 29 für die Paletten, die von einem Motor 30 angetrieben wird und die jeweilige Palette 25 mit dem zu testenden Motor von der Hebevorrichtung in den Prüfstand zieht und sie zu der Hebevorrichtung sodann wieder zurückbringt, die sie an die Fördereinrichtung abgibt Im einzelnen nimmt eine Hubvorrichtung 31, die sich unter dem Prüfstand befindet die Palette dann auf, wenn sich die Ableitevorrichtung 29 in F i g. 2 von der linken in die rechte Stellung bewegt; sie bewegt sich zum gegebenen Zeitpunkt wie unten beschrieben, nach unten, so daß die Palette vorübergehend von dem Motor, der getestet werden soll, entfernt wird. Später geht die Hubvorrichtung 31 wieder nach oben, womit die Palette 25 den getesteten Motor wieder aufnimmt, worauf die Ableitevorrichtung 29 den Motor und die Palette zu der Fördereinrichtung 24 zurückbringt Die Hubvorrichtung 31 ist von einem umsteuerbaren Schubkolbenmotor 32 betätigt

Der Prüfstand 21 umfaßt eine offene Rahmenkonstruktion, die aligemein mit 33 gekennzeichnet ist, mit zwei vorderen Stützen 34,35 und zwei hinteren Stützen 36, 37, die auf Seitenteüen 38 des Unterbaus 22 ruhen. Auf den Stützen 34,35 ruht ein Träger 39 während auf den Stützen 36,37 ein Träger 41 aufliegt Zwischen den Trägern 39, 41 sind Querträger 42, 43 angebracht die eine Platte 44 tragen. Ein Prüfgerüst das allgemein mit 45 bezeichnet ist, ist an der Platte 44 über eine obere Lageranordnung 46 und eine untere Lageranordnung 47 aufgehängt Der Aufbau dieser Lageranordnungen ist im einzelnen in F i g. 4 dargestellt Dabei ermöglicht

die Lageranordnung 46 eine Schwenkbewegung des Prüfgerüsts um eine vertikale Achse, während die Lageranordnung 47 eine Verschwenkung des Laufgerüstes um eine horizontale Achse, jeweils in bezug zur Rahmenkonstruktion, gestattet.

Zur Verriegelung des Prüfgerüstes bezüglich der Rahmenkonstruktion sind Vorrichtungen vorgesehen. Diese Vorrichtungen, die am besten aus den F i g. 3 und 11 zu ersehen sind, bestehen aus zwei konischen Sperrzapfen 48, 49, die auf gegenüberliegenden Seiten der Rahmenkonstruktion angeordnet sind und durch umsteuerbare Schubkolbenmotoren 51, 52 zwischen einer zurückgezogenen und einer Verriegelungsstellung bewegbar sind. In ihrer Verriegelungsstellung stehen die Sperrzapfen 48,49 mit Aufnahmen 53,54 in Eingriff, die an dem Prüfgerüst 45 befestigt sind.

Zwei Sicherheitstüren 55,56 sind verschiebbar an der Rahmenkonstruktion angebracht. Diese Türen sind in den F i g. 1 und 3 dargestellt; sie sind auf Schienen 57, 58, die von den Stützen 34,35 getragen sind, in horizontaler Richtung verschiebbar. Die Türen werden durch umsteuerbare Schubkolbenmotoren 59, 61 betätigt, die an der Rahmenkonstruktion befestigt sind.

Das Prüfgerüst 45 ist im wesentlichen in umgekehrter U-Form ausgebildet um den zu testenden Motor 26 aufzunehmea wie dies aus F i g. 1 zu ersehen ist. Die genaue innere Gestalt des Prüfgerüstes 45 hängt von der Form des zu testenden Motors ab; die Konstruktion ist so ausgebildet, daß der Motor in der weiter unten beschriebenen Weise in das Prüfgerüst eingebracht, dort befestigt und sodann geprüft werden kann. Es ist zweckmäßig, das Prüfgerüst in Gestalt einer Rahmenkonstruktion aus Platten aus Aluminium oder ähnlichem Material auszubilden, um es so leicht wie möglich zu machen und gleichzeitig die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten und eine Halterung für die verschiedenen Wellen und anderen Betriebsausrüstungen zu erhalten. Zum Beispiel kann das Prüfgerüst, wie in F i g. 4 dargestellt, aus einer hinteren Seitenwand 62, einer vorderen Seitenwand 63, sowie einer oberen und unteren Verbindungsplatte 64,65 bestehen. Die Platten können gegebenenfalls mit gewichtsverringernden öffnungen 66 (F i g. H) und zusätzlichen Bauteilen für die Aufnahme der verschiedenen sich bewegenden Teile, ausgestattet sein. Die obere Verbindungsplatte 64 ist an der Unterseite der unteren Lageranordnung 47 durch ein Verbindungsstück 67 (F i g. 4) verstellbar befestigt

