DE2936403C3 - Prüfmaschine für drehelastische Kupplungen - Google Patents

Description

a) daß die im wesentlichen gleichförmig rotierende Einrichtung ein Schwungrad (23; 73) ist;

b) daß die Aufnehmer Befestigungsmittel (24a, 246/27; 74a/77a) für mehrere, vorzugsweise für zwei Prüflinge (10 und 10') aufweisen, so daß in den Prüflingen eine Torsionsvorspannung durch gegenseitiges Verspannen einstellbar ist.

2. Prüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Aufnehmer (22; 72) mit den Primärteilen (12) sämtlicher Prüflinge (10, 10') und der andere Aufnehmer (24; 74) mit den Sekundärteilen (U) sämtlicher Prüflinge verbindbar ist ( F i g. 1 und 3).

3. Prüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Prüfen von zwei Prüflingen der Primärteil des einen Prüflings und der Sekundärteil des anderen Prüflings an dem einen Aufnehmer sowie der Sekundärteil des einen Prüflings und der Primärteil des anderen Prüflings am anderen Aufnehmer befestigbar sind.

4. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnehmer (22; 24c; 72) den anderen Aufnahmer (24: 22b; 74) in wenigstens angenähert konzentrischer Anordnung durchdringt, und daß die Lager für die beiden Aufnehmer auf ein und demselben feststehenden Bauteil (21; 71) ruhen.

5. Prüfmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) das feststehende Bauteil ist ein rohrförmiger Lagerhals (21);

b) ein Aufnehmer ist eine auf dem Lagerhals (21) gelagerte Trommel (24; 24/;74);

c) der andere Aufnehmer ist eine den Lagerhals und die Trommel durchringende Welle (22; 22a; 72).

6. Prüfmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (24; 74) im Bereich ihres freien Endes einen größeren lichten Durchmesser aufweist als im übrigen Bereich, wobei ein Prüfling (10) am Übergang (24a; 74a) zu dem größeren lichten Durchmesser befestigbar ist und ein anderer Prüfling (10') mittels eines Hilfsflansches (27; 77) am freien Ende der Trommel ( F i g. 1 und 3).

7. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (68) eines Aufnehmers (74) exzentrisch gegenüber der Lagerung des anderen Aufnehmers (72) angeordnet ist( Fig. 3).

8. Prüfmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (68) für die Trommel (74) auf einer auf dem Lagerhals (71) ruhenden exzentrischen Büchse (69) angeordnet ist (Fig. 3).

9. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil eines Prüflings gegenüber dem Sekundärteil in radialer Richtung versetzt am Aufnehmer befestigbar ist.

10. Prüfmaschine nach Anspruch 9, an dessen Trommel ein Hilfsflansch zur Aufnahme eines der Prüflinge vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflansch an der Trommel exzentrisch befestigbar ist

11. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis ? 0, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Lager der beiden Aufnehmer, daß die Drehachse eines der beiden Aufnehmer um einen gewünschten Taumelwinkel gegenüber der Drehachse des anderen Aufnehmers geneigt ist.

12. Prüfmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung für die Trommel auf einer auf dem Lagerhals ruhenden Büchse angeordnet ist, deren die Trommellager aufnehmende Mantelfläche gegenüber der Lagerhals-Achse geneigt ist.

13. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommel (74) eine geneigte Anschlußfläche (74a^ für wenigstens einen der Prüflinge vorgesehen ist (F i g. 3).

i") Die Erfindung geht aus von einer Prüfmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Prüfmaschine dient zur Langzeiterprobung von Prüflingen, insbesondere von drehelastischen Kupplungen, unter möglichst wirklichkeitsnahen Bedingungen. Das

to heißt der Prüfling wird im rotierenden Zustand mit einem ungleichförmigen Drehmoment belastet. Hierzu wird als Drehantrieb eine beliebige Antriebsmaschine vorgesehen mit einem daran angeschlossenen Ungleichförmigkeits-Erzeuger (oder Drehschwingungserzeuger), der den Primärteil des Prüflings antreibt; dessen Sekundärteil treibt eine im wesentlichen gleichförmig rotierende Einrichtung an. Als Ungleichförmigkeits-Erzeuger wird vorzugsweise eine Kardan-Gelenkwelle verwendet, bei der die Gelenke in »verbotener« Weise

