DE3108229C2

DE3108229C2 -

Info

Publication number: DE3108229C2
Application number: DE19813108229
Authority: DE
Inventors: Gerd 2800 Bremen De Koehler
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1990-04-19
Also published as: DE3108229A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Drehmomente für eine Prüfma schine mit einer von einem Antrieb antreibbaren An triebswelle und einer damit gekoppelten Abtriebs welle. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 21 65 945 bekannt.

Zum Testen von Maschinenteilen ist es seit langer Zeit üblich, Prüfmaschinen zu benutzen. Prüfma schinen sollen die normalerweise auftretenden Last verhältnisse soweit wie möglich nachbilden, um ein realistisches Verhalten vom Prüfling unter Last zu erhalten. Während das Erzeugen von gleichmäßigen Lastbedingungen keine besonderen Probleme mit sich bringt, ist das Erzeugen pulsierender Lasten wesent lich komplizierter. Besonders schwierig ist es, pul sierende Drehmomente zu erzeugen, wenn zum Beispiel die Drehzahl in die Größenordnung von 1000 pro min und größer kommt.

Pulsierende Drehmomente derartiger Drehzahlen kommen zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei mehrzylindrigen Verbrennungsmotoren vor. Wenn ein hier eingesetztes Maschinenteil, zum Beispiel ein die Kurbelwelle mit der Nockenwelle verbindender Zahnrie men, auf sein Verhalten im Betrieb zu untersuchen ist, ist es daher notwendig, das normalerweise pulsierende Drehmoment eines Verbrennungsmotors in der Prüfmaschi ne nachzubilden. Dies ist mit der aus der DE-OS 21 65 945 bekannten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, pulsierende Dreh momente, vorzugsweise zur Nachbildung pulsierender Drehmomente an der Nockenwelle eines Verbrennungsmotors, zu erzeugen. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzip der in den Ausführungsbeispielen verwirklichten Erfindung,

Fig. 2 eine konkretisierte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 das Prinzip einer Prüfmaschine mit einer Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Drehmomente.

In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel das Prinzip der Erfindung darge stellt, bei der ein bei 0 mit der Antriebswelle gekoppelter Steg 10 an seinen beiden Enden je ein drehbar angebrachtes Zahnrad 11, 12 trägt. Die beiden gleich bemessenen Zahnräder 11, 12 sind lediglich mit ihren Teilkreisen dargestellt, und sie kämmen an der Innenverzahnung eines Steuerrades 13. Von der Innenverzahnung des Steuerrades 13 ist ebenfalls nur der Teilkreis gezeichnet. Beide Zahnräder sind mit je einer Zusatz masse m ₁, m ₂, gleicher Größe versehen, welche jeweils mit gleichen Radius und mit 180° versetzter Phasenlage an den Zahnrädern 11, 12 angebracht sind. Die Zahnräder 11, 12 und die Zusatzmassen m ₁, m ₂ sind so ausgebildet, daß zum Beispiel durch Einschrauben und Ausschrauben ein leichter Austausch und damit eine Anpassung an andere Betriebs bedingungen möglich ist.

Bei der in Fig. 1a dargestellten Position steht der Steg 10 aufrecht und die Zusatzmassen m ₁ bzw. m ₂ bilden mit den Drehachsen ihrer Zahnräder 11, 12 und dem Steg 10 ei nen rechten Winkel. Aufgrund der bei der Drehung entste henden Fliehkraft erzeugen die Zusatzmassen jeweils eine Kraft F ₁₁ bzw. F ₂₁, welche durch den Angriffspunkt der Zusatzmassen gehen und senkrecht auf der Drehachse der Zahnräder 11, 12 stehen. Gleichzeitig entstehen aufgrund der Tatsache, daß die Zahnräder mit gleichem Abstand an den Enden des Steges drehbar angebracht sind, zwei Kräfte F ₁₂, F ₂₂, welche jeweils durch den Angriffspunkt der Zusatzmassen m ₁, m ₂ und die Drehachse 0 des Steges 10 gehen. Diese Kräfte F ₁₂, F ₂₂ sind ebenfalls gleich groß und heben sich daher in ihrer Wirkung auf den Steg auf. Die Kräfte F ₁₁ bzw. F ₂₁ erzeugen daher, da sie ihre Rich tung beim Abrollen der Zahnräder 11, 12 an der Innenver zahnung des Steuerrades 13 ändern, eine pulsierende Wirkung auf das Drehmoment der ebenfalls mit dem Steg verbundenen Abtriebswelle. Fig. 1b zeigt eine um 45° gegenüber Fig. 1a verdrehte Position, welche die veränderte Richtung der Kräfte zeigt.

Bei dem geschilderten Funktionsablauf des in Fig. 1 darge stellten Prinzips wurde davon ausgegangen, daß das Steuer rad feststehend ausgebildet ist.