Die hintere Seitenwand 62 ist, wie bei 68 in F i g. 8 dargestellt von unregelmäßiger Form, um den zu testenden Motor aufzunehmen, wenn er durch die Ableitevorrichtung 29 in das Prüfgerüst gezogen wird. Die vordere Seitenwand 63 kann Aussparungen für überstehende Maschinenteile enthalten; sie trägt einen Anschlag 69 (F i g. 4), um den Motor nach seiner Befestigung in dem Prüfgerüst genau in Richtung seiner Kurbelwellenachse ausrichten zu können. Zur Sicherheit während der Prüfung ist im Inneren des Prüfgerüstes eine Schwungradabschirmung 71 (F i g. 3) angebracht

Die Elemente zur Befestigung des Motors 26 in dem Prüf gerüst sind in den F i g. 5 bis 11 dargestellt Sie bestehen aus zwei gegenüberliegenden Paaren von Spannschiebern oder -teilen 72, 73 (Fig.8). Jedes Spannteilpaar kann an einer Seite des Motors in der Nähe der Motor-Vorder- oder Hinterseite angreifen; insbesondere greifen die Spannteile an maßgetreuen Aufnahmen an, die durch strichpunktierte Linien 74,75 in F i g. 8 dargestellt sind und die bei der Herstellung am Motorblock erzeugt und bei dessen Bearbeitung benutzt werden. Der hintere Spannteil 72 wird durch einen umsteuerbaren Schubkolbenmotor 76 und der vordere Spannteil 72 durch einen Schubkolbenmotor 77 betätigt; diese Motoren sind oberhalb der oberen Verbindungsplatte 64 angebracht. Der hintere Spannteil 73 wird durch einen Motor 78 und der vordere Spannteil 73 durch einen Motor 79 betätigt; diese Motoren sind unterhalb der oberen Verbindungsplatte 64 angeordnet.

Zur Verbindung des Motors 76 mit dem Spannteil 72 (F i g. 10) dient eine Zahnstange 81, die durch den Motor betätigt wird und mit einer Verzahnung 82 am oberen Ende einer vertikalen Welle 83, die drehbar im Prüfgerüst gelagert ist, in Eingriff steht Eine Verzahnung 84 am unteren Ende dieser Welle steht mit einer an dem Spannteil 72 gelagerten Zahnstange 85 in Eingriff. Auf ähnliche Art treibt ein Motor 77 den Spannteil 72 über eine Zahnstange 86, eine vertikale Welle 87 und eine Zahnstange 88 an, die an dem Spannteil gelagert ist, an (F i g. 7).

Die Verbindung des Motors 78 mit dem Spannteil 73 (F i g. 9) erfolgt über eine Zahnstange 89, die mit dem Motor 78 verbunden ist und mit einer Verzahnung 91 am oberen Ende einer vertikalen Welle 92 in Eingriff steht die drehbar in dem Prüfgerüst gelagert ist. Eine am unteren Teil der Welle befindliche Verzahnung 93 steht mit einer Zahnstange 94, die an dem Spannteil 73 gelagert ist in Eingriff. Auf ähnliche Weise betätigt der Motor 79 seinen Spannteil 73 über eine Zahnstange 95 (F i g. 6), die eine vertikale Welle 96 antreibt, welche ihrerseits eine Zahnstange 97, die mit dem Spannteil verbunden ist, betätigt

