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Leistungsprüfstand zur Prüfung von
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Verbrennungsmotoren Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsprüfstand
zur Prüfung von Verbrennungsmotoren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Art.
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Derartige Leistungsprüfstände werden benötigt, sowohl um neu gefertigte
als auch um überholte und aufgearbeitete Verbrennungsmotoren darauf zu prüfen, ob
sie unter Last zuverlässig und einwandfrei arbeiten.
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Üblicherweise sind solche Motor-Leistungsprüfstände, die jeweils eine
Leistungsbremse enthalten, als fest installierte, zum Beispiel auf einem Fundament
o.ä. montierte Vorrichtungen ausgebildet. Die zu prüfenden Verbrennungsmotoren müssen
daher zur Prüfung entsprechend räumlich ausgerichtet werden, ehe sie wellenseitig
mit der Welle der Leistungsbremse und gehäuseseitig mit einem auf demselben oder
einem davon getrennten Fundament ruhenden Trag- und Montagegestell verbunden werden.
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Der Platzbedarf für diese Leistungsprüfstände ist vergleichsweise
groß und es treten störende Körperschallübertragungen zum Fundament bzw. zum Hallenboden
o.ä. auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsprüfstand
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß der
erforderliche Platzbedarf unter Aufrechterhaltung seiner vollen Leistungsfähigkeit
oder unter Verbesserung derselben verringert, die störende Übertragung von Körperschallschwingungen
zumindest weitgehend unterbunden wird und die Möglichkeiten zu seinem Einsatz verbessert
werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Durch die frei pendelnde Aufhängung sowohl der Leistungsbremse als
auch des zu prüfenden Motors und durch deren direkte wellen- und gehäuseseitige
Kopplung wird ein in sich autarkes Prüfsystem gebildet, von dem keine oder nur sehr
geringe Körperschallschwingungen nach außen übertragen werden, und das unter bestimmten
Umständen sogar für einen mobilen Einsatz geeignet ist.
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Vorteilhafte und erfindungswesentliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung im einzelnen erläutert.
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In der zum Teil schematischen Zeichnung zeigen Fig. 1 die Seitenansicht
eines Leistungsprüfstandes gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt eines
wesentlichen Details des erfindungsgemäßen Prüfstandes, Fig. 3 einen Querschnitt
entlang der Schnittführung III der in Fig. 2 gezeigten Anordnung und Fig. 4 eine
Detailansicht einer Spannvorrichtung in Richtung des in Fig. 3 dargestellten Pfeiles
IV.
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In der Zeichnung sind lediglich die Elemente dargestellt und beziffert,
welche zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.
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Der erfindungsgemäße Leistungsprüfstand besteht neben dem üblichen,
nicht weiter dargestellten Versorgungs-, Meß- und Steuereinrichtungen
im
wesentlichen aus einer als Flanschbremse ausgebildeten Leistungsbremse 1 und Spannvorrichtungen
7, mit deren Hilfe der zu prüfende Verbrennungsmotor 2 mit der Leistungsbremse 1
gekoppelt werden kann.
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Die Leistungsbremse 1 mit den Spannvorrichtungen 7 ist über ein Hängegestänge
13 beweglich, das heißt frei pendelnd an der nicht weiter bezifferten Hallendecke
oder einem entsprechenden Traggestell aufgehängt. Auch der zu prüfende Verbrennungsmotor
2 ist freipendelnd aufgehängt. Er hängt am Zughaken 10 eines in seiner Länge veränderbaren
Flaschenzuges 9, zum Beispiel eines Elektro-Kettenzuges. Dieser an einer Laufkatze
11 angreifende Kettenzug 9 übt zwei Funktionen aus. Zum einen dient er dazu, den
zu prüfenden Motor zum Beispiel von einem in der Nähe des Prüfstandes vorbeiführenden
Kettenförderer 12 zum Leistungsprüfstand zu befördern und zum anderen hängt während
der eigentlichen Leistungsprüfung der zu prüfende Verbrennungsmotor 2 an ihm. In
Fig. 1 wird gerade ein Verbrennungsmotor 2 - voll ausgezogen dargestellt - auf Leistung
geprüft, während ein zweiter Verbrennungsmotor 2' - gestrichelt dargestellt - im
Kettenförderer 12 herangeschafft wird.
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Als Leistungsbremse 1 kann im Prinzip jede Flanschbremse eingesetzt
werden, zum Beispiel Wasser-Wirbelbremsen, Wirbelstrombremsen oder auch mechanisch
wirkende Bremsen.