Es ist aber auch möglich, das Steuer rad selbst zu verdrehen bzw. umlaufen zu lassen und damit zusätzlichen Einfluß auf den zeitlichen Verlauf des pulsie renden Drehmomentes auszuüben. Beim dargestellten Prinzip sind die Zähne der Zahnräder 11, 12 und die der Innenver zahnung so bemessen, daß sich hiermit die Verhältnisse eines Vierzylindermotores nachbilden lassen. Durch Aus tausch der Zahnräder können selbstverständlich die Ver hältnisse eines Motors mit anderer Zylinderzahl simuliert werden.

Fig. 2 zeigt eine konkretisierte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Prinzips. Eine Welle 30 ist dabei in zwei La gern 33, 34 je eines Lagerbockes 31, 32 gelagert. An beiden Enden besitzt diese Welle 30 je einen Flansch 35, 36 zum Ankoppeln des Antriebes 35 bzw. des Abtriebes 36. Zwischen den beiden Lager böcken 33, 34 sind an der Welle 30 zwei Flansche 37, 38 befestigt, und außerdem ist über die Welle 30 eine Hohlwelle 39 gestreift. An den beiden mit bestimmten Abstand zueinander an der Welle 30 befestigten Flanschen 37, 38 sind, wie angedeutet, Stege 40, 41 befestigt, welche dem Steg 10 nach Fig. 1 entsprechen. Beide Stege 40, 41 besitzen an ihren Enden Lager zur Aufnahme jeweils einer Welle 42, 43. Die Wellen tragen zwischen den Stegen mit einem geeigneten Unwuchthalter 44, 45 die jeweilige Unwucht 46, 47, während auf einem über die Stege 40, 41 hervortretenden Teil jeweils ein Zahnrad 48, 49 sitzt. Diese Zahnräder ent sprechen den Zahnrädern 11, 12 nach Fig. 1. Beide gleich bemes senen Zahnräder kämmen an einem Zahnrad 50, das mit einem Ende der Hohlwelle 39 verbunden ist. Am anderen Ende der Hohlwelle 39 sitzt ebenfalls ein Zahnrad 51, das wahlweise arretiert oder angetrieben werden kann. Hiermit kann der zeitliche Verlauf des erzeugten pulsierenden Drehmomentes zusätzlich gesteuert werden. Fig. 3 zeigt einen Prüfstand, in dem eine Vorrichtung nach Fig. 1 eingesetzt ist. Der zur Prüfung von Zahnriemen für Verbrennungsmotore vorgesehene Prüfstand besteht aus einem Gestell 60, welches in seinem unteren Bereich einen An triebsmotor 61 aufweist. Die Abtriebswelle des Motors 61 ist über eine Schwungscheibe 62 an eine glatte Welle 63 gekoppelt, welche in Lagern gelagert ist, die den La gern der Kurbelwelle eines bestimmten Verbrennungsmotors entsprechen. Auf einem aus dem Gestell 60 hervorstehenden Teil ist auf die Welle 63 ein Zahnriemenrad 64 aufgesteckt. Oberhalb der Welle 63 ist in einem mittels Distanzbrücke 65 höhenverstellbaren Teil des Gestells 60 eine weitere glatte Welle 66 in Lagern gelagert, welche den Lagern ei ner Nockenwelle entsprechen. Ein aus dem Gestell 60 her vorstehendes Teil dieser Welle 66 trägt ebenfalls ein Zahn riemenrad 67, so daß die Zahnriemenräder 64, 67 durch ei nen zu prüfenden Zahnriemen 68 verbunden werden können.

Auf der anderen Seite ist die Welle 66 über eine Kupplung mit Drehmomentenbegrenzung 69 mit der Antriebsseite eines Impulsgebers 70 verbunden, für den vorzugsweise die Aus führungsform nach Fig. 1 eingesetzt werden kann. Die Ab triebsseite dieses Impulsgebers 70 ist über eine Schwung scheibe mit einstellbarem Trägheitsmoment 71, eine elasti sche Flanschverbindung 72 und eine weitere Schwungscheibe 73 mit einer Bremse 74 für konstante Drehmomente verbun den. Die Schwungscheibe 71 gestattet dabei, durch Verstel lung ihres Trägheitsmomentes die Eigenfrequenz des Systems zu verändern.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung pulsieren der Drehmomente für eine Prüfmaschine mit einer von einem Antrieb antreibbaren Antriebswelle und einer damit gekoppel ten Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein mit der Antriebswelle und der Ab triebswelle gekoppeltes als Steg (10) ausgebildetes Schwungrad aufweist, an dessen beiden Enden je ein mit einer Unwucht (m ₁, m ₂; 46, 47) versehenes und an einem Zahnkranz (13; 50) abrollendes Zahnrad (11, 12; 48, 49) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Steuerrad (13; 50) mit Außen- oder Innenverzahnung ausgebildete Zahnkranz feststehend ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Steuerrad (13; 50) mit Außen- oder Innenverzahnung ausgebildete Zahnkranz verdrehbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Zahnrädern (10, 11; 48, 49) der Stege (10; 40, 41) vorgesehene Unwucht durch Zusatzmassen (m ₁, m ₂; 46, 47) zur Erzeugung bestimmter Unwuchten aus wechselbar ausgebildet sind.