DE697586C

DE697586C - Test stand for gear transmission

Info

Publication number: DE697586C
Application number: DE1936Z0023565
Authority: DE
Inventors: Walter Hofmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1936-12-02
Filing date: 1936-12-02
Publication date: 1940-10-17

Description

Prüfstand für Zahnradgetriebe Die bekannten Prüf- und Einlaufvorrichtungen für Zahnradgetriebe mit einer durch Drehverspannung wirkenden Belastungsvorrichtung, die in zwei an zwei Stellen kraftschlüssig miteinander verbundenen Wellenzüge eingebaut ist und während des Laufes bedient werden kann, bestehen dann, daß zur Veränderung der Belastung eine stu£enlose Übersetzung und eine Reibungskupplung (Schlupfkupplung) verwendet wird. Diese Ve'ränderungsvo rrichtungen arbeiten jedoch ungenau, und zwar deshalb, weil durch die -angewendeten Übertragungsorgane (Treibriemen und Reibscheiblen) eine gleichmäßige Übertragung nicht gesichert ist. Dieser Übelstand wird durch - den Prüfstand gemäß - der Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht zunächst darin, daß zur BelastungsändEerunlg ein axial verschiebbares Glied vorgesehen ist, das durch eine auf einen bestimmten gewünschten Wert konstant gehaltene Kraft, z. B. mit Hilfe eines Gewichtes . oder durch konstant gehaltenen, fein einstellbaren Flüssigkeitsdruck betätigt wird. Hierdurch wird eine jederzeit einwandfreie Einstellung des jeweils gewünschten Drehmomentes erreicht und er-. möglicht, mit Sicherheit eine genaue Prüfung der in Behandlung befindlichen Räder oder Getriebe durchzuführen, insbesondere, wlenn es sich darum handelt, Leistungsverluste in Abhängigkeit, von der Belastung festzustellen.Test stand for gear drives The well-known test and run-in devices for gear drives with a loading device acting through torsional restraint, which are installed in two shaft trains that are frictionally connected to one another at two points and can be operated during the run, there is then that to change the load a continuously variable transmission and a friction clutch (slip clutch) is used. However, these changing devices work imprecisely because the transmission organs used (drive belts and friction discs) even transmission is not guaranteed. This evil is caused by - the test stand according to - eliminated the invention. The invention consists first of all in that an axially displaceable member is provided for the load change, which by a force held constant at a certain desired value, e.g. B. with the help of a weight. or by keeping the fluid pressure constant and finely adjustable is operated. This ensures that the desired torque is reached and. possible, with certainty an exact Carry out an inspection of the wheels or gears being treated, in particular, If it is a question of power losses depending on the load ascertain.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Prüfstandes dargestellt. In the figures are exemplary embodiments of the invention Test stand shown.

Abb. I ist eine Skizze zu einer Prüfanlage mit einer Verspannungsvorrichtung, die aus zwei Steuertleilen mit Führungen von verschiedenen Steigungen besteht. Fig. I is a sketch of a test system with a tensioning device, which consists of two control parts with guides of different slopes.

.Abb. z und 3 zeigen eine ähnliche Ausführung, bei der die Verspannung durch Verschiebung eines der Zahnräder erfolgt Abb. 4 zeigt eine Ausführung ähnlich wie