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Durch die kompakte Bauweise der Gesamtanordnung von Leistungsbremse
1 und Verbrennungsmotor 2 sowie durch deren hängende Anordnung ist der benötigte
Bauraum für den Leistungsprüfstand sehr gering. Durch die unmittelbare Kupplung
der Motorwelle mit der Bremsenwelle einerseits und des Motorgehäuses mit dem Bremsengehäuse
andererseits ergibt sich ein in sich selbst abstützendes, das heißt autarkes System,
so daß zur Abstützung des Motormomentes keine zusätzlichen Abstützmaßnahmen auf
ein Fundament oder zum Hallenboden erforderlich sind. Um die über das Hängegestänge
13 weitergeleiteten, an sich bereits sehr geringen Schwingungen weiter zu verringern,
ist das Gehänge 13 sowohl am nicht weiter bezifferten Querjoch als auch an der Leistungsbremse
1 über jeweils ein Vibrationen absorbierendes Gummimetallager 14 angelenkt.
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Das Einbringen des zu prüfenden Verbrennungsmotor. 2 in den Leistungsprüfstand
und seine Kupplung mit der Leistungsbremse 1 ist völlig unproblematisch und sehr
einfach durchzuführen. Mit Hilfe des Elektro-Kettenznges 9 wird er zur pendelnden
Leistungsbremse 1 befördert und mit dieser wellen- und gehäuseseitig verbunden,
was wegen der im wesentlichen frei pendelnden Aufhängung sowohl der Leistungsbremse
als auch des- Motors sehr einfach vonstatten geht, weil bei diesem Koppelvorgang
nach Bedarf entweder die Lage der Leistungsbremse oder die des Motors geändert werden
kann. Gegebenenfalls kann die BewegungsSreiheit der Leistungsbremse nach hinten,das
heißt zur vom Motor 2 abgewandten Seite hin, durch elastische Anschlagpuffer-o.ä.
begrenzt werden. Sowie Motor 2 und Leistungsbremse 1 bezüglich ihrer Wellen und
Gehäuse in die richtige Lage gebracht sind, werden beidermit Hilfe der Spannvorrichtungen
7 mechanisch miteinander gekuppelt und die üblichen Versorgungs-und Entsorgungsanschlüsse
etc. hergestellt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der zu prüfende VerbrennungS-motor
2 nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung eines Zwischenteiles 3 an der Leistungsbremse
1 angeflanscht. Dieses Zwischen teil ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet,
wobei an seiner einen Stirnseite die Leistungsbremse 1 mit ihrer Planschseite befestigt
ist, während an seiner der Beistungsbremse 1 gegenüberliegenden anderen Stirnseite
die Spanovotrichtungen 7 zum Anspannen des Verbrennungsmotors angeordnet sind. Diese
Verhältnisse sind insbesondere in den Figuren 2 bis 4 zu erkennen. Innerhalb des
zylindrischen Zwischenteils 3 ist eine Zwischenwelle 5 gelagert, über welche die
in Fig. 2 nur angedeutete Arbeitswelle 4, das heißt die gurbelwelle des Verbrennungsmotors
mit dem nicht weiter dargestellten Rotor bzw. der Welle der Leistungsbremse 1 verbunden
wird. In Fig.- -2 ist ein Teil des am Zwischenteil 3 angeflanschten Verbrennungsmotors
gestrichelt angedeutet und mit 2 beziffert.
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Um gegebenenfalls auftretende Fluchtungsfehler zwischen der Motorwelle
einerseits und der Bremsenwelle andererseits auszugleichen, ist die Zwischenwelle
5 im Zwischenteil 3 pendelnd gelagert; zu diesem Zweck ist zwischen ihr und der
nicht weiter dargestellten Motorwelle eine Gummimetallkupplung 6 nach Art üblicher
Gummischeiben
oder Hardy-Scheiben zwischengeschaltet.
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Die Spannvorrichtungen 7 sind an einer am Zwischenteil 3 befestigten
Motor-Aufnahmeplatte 8 angeordnet. Diese Motor-Aufnahmeplatte 8 ist am Zwischenteil
nicht starr, sondern verdrehbar befestigt und zwar derart, daß sie definiert um
die Zwischenwelle 5 verdreht werden kann. Zu diesem Zweck weist die Motor-Aufnahmeplatte
8 mehrere auf einem Kreisbogen angeordnete bogenförmige Längslöcher 26 auf, durch
welche am Stirnflansch 27 des Zwischenteils 3 angeordnete Phrungs- und Befestigungsbolzen
28 hindurchgreifen. Durch die Verwendung dieser schwenkbaren Motor-Aufnahmeplatte
ist es in einfacher Weise möglich, Verbrennungsmotoren zu prüfen, die mit unterschiedlichen
Einbaulagen in die Fahrzeuge eingebaut werden und natürlich auch während der Leistungsprüfung
in ihrer späteren Einbaulage angeordnet sein müssen. Entsprechend diesen festen
Einbaulagen kann die Motor-Aufnahmeplatte 8 in vorbestimmten festen Schwenklagen
arretiert werden. Im Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck am Stirnflansch 27
des Zwischenteiles ein federvorgespannter Feststellbolzen 17 befestigt, welcher
Je nach Einbaulage des zu prüfenden Verbrennungsmotors in eines von mehreren in
der Motor-Aufnahmeplatte 8 angeordneten Fixierlöchern 25 eingreift.