Zweckmäßigerweise werden die Motoren 76, 77, 78 und 79 zunächst mit relativ niedrigem Druck betätigt um die entsprechenden Spannteile in ihre Verriegelungsstellung zu bringen. Die Spannteile 72 kommen hierbei an festen Bezugsanschlägen, wie sie teilweise bei 101 in F i g. 5 dargestellt sind, zur Ruhe wo sie unter relativ hohem Druck gehalten werden, während die Spannteile 73 sich unter hohem Druck weiterbewegen um den Motor sicher in dem Laufgerüst zu verankern. Der vordere Spannteil 73 (F i g. 8) hat eine Keilfläche 102, die an dem Motor angreift und diesen gegen den vorderen Anschlag drückt Auf diese Weise wird der Motor in einer genauen Bezugslage bezüglich des Laufgerüstes sowohl parallel als auch im rechten Winkel zu der Kurbelwellenachse festgehalten.

Die Wellen 83 und 87 betätigen außerdem ein Paar Hilfsspannschieber oder Hilfsspannteile 103 bzw. 104, die den unteren Teil des Motors in seiner Lage halten. Die Hilfsspannteile 103 und 104 sind zu der Kurbelwellenachse ausgerichtet und liegen zwei Vibrationsmeßwertgebern 105,106 gegenüber, die verschiebbar unterhalb des Laufgerüsts angeordnet sind. Die Betätigung der Hilfsspannteile 103,104 erfolgt über die verlängerten Verzahnungen 107,108 am unteren Ende der Welle 83 bzw. 87. Diese Verzahnungen stehen mit den Zahnstangen der Wellen 103,104 in Eingriff, wie dies in den F i g. 7 und 10 dargestellt ist Wie die Spannteile 72,73 greifen auch die Hilfsspannteile 103 und 104 an Bezugs aufnahmeflächen des Motors an. Sie werden gleichzei tig mit der Bewegung der oberen Spannteile 72 voi den umsteuerbaren Motoren 76 und 77 gesteuert Si« werden also zunächst unter relativ niederem Druck un< dann unter hohem Druck vorgeschoben und an Bezugs anschlagen gehalten.

Die Meßwertgeber 105.106 werden durch umsteuei bare Schubkolbenmotoren 109,111 vor und zurück be

wegt; sie tragen an ihrem hinteren Ende Schwingungswandler 112, 113. Diese Wandler, nach herkömmlicher Art aufgebaut, arbeiten nach einem Trägheitsprinzip in Abhängigkeit von auftretenden Vibrationen. In der Praxis ist die zum Wandler gehörige Frequenz-Spannungskurve mit einer Gewicht/Weg-Eichung versehen, und die Unwuchtmessung des Motors hängt von dem Verhältnis des über die Wandler gemessenen Gewicht-Weg-Wertes zur Winkellage bei dieser Messung in bezug auf die obere Totpunktlage des Schwungrades des Motors ab. Zum Beispiel bezieht sich die Lage des oberen Totpunktes bei einer Vierzylindermaschine auf den Zylinder Nr. 1. Die Lage des oberen Totpunktes wird während des Tests durch einen einziehbaren Abstandsführer 114 gemessen, der seitlich in dem Spannteil 72 (F i g. 8) eingebaut ist.

Die Meßwertgeber 105,106 sind soweit wie möglich hinten bzw. vorne an dem Motor 26 angebracht, um die Messung des dynamischen Gierens zu ermöglichen; sie liegen in der Ebene der Kurbeiwellenmittellinie und stehen rechtwinklig auf dieser. Für die Vor- und Rückbewegung der Wandler sind Begrenzungsschalter 115, 116 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird bei jedem Motor 26, nachdem er in seiner endgültigen Prüf stellung bezüglich des Prüfgerüstes fixiert wurde, die Palette 25 auf der der Motor ruht mit Hilfe von Vorrichtungen, die noch beschrieben werden, durch Abwärtsbewegen der Hubvorrichtung 31 entfernt, um die Meßwertgeber 105, 106 an den Motor heranbringen zu können. Obwohl die Meßwertgeber 105, 106 theoretisch mit dem Prüfgerüst anstelle des Motors zusammenwirken könnten, da beide miteinander starr verbunden sind, wird der direkte Eingriff auf den Motor bevorzugt.

Bei einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) sind die Meßwertgeber weggelassen und die Wandler direkt am Prüfgerüst 45 so weit vorne und hinten wie möglich befestigt, damit sie auf horizontale Schwingungen senkrecht zur Achse des Motors ansprechen.