so zusammengesetzt sind, so daß die Gabeln des mittleren Wellenstückes gegeneinander um 90° versetzt sind. Dadurch addieren sich die Kardanfehler der beiden Gelenke, anstatt sich in der sonst üblichen Weise gegenseitig zu kompensieren. Durch seitliches Verschieben der Antriebsmaschine können die Beugewinkel der Kardan-Gelenkwelle und hiermit der Ungleichförmigkeitsgrad verändert werden, und zwar wird hierbei die Amplitude der Drehschwingungen verändert.

Es ist schon eine Prüfmaschine dieser Art vorgeschlagen worden. Dort ist nur ein einziger Prüfling einsetzbar. Als im wesentlich gleichförmig rotierende Einrichtung ist dort ein Elektrogenerator verwendet, der über den Prüfling angetrieben wird. Mit Hilfe dieses Generators ist es möglich, den Prüfling unter beliebiger

fc5 Torsionsvorspannung zu prüfen. Mit anderen Worten: Es wird dafür gesorgt, daß das den Prüfling belastende ungleichförmige Drehmoment um einen von Null abweichenden Wert schwankt. Ein Nachteil dieser

Prüfmaschinen-Bauart liegt vor allem in dem beträchtlichen Aufwand und in dem Platzbedarf für den Elektrogenerator. Außerdem ist ungünstig, daß der Prüfling räumlich zwischen dem Drehantrieb und dem Elektrogenerator angeordnet ist; dies erschwert das ', aufeinanderfolgende Einbauen und Wieder-Ausbauen mehrerer Prüflinge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Prüfmaschine derart auszubilden, daß das Aufbringen einer Torsions-Vorspannung mit möglichst geringem Aufwand, jedenfalls unter Vermeidung eines Elektrogenerators erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst ι ϊ

Es war zunächst versucht worden, in anderer Weise die Verwendung eines Elektrogenerators zu vermeiden. Hierzu wurden an eine gleichförmig rotierende Antriebsmaschine zwei Kraftübertragungs-Zweige angeschlossen, wobei in nur einem derselben ein :o Ungleichförmigkeits-Erzeuger, nämlich eine in »verbotener« Weise zusammengesetzte Kardangelenkwelle angeordnet wurde. Den Prüfling koppelte man mit seinem Primärteil an den ungleichförmig rotierenden Kraftübertragungszweig und mit seinem Sekundärteil 2> an den gleichförmig rotierenden Kraftübertragungszweig, der somit den Elektrogenerator ersetzte. Dies konnte dort bei Bedarf ohne Schwierigkeiten unter Einstellung einer Torsionsvorspannung erfolgen, weil ja die beiden Kraftübertragungszweige mechanisch anein- i<> ander gekoppelt waren. Jedoch war bei dieser Anordnung ein hoher Aufwand an Kraftübertragungselementen erforderlich; insbesondere mußten zwei Zahnradgetriebe vorgesehen werden.

Gemäß der Erfindung gelingt es in besonders v> einfacher Weise, die Torsionsvorspannung einzustellen, nämlich durch gegenseitiges Verspannen mehrerer, vorzugsweise zweier Prüflinge. Dadurch ist die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die Anordnung nur eines einzigen Kraftübertragungszweiges zwischen der An- 4<> triebsmaschine und den Prüflingen beibehalten werden kann, wie dies bei der eingangs erwähnten Prüfmaschine der Fall ist. Dennoch kann auf die Verwendung eines Elektrogenerators verzichtet wenden; vielmehr ist nunmehr als gleichförmig rotierende Einrichtung nur ίϊ ein einfaches Schwungrad erforderlich. Nebenbei ist auch noch der Vorteil erzielt worden, daß das Prüfen einer Serie von Prüflingen rascher durchführbar ist, weil stets gleichzeitig mehrere, zumindest zwei, Prüflinge in die Prüfmaschine eingesetzt werden. so