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Die zu prüfenden Verbrennungsmotoren 2 werden in den Transportgehängen
29, mit denen sie u.a. zum Leistungsprüfstand befördert werden, so eingehängt, daß
ihre Lage zumindest annähernd ihrer tatsächlichen Einbaulage im Fahrzeug entspricht.
Unter Umständen ist es erforderlich, entsprechend den unterschiedlichen Einbaulagen
etwas unterschiedlich ausgebildete Transportgehänge einzusetzen.
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Wenn die Abmessungen etc. der zu prüfenden Verbrennungsmotoren sehr
stark voneinander abweichen, kann es auch erforderlich bzw. zweckmäßig sein, unterschiedlich
bemessene und ausgebildete Motor-Aufnahmeplatten einzusetzen. Dem Bedarf entsprechend
werden die Aufnahmeplatten dann jeweils ausgewechselt.
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Wenn dagegen grundsätzlich nur ein und derselbe Motortyp geprüft werden
muß, kann auf den Einsatz einer verdrehbaren Motor-Aufnahmeplatte
verzichtet
werden und die Spannvorrichtungen 7 statt dessen unmittelbar am Stirnflansch 27
des Zwischenteils 3 befestigt werden.
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Unter Umständen unterscheiden sich die verschiedenen Motortypen nicht
nur bezüglich ihrer Einbaulage, sondern auch bezüglich ihrer Wellenlänge oder ihres
Wellendurchmessers. Mit Vorteil wird die Zwischenwelle 5 des Zwischenteiles 3 daher
leicht austauschbar ausgebildet.
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Um die Prüfung unterschiedlicher Verbrennungsmotoren weiter zu vereinfachen,
ist am Zwischenteil 3 eine zentrale Anlasservorrichtung 18 befestigt, welche aus
einem mit der Zwischenwelle 5 drehfest verbundenen Anlasser-Zahnkranz 19 und einer
mit ihrem Anlasserritzel 20 in diesen Anlasser-Zahnkranz einrückbaren Anlassermaschine
21 besteht.
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Mit Hilfe dieser zentralen Anlasservorrichtung ist es möglich, die
verschiedenen Motortypen unabhängig von ihrer jeweiligen eigenen Anlassermaschinen
über ihre Arbeitswellen, das heißt über ihre Kurbelwellen anzulassen.
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Die zum Betrieb des zu prüfenden Verbrennungsmotors notwendige Motorelektrik
sowie Öldruck- und Eemperaturkontrollgeräte etc.-können - wie in Fig. 1 angedeutet
- zu einer Steuer- und Kontrolleinheit 30 zusammengefaßt und am Hängegestänge 13
befestigt werden.
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Bei Verwendung eines Zwischenteiles 3 greift das Hängegestänge 13
zweckmäßigerweise nicht an der Leistungsbremse 1 an, sondern an dem zu diesem Zweck
mit einem U-förmigen Tragbügel 15 ausgestatteten Zwischenteil 3, so daß die Leistungsbremse
1 über das Zwischenteil pendelnd hängend gelagert ist.
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Die Spannvorrichtungen 7 können im Prinzip beliebig ausgebildet sein,
sie müssen lediglich Motor 2 und Zwischenteil 3 axial zuverlässig miteinander verspannen.
Mit Vorteil werden Kniehebel eingesetzt, welche mittels hydraulischer oder pneumatischer
oder auch hydropneumatischer Stellglieder betätigt werden. In Fig. 4 ist zum Beispiel
ein über eine nicht weiter bezifferte Konsole an der Motor-Aufnahmeplatte 8 schwenkbar
angelenkter Kniehebel 22 vorgesehen, dessen
freies Ende unter der
Wirkung eines zum Beispiel Pneumatikzylinders 23 die nur angedeutete Flanschplatte
24 des Verbrennungsmotors 2 axial fest gegen die Motor-Aufnahmeplatte 8 bzw.
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ein daran befestigtes axial vorspringendes Teil preßt.
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Mit Vorteil kann eine Drucküberwachungsvorrichtung vorgesehen werden,
mittels welcher der Spanndruck der Spannvorrichtung 7 während der Leistungsprüfung
ständig überprüft wird und der Zündstrom für den Verbrennungsmotor sofort unterbrochen
wird, wenn der Spanndruck der Spannvorrichtung einen vorbestimmten Mindestdruck
unterschreitet. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Verbrennungsmotor
in diesem Falle sofort stehenbleibt und nicht etwa aus der Spannvorrichtung unter
Last-herauswandert.
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Der erfindungsgemäße Leistungsprüfstand zeichnet sich nicht nur durch
seine kompakte, wenig Bauraum benötigende Bauweise und seine universelle Verwendbarkeit
für unterschiedliche Motortypen aus, sondern insbesondere auch dadurch, daß die
benötigten Rüst- und Prüfzeiten vergleichsweise gering sind.