Zwei Hubhaken 117,118(Fi g. 8) sind dazu vorgesehen, den Motor 26 in seine endgültige arretierte Lage bezüglich des Prüfgerüstes zu heben, nachdem die Spannteile 72, 73, 103 und 104 mit dem Motor in Eingriff gebracht wurden. Die Hubhaken heben den Motor um einen geringen Betrag an, wobei sie in ösen 119, 121 eingreifen, die in an dem Motor 26 befestigten Laschen vorgesehen und teilweise mit gestrichelten Linien in F i g. 8 dargestellt sind. Der Motor wird so weh angehoben bis die am Motorblock vorgesehenen Auf nahmeflächen 74,75 an den genau lagerichtigen Unterseiten 122,123 der Spannteile 7Z 73 zur Anlage kommen. Die Hubhaken 117,118 sind an zwei horizontalen, drehbaren Wellen 124.125, die an dem Prüfgerüst gelagert sind, angebracht Wie in Fig.4 dargestellt, er- strecken sich die Wellen zwischen den Seitenwänden 62,63 des Prüfgerüstes; sie ragen über die vordere Seitenwand 63 hinaus nach hinten fort und tragen dort die Zahnräder 126,127. Die Wellen sind zwischen einer ersten Lage, in der die Hubhaken in ihrer unteren oder 6c zurückgezogenen Lage sind und einer zweiten Lage, in der die Hubhaken 117 im Gegenuhrzeigersinn und die Hubhaken 118 im Uhrzeigersinn bewegt wurden, hm und her bewergbar (F i g. 8), um mit den ösen des Motors in Eingriff gebracht werden zu können.

Die Wellen 124,125 werden über zwei umsteuerbare Schubkolbenmotoren 128,129 betätigt, die hintereinander auf der Außenseite der Seitenwand 63 angebracht sind. Der Motor 128 betätigt eine Zahnstange 131, die oben mit dem Zahnrad 127 in Eingriff steht, während der Motor 129 mit einer Zahnstange 132 verbunden ist, die mit der Unterseite des Zahnrades 126 zusammenwirkt. Daraus folgt, daß, wenn die Motoren nach oben und in F i g. 5 nach links bewegt werden, die Wellen in der Weise gedreht werden, daß die Hubhaken den Motor 26 anheben, während eine umgekehrte Bewegung ein Absenken der Hubhaken bewirkt. Feder-Ausgleichselemente 133 sind zwischen den Zahnstangen vorgesehen, damit nach der Anlage der Bezugsanschläge an den Aufnahmeflächen 122,123 der Spannteile diese fest in ihrer Lage gehalten werden.

Um zu verhindern, daß die Hubhaken 117, 118 bei einem Absinken des Luftdruckes der umsteuerbaren Schubkolbenmotoren 128,129 ein unbeabsichtigtes Absenken des Motors bewirken, ist ein Verriegelungselement 161 vorgesehen, das durch eine Feder 162 in Richtung auf eine Stellung vorgespannt ist, in der es eine in der Nähe der Zahnstange 132 befindliche Mutter 163 daran hindert, sich in F i g. 5 nach rechts zu bewegen und damit die Hubhaken freizugeben.

Das Verriegelungselement 161 ist mit dem Kolben eines pneumatischen Zylinders 164 verbunden, und dieser Zylinder ist direkt mit einer Druckluftquelle verbunden, die die Motoren 128,129 versorgt. Solange diesen beiden Motoren Druckluft zur Verfügung steht, wird das Verriegelungselement 161 in einer Stellung gehalten, in der es die Bewegung der Zahnstange 132 hemmt Im Falle eines Druckverlustes dagegen wird das Verriegelungselement 161 ausgefahren und blokkiert die Mutter 163.

Das Prüfgerüst ist noch mit anderen Geräten ausgerüstet, die aber nicht zur vorliegenden Erfindung gehören und deshalb nicht im einzelnen beschrieben sind. Zum Beispiel wird ein Öldruckprüfgerät durch einen Schubkofbenmotor 134 in und aus seiner Arbeitsstellung (F i g. 8) bewegt Zum Einstellen des Zündverteilers des Motors 26 ist ein Verteilerantriebsmechanismus 135 vorhanden (FJ g. 5 und 11).