Bei der Ausführung gemäß Anspruch 2 wird von beispielsweise zwei Prüflingen der eine in der einen Umfangsrichtung und der andere in der anderen Umfangsrichtung vorgespannt, sofern beide Prüflinge in gleicher Weise ausgerichtet in die Prüfmaschine eingesetzt werden. Es kann aber auch vorkommen, daß beispielsweise zwei Prüflinge in der gleichen Umfangsrichtung (bezogen auf die Prüflinge) vorgespannt werden sollen, insbesondere wenn die Prüflinge in den beiden Kraftflußrichtungen unterschiedliche Kennlinien feo aufweisen. In diesem Falle müssen die beiden Prüflinge zueinander spiegelbildlich in die Prüfmaschine eingebaut werden. Sollte dies nicht möglich sein, dann müßte in dem vorgenannten Fall eine Anordnung nach Anspruch 3 gewählt werden. fe5

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfmaschine ist im Anspruch 4 angegeben. Aufgrund des dort angegebenen Konstruktionsprinzips können nämlich die beiden Aufnehmer an einem stirnseitigen Ende der Prüfmaschine angeordnet werden. Dadurch wird das Ein- und Ausbauen der Prüflinge außerordentlich erleichtert, weil es nämlich — im Gegensatz zu der eingangs erwähnten Prüfmaschine — nicht erforderlich ist, einen Teil der Prüfmaschine zu verschieben. Das vorgenannte Konstruktionsprinzip kann entsprechend den Angaben der Ansprüche 5 und 6 weiter ausgestaltet werden.

Häufig ist es erforderlich, insbesondere bei drehelastischen Kupplungen, die Prüfung derselben unter erschwerten Bedingungen durchzuführen; d. h. die in der Praxis vorkommenden besonderen Bedingungen müssen in der Prüfmaschine simulierbar sein. So wird durch das Merkmal des Anspruches 7 erreicht, daß die Primärteile und die Sekundärteile der Prüflinge zueinander achsversetzt angeordnet sind. In diesem Falle sind die beiden zueinander versetzten Drehachsen in der Prüfmaschine fixiert, so daß beim Rotieren der Prüflinge die Primärteile relativ zu den Sekundärteilen eine Radiaibewegung ausführen.

Eine andere Art der Achsversetzung ist im Anspruch 9 angegeben. Hierbei läuft die versetzte Achse beim Rotieren der Prüflinge mit um, so daß die vorerwähnte Radiaibewegung nicht stattfindet.

Durch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 kann eine winkelige Versetzung der Achsen der Primärteile gegenüber den Achsen der Sekundärteile erzielt werden. Dabei ist gemäß Anspruch 11 und 12 die Lage der Achsen in der Prüfmaschine fixiert, so daß beim Rotieren der Prüflinge die Primärteile gegenüber den Sekundärteilen eine Taumelbewegung ausführen. Bei der Ausführung nach Anspruch 13 ist dies nicht der Fall.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin ist

F i g. 1 ein schematischer Längsschnitt durch eine Prüfmaschine,

F i g. 2 ein schematischer Teil-Längsschnitt durch eine Prüfmaschine in gegenüber F i g. 1 geänderter Bauweise,

F i g. 3 eine mehr konstruktive Darstellung der Lagerung der Aufnehmer einer Prüfmaschine.

Gemäß Fig. 1 ist zur Prüfung von zwei drehelastischen Kupplungen 10 und 10' folgendes vorgesehen: An einem Ständer 20 ist ein feststehendes Tragrohr 21 (auch »Lagerhals« genannt) angeordnet. In dessen Innerem ist eine Welle 22 drehbar gelagert. Außen ist auf dem Tragrohr 21 ein Schwungrad 23 drehbar gelagert, an dem eine Trommel 24 befestigt ist. Die Welle 22 ist der eine Aufnehmer und die Trommel 24 der andere Aufnehmer für die Prüflinge 10 und 10'.

Zum Antrieb der Welle 22 ist ein Elektromotor 26 vorgesehen; dieser ist über eine elastische Kupplung 27 mit einer Welle 28 verbunden, die in einem Lagerbock 29 gelagert ist. Die Welle 28 trägt ein Schwungrad 30. Dieses ist mittels einer Kardan-Gelenkwelle 25 mit der Welle 22 verbunden. Der Elektromotor 26 und der Lagerblock 29 sind auf einer Tragplatte 31 befestigt. Diese kann, beispielsweise wie dargestellt, auf einer Fundamentplatte 33 entlang einer Führungsschiene 32 verschoben werden oder entlang einer anderen, eine Parallelverschiebung bewirkenden Einrichtung. Das Verschieben erfolgt in F i g. 1 also im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene. Hierdurch können in der Kardan-Gelenkwelle 25 die Beugewinkel der Kardangelenke verändert werden; dementsprechend ändert sich an der Welle 22 die Amplitude der Drehschwingungen. Der Ständer 20 ist starr auf der Fumdamentplatte

33 befestigt.

Die Trommel 24 weist in ihrem mittleren Bereich eine stufenförmige Vergrößerung 24a ihres lichten Durchmessers auf. Dort ist eine Anschlußfläche für den Prüfling 10 vorgesehen. Am äußeren Ende weist die Trommel 24 einen Anschlußflansch 246 auf, an dem mittels eines Hilfsflansches 27 der andere Prüfling 10' befestigbar ist. In dem Hilfsflansch 27 sind für Befestigungsschrauben Langlächer vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Dadurch kann — nach dem Befestigen des Prüflings 10 an der Anschlußfläche 24a — der Prüfling 10' unter Vorspannung mit der Trommel 24 verbunden werden. Hierbei wird auch der Prüfling 10 vorgespannt, jedoch in der umgekehrten Richtung.

Die Pniflinge 10 und 10' sind in dem dargestellten Beispiel drehelastische Kupplungen. Jede dieser Kupplungen weist in bekannter Weise einen sogenannten Mittelscheibenkörper 12 und einen aus zwei Scheiben zusammengesetzten und den Mittelscheibenkörper umhüllenden sogenannten »Hüllscheibenkörper« 11 auf. Als elastische Kupplungselemente sind vorzugsweise Schraubendruckfedern 13 vorgesehen. Diese sind in Fenster eingesetzt, die im Mittelscheibenkörper 12 vorgesehen sind; sie greifen gleichzeitig in entsprechende Vertiefungen des Hüllscheibenkörpers 11 ein. Der Mittelscheibenkörper 12 ruht mittels einer Nabe 12a drehfest, aber axial verschiebbar auf der Welle 22. Der Hüllscheibenkörper 11 weist einen Befestigungsflansch 11a auf, zwecks Verbindung mit der Trommel 24, wie oben schon erläutert.

Derartige drehelastische Kupplungen werden z. B. in Fahrzeugantrieben zwischen Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe angeordnet. Dabei ist die Kraftflußrichtung durch die Kupplung beliebig: sie verläuft entweder vom Mittelscheibenkörper zum Hüllscheibenkörper oder umgekehrt. Entweder ist also der Mittelscheibenkörper der Primärteil der Kupplung und der Hüllscheibenkörper der Sekundärteil der Kupplung oder umgekehrt.

Derartige drehelastische Kupplungen wird man vorzugsweise derart in die Prüfmaschine einsetzen, daß ihre Primärteile am ungleichförmig rotierenden Aufnehmer, also an der Welle 22 befestigt sind und ihre Sekundärteile an dem im wesentlichen gleichförmig rotierenden Aufnehmer, also an der mit dem Schwungrad 23 umlaufenden Trommel 24. Dementsprechend ist in Fig. 1 angenommen, die Mittelscheibenkörper 12 der beiden Prüflinge 10 und 10' seien die Primärteile und die Hüllscheibenkörper 11 seien die Sekundärteile. Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist dagegen der umgekehrte Full 2""2"CiTiTIiSi¹.. Dort sind die HiiHschcibenkor^er 11 die Primärteile und deshalb abweichend von Fig. 1 über einen topfartigen Aufnehmer 22£> mit der Welle 22a verbunden; die letztere entspricht der Welle 22 der Fig. 1. Ferner sind in Fig. 2 die Mittelscheibenkörper , 12 der beiden Prüflinge auf einer von der Welle 22a getrennten Welle 24c angeordnet. Diese ruht in einer Nabe 24d, die über mehrere Speichen 24e an einer Trommel 24^bCfCStIgI ist. Ansonsten stimmt die in der F i g. 2 dargestellte Bauweise der Prüfmaschine mit