Wenn der Motor 26 kalt getestet werden soll, d. h. von einer umlaufenden Antriebsquelle aus, so wird dazu ein Hydraulikmotor 136 verwendet (Fig. 12 bis 15). Dieser Motor, der nach Art einer Axialkolbentaumelscheibenkonstruktion mit fester Förderung aufgebaut sein kann, ist durch eine Haltevorrichtung 137 aul der Seitenwand 63 des Prüfgerüstes 45 angebracht Be dem Motor 136 handelt es sich zweckmäßigerweise urr eine relativ kleine leichtgewichtige Einheit die vor einer größeren, schwereren Hydraulikpumpe mit regel barer Förderleistung angetrieben wird, strichpunktier bei 138 in F i g. 2 eingezeichnet; sie steht auf dem Bo den an der Längsseite des Prüfstandes 21. Das hydro statische System, das den Motor 136 und die Hydraulik pumpe 138 umfaßt, stellt einen geschlossenen hydrauli sehen Kreislauf dar, und bildet einen Steuerkreis mi festen mechanischen Anschlägen an der regelbare! Hydraulikpumpe, um eine reproduzierbare Genauig keit bei vorgegebenen PrüfdrehzahleinsteUungen zu ei lauben. Reproduzierbare genaue Meßergebnisse kön nen aber auch ohne solche feste Anschlage mit einet geschlossenen Regelkreis erreicht werden.

Bei einem geschlossenen Regelkreis kann der Motc 26 im Eigenlauf gefahren werden, wobei der Hydraulik motor 136 als Pumpe und die Hydraulikpumpe 138 al Motor arbeiten. Die Fördermengenleistung der H3 draulikpumpe 138 kann dabei verändert werden, ui verschiedene Last- und Trägheitsbedingungen des Mc

(O)SNtTi

tors, wie Bergauf- oder Bergabfahrt, nachzubilden.

Die Abtriebswelle 139 des Motors 136 ist koaxial zu der Kurbelwelle des Motors, deren Nabe und dazugehörige Scheiben strichpunktiert bei 140 in F i g. 12 dargestellt sind. Eine Büchse 141 ist mit der Welle 139 fest verkeilt und trägt ein elastomeres Kupplungselement, das allgemein bei 142 angedeutet ist. Dieses Kupplungselement ist auf der Büchse 141 verschiebbar angeordnet und mit dieser durch einen Keil 143 verbunden. Das Kupplungselement hat einen metallischen Innenteil 144, einen metallischen Außenteil 145 und eine elastomere Zwischenschicht 146. Die Teile 144,145 und 146 sind miteinander verklebt. Das elastomere Element kann z. B. aus Urethan 60 Durometer bestehen, was annäherungsweise einen Fluchtfehler von 0,25 bis 0,375 mm erlaubt. Dieses Teil dient also als Isolationsdämpfer zur dynamischen Entkopplung des angetriebenen Teils 145 von den anderen Teilen und dient außerdem dazu, das Verhältnis zwischen dem parasitären Gewicht und "dem Gewicht des Motors weiter zu vermindern.

Das äußere Ende des Teiles 145 trägt zur Zentrierung mit der Nabe der Kurbelwelle eine konische Fläche 147. Ein Paar Antriebsbacken (Fig. 14) ragen aus dem Teil 146 vor und können in zwei Nuten der Nabe der Kurbelwelle eingreifen, wie dies strichpunktiert bei 149 (F i g. 12) eingezeichnet ist. Das Kupplungselement 142 wird durch eine als Druckfeder wirkende Schraubenfeder 150, die sich zwischen dem äußeren Ende des Kupplungselementes 142 und der Welle 139 befindet, in seine Eingriffslage mit der Kurbelwelle gedrückt. Ein verzahntes Element 151 ist auf dem Teil 145 angebracht und ein Fühler 152 in der Nähe dieses Teiles ist zur Messung der Drehzahl angebracht

Zum Rückholen des Kupplungselementes 142 ist eine Vorrichtung vorgesehen, bestehend aus einem umsteuerbaren Schubkolbenmotor 153 (Fig. 14), der einen gegabelten Hebel 154 betätigt, welcher bei 155 schwenkbar mit einem Kupplungsgehäuse 156 verbunden ist. Die Backen 157 (Fig. 15) des gegabelten Hebels 154 tragen Rollenlager 158, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Teiles 1145 befinden. Wenn der Motor 153 aus seiner Stellung nach F i g. 15 nach oben bewegt wird, kommen die Rollenlager 158 mit der Verzahnung 151 in Eingriff und ziehen das Kupplungselemen* 142 in seine in Fi g. 12 strichpunktierte Stellung zurück.