κι derjenigen nach Fi g. 1 überein.

Auf der Prüfmaschine können auch beliebige andere elastische Kupplungen geprüft werden, vorzugsweise solche, die zugleich als Drehschwingungsdämpfer dienen. Hierzu kann den elastischen Kupplungselemen-

r, ten 13 ein mittels Reibung oder mittels Flüssigkeitsverdrängung arbeitender Drehschwingungsdämpfer parallelgeschaltet sein. Außerdem können auch reine Drehschwingungsdämpfer der vorgenannten Art geprüft werden.

2i, Die in Fi g. 3 dargestellten Teile einer im Prinzip mit der Fig. 1 übereinstimmenden Prüfmaschine weisen gegenüber den entsprechenden Teilen der F i g. 1 um 50 höhere Bezugszeichen auf. Man erkennt wieder den Ständer 70 mit dem in diesem eingespannten Tragrohr

:5 71 und die darin gelagerte Welle 72. Sie weist an ihrem einen Ende einen Anschlußflansch 72a auf für die nicht sichtbare Gelenkwelle und am anderen Ende eine Außenverzahnung (Vielkeilprofil 72b) zur Aufnahme der ebenfalls weggelassenen Prüflinge. Außen ist auf das

in Tragrohr 71 eine Hülse 69 aufgesetzt. Diese trägt die Lager 68 für das Schwungrad 73, an dem wieder die Trommel 74 befestigt ist. Die Hülse 69 kann, wie in F i g. 3 angedeutet ist, exzentrisch sein, so daß die Drehachse des Schwungrades 73 und der Trommel 74

si gegenüber der Drehachse der Welle 72 um einen kleinen Betrag a versetzt ist. Abweichend von der Darstellung in F i g. 2 kann auch vorgesehen werden, die Achse der Außenmantelfläche der Hülse 69 gegenüber der Achse der Innementelfläche um einen kleinen Betrag geneigt anzuordnen.

Im mittleren Bereich der Trommel 74 ist wieder eine Anschiußfläche 74a für einen der Prüflinge vorgesehen. Diese Anschlußfläche 74a kann, wie man in Fig.3 erkennt, um einen kleinen Betrag gegenüber der Achsnormalrichtung geneigt sein. Am äußeren Ende der Trommel 74 ist zur Aufnahme eines zweiten Prüflings der Hilfsflansch 77 angeordnet, der ebenfalls eine Anschlußfläche 77a aufweist An beiden Anschlußflächen 74a und 77a können zusätzlich Zentrierflächen 60 vorgesehen werden. Diese können bei Bedarf gegenüber der Drehachse der Welle 72 um einen kleinen Betrag versetzt angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Prüfmaschine für drehelastische Kupplungen, Drehschwingungsdämpfer oder ähnliche ein Primär- und ein Sekundärteil aufweisende Prüflinge (10,10') mit zwei drehbar gelagerten Aufnehmern, an denen die Prüflinge befestigbar sind und von denen der eine Aufnehmer (22; 22b;72) mit einem Drehantrieb (26,28,25) gekoppelt ist, dessen Winkelgeschwindigkeit periodisch schwankt, wobei der Ungleichförmigkeitsgrad veränderbar ist, und der andere Aufnehmer (24; 24c; 74) mit einer im wesentlichen gleichförmig rotierenden Einrichtung (23; 73) gekoppelt ist.dadurchgekennzeichnet,