Im Betrieb wird ausgehend von einem Ausgangszustand, in dem ein Motor 26 gegenüber dem Prüfstand 21 angekommen ist, der Motor 26 durch die Hebevorrichtung 27 mit seiner Palette 25 von der Fördereinrichtung 24 abgehoben, worauf die Ableitevorrichtung 29 den Motor und seine Palette in eine bestimmte Stellung in dem Prüfgerüst zieht Zu diesem Zeitpunkt ist das Prüfgerüst durch die konischen Sperrzapfen 48,49 in der Rahmenkonstruktion 33 verankert Das Prüfgerüst weist deshalb eine genaue Ausrichtung in bezug auf die Rahmenkonstruktion 33 auf.

Nachdem die Sicherheitstüren 55 und 56 geschlossen worden sind, werden die Spannteile 72 und 73 in Rieh- &> tung des Motors 26 vorbewegt, wobei die hinteren Spannteile 73 den Motor gegen den vorderen Anschlag 69 drücken. Der Motor wird seitlich durch diese Spann teile, sowie durch die Spannteile 103 und 104, die sich gemeinsam mit den Spannteflen 72 vorbewegen, in seine richtige Lage gebracht

Anschließend werden die Hubhaken 117, 118 betätigt, um den Motor 26 anzuheben und ihn mit Hilfe der Anlageflächen 122,123 an den Spannteilen 72,73 genau auszurichten. Somit wird der Motor an dem Prüfgerüst in einer nach vorne und hinten weisenden Richtung sowie seitlich und in vertikaler Richtung sicher befestigt. Die Hubvorrichtung 31 senkt die Aufnahmepalette 25 so weit ab, daß Vibrationsmeßwertgeber 105, 106 bis zum Eingriff mit dem Motor vorbewegt werden können.

Anschließend wird der die drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibende Motor 136 mit der Kurbelwellennabe 140 durch Betätigung des Schubkolbenmotors 153 gekuppelt, wobei die Druckfeder 150 das Kupplungselement 142 in Fi g. 12 nach links bewegt. Der Motor 136 wird so lange mit sehr geringer oder Kriechdrehzahl gefahren bis die Antriebsbacken 148 des Kupplungselementes 142 in die Nuten 149 der Kurbelwellennabe eingreifen; anschließend wird der Motor auf Leerlaufdrehzahl hochgefahren. Der Öldruck wird überwacht und der Zündverteilereinstellmechanismus des Motors betätigt. Die Amplitude der Wandlerbewegung kann bei dieser niedrigen Drehzahl überwacht werden, um eine übermäßige Geräuschentwicklung festzustellen.

Während das Prüfgerüst noch mit der Rahmenkonstruktion verriegelt ist, wird der Motor 26 durch den Motor 136 auf eine verhältnismäßig hohe Drehzahl hochgefahren (z.B. 1800 Umdrehungen/Minute). Anschließend wird das Prüfgerüst durch Zurückziehen der konischen Sperrzapfen 49 entriegelt. Die dynamische Unwucht des Motors 26 wird durch die selektiv auf die spezielle Umdrehungsfrequenz abgestimmten seismischen Meßwertgeber dadurch gemessen, daß die Größe und die Winkellage der Motorumlaufbewegung in bezug auf den oberen Totpunkt festgestellt werden. Die seismischen Meßwertgeberwandler werden über den Frequenzbereich zur Kontrolle der Geräuschentwicklung bei dieser Drehzahl überwacht.

Die in zwei Richtungen schwenkbare Halterung des Prüfgerüstet 45 ermöglicht eine genaue und richtige dynamische Unwuchtmessung. Wegen dieser schwenkbaren Halterung sind das Prüfgerät und der Motor von der Rahmenkonstruktion entkoppelt. Die Achse der oberen Lageranordnung 46 geht zweckmäßigerweise durch den Schwerpunkt des Motors 26 während die Achse der unteren Lageranordnung 47 parallel zur Kurbelwellenachse verlaufen kann.

Es ist erforderlich, daß der Motor 26 mit einer so hohen Drehzahl angetrieben wird, daß eine dynamische Bewegung auftritt Die den Motor und die Aufhängung umfassende Anordnung hat zwei Eigenfrequenzen Wenn der Motor in Gang gesetzt und die Drehzahl erhöht werden, bewegen sich der Motor und die Aufhängung gemeinsam in einer zur Drehachse der Kurbelwelle senkrechten Richtung, wenn in dem Motoi eine statische Unwucht vorhanden ist In diesem FaI! erfolgt die Drehung um die waagrechte Schwenkachse bzw. die Achse der unteren Lageranordnung 47 und die seismischen Meßwertgeberwandler sind in Phase, wo bei sie sich gemeinsam vor- und zurückbewegen. Wird die Drehzahl über diesen Punkt hinaus erhöht und ist ir dem Motor eine dynamische Unwucht vorhanden, se werden der Motor und die Aufhängung beginnen, sich um den Schwerpunkt des Systems zu drehen, d. h. um die vertikale Schwenkachse oder obere Lageranordnung 46, wobei die seismischen Meßwertgeberwandlei die Amplitude dieser Bewegung durch eine Bewegunf messen, die um 180° phasenverschoben ist

Verschiedene andere Messungen und Versuche, die

nicht zur vorliegenden Erfindung gehören, werden ausgeführt solange der Motor mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Zum Beispiel können die zur zeitlichen Steuerung bei hoher Drehazhl dienende Markierung mit und ohne Vakuum sowie der Öldruck überprüft 5, werden.

Anschließend werden das Prüfgerüst 45 durch Betätigung der konischen Sperrzapfen 49 wieder mit der Rahmenkonstruktion verriegelt und die Drehzahl der Kurbelwelle durch den Motor 136 auf Null gebracht. Die Meßwertgeber 105, 106 werden zurückgefahren, die Palette 25 wird angehoben und andere Organe, wie

der Fühler für den oberen Totpunkt, die Öldruckmeßvorrichtung und der Zündverteilerstellmechanismus, werden abgetrennt. Das Kupplungselement 142 wird ebenfalls durch Betätigen des Schubkolbenmotors 153 zurückgezogen. Die Hubhaken 117, 118 werden durch die Motoren 128,129 abgesenkt und die Spannteile 72 73, 103 und 104 werden durch Motoren 76, 77, 78 und 79 zurückgefahren. Die Sicherheitstüren 55, 56 werder geöffnet und der Motor und seine Palette werden übei die Ablegevorrichtung 29 auf die Hauptfördereinrich tung 24 zurückgebracht.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Prüfstand, für die Messung der Unwucht von Kraftfahrzeugmotoren, mit einem an einer Rahmenkonstruktion beweglich aufgehängten Prüfge- rüst in dem der zu prüfende Motor lagerichtig aufnehmbar ist sowie mit Meßfühlern, durch die die Bewegung des aufgenommenen Motors bei umlaufender Kurbelwelle meßbar ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerüst (45) umge- kehrt U-förmig ausgebildet und oben an der Rahmenkonstruktion (33) um mehrere Achsen frei drehbar aufgehängt ist und daß es Spannvorrichtungen (72, 73, 103, 104) aufweist durch die der Motor (26) starr festspannbar ist

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Prüfgerüst (45) mit der Rahmenkonstruktion (33) verriegelbar ist

3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß auf dem Prüfgerüst (45) ein mit der Kurbelwelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugmotors kuppelbarer Antriebsmotor (136) angeordnet ist

4. Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Kurbelwelle mit dem Antriebs- motor (136) durch eine den zu prüfenden Kraftfahrzeugmotor (26) von dem Antriebsmotor (136) dynamisch entkoppelnde Kupplung (142) verbindbar

5. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Rahmenkonstruktion (33) mit einer Ableitevorrichtung (29) versehen ist durch die ein auf einer Palette

(25) durch eine Förderanlage (24) bewegter, zu prüfender Kraftfahrzeugmotor (26) in das Prüfgerüst (45) einführbar ist und daß unter dem Prüfgerüst (45) eine Hubvorrichtung (31) angeordnet ist durch welche nach dem Einspannen des Kraftfahrzeugmotors (26) in das Prüfgerüst (45) die Palette (25) absenkbar ist

6. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Spannvorrichtung (72, 73,103,104) zwei Paare horizontal verschieblicher Spannteile (72,73) aufweisen, die auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugmotors (26) in dem Prüfgerüst (45) angeordnet und mit Bezugsflächen an dem Kraftfahrzeugmotor in Eingriff bringbar sind; daß das Prüfgerüst (45) mit Servomotoren (76,77,78,79) zum Betätigen der Spannteile (72, 73) sowie mit einem an seinem vorderen Ende angeordneten Anschlag (69) versehen ist und daß eines der Spannteile (73) eine Einrichtung (102) aufweist durch die der Kraftfahrzeugmotor (2b) bei der Zustellbewegung des Spannteiles (73) gegen den Anschlag (69) angedrückt wird.

7. Prüfstand nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in dem Prüfgerüst (45) vertikale Wellen (83, 87,92, 96) drehbar gelagert sind, durch welche die Motoren (76,77,78,79) über einen Zahnstangen-Ritzel-Trieb mit den Spannteilen (72, 73) verbunden sind.

8. Prüfstand nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der ersten Spannteile (72, 73) ein gleichzeitig mit diesen betätigbares drittes Paar Spannteile (103, 104) angeordnet ist.

9. Prüfstand nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß mit horizontal verschieblichen Fühlern versehene Meßwertgeber (105,106) gegenüber dem dritten Paar SpannteUe (103, 104) in dem Prüfgeriist (45) angeordnet smd\ and daß die Fühler der Meßwertgeber (105,106) und das dritte Paar Spannteile (103, 104) mit der Kurbelwellenachse ausgerichtet sind.

10. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Prüfgerüst (45) in einem ersten Lager (46) um eine vertikale Achse drehbar und in einem zweiten Lager (47) um eine horizontale Achse drehbar aufgehängt ist

11. Prüfstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Achse des horizontalen Lagers (47) rechtwinklig zu der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors (26) verläuft

!^Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Prüfgerüst (45) mit beweglich gelagerten Hubhaken (117, 118) versehen ist die an sich gegenüberliegenden Stellen des Kraftfahrzeugmotors angreifen und die zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Kraftfahrzeugmotor gegen die Spannteile (72, 73, 103, 104) gedrück* ist bewegbar sind.

13. Prüfstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Hubhaken (117, 118) an zwei in dem Prufgerüst (45) drehbar gelagerten, untereinander parallelen Wellen (124, 125) befestigt sind, und daß diese Wellen (117,118) durch in dem Prüfgerüst (45) angeordnete Servomotoren (128, 129) verschwenkbar sind.

14. Prüfstand nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet daß den Hubhaken (117, 118) eine Verriegelung (161, 162, 163) zugeordnet ist durch die sie bei einem Druocabfall in den Servomotoren (128, 129) in ihrer ausgefahrenen Stellung gehalten werden.

15. Prüfstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebe der Hubhaken (117,118) hin- und hergehende Zahnstangen (131,132) enthalten und daß die Verriegelung (161, 162, 163) ein durch eine Feder (162) vorgespanntes Verriegelungselement (161) aufweist durch das die Bewegung der Zahnstangen (131,132) bei sich abwärts bewegenden Hubhaken (117, 118) blockierbar ist und das durch den Kolben eines pneumatischen Zylinders (164) in seiner zurückgezogenen Stellung haltbar ist

16. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Prüfgerüst (45) aus einem leichten Werkstoff hergestellte hintere und vordere vertikale Seitenwände (62 bzw. 63) sowie zwischen diesen Seitenwänden angeordnete obere und untere horizontale Verbindungswände (64 bzw. 65) aufweist

17. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenkonstruktion (133) vier vertikale Stützen (34, 35, 36, 37) sowie deren obere Enden verbindende horizontale Träger (39, 41, 42, 43) aufweist und daß das Prüfgerüst (45) an diesen Trägern aufgehängt ist.

18. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß eines der Spannteile der Spannvorrichtung (72, 73, 103, 104) mit einem Meßfühler für die Feststellung der Lage des oberen Totpunktes des Kraftfahrzeugmotors (26) versehen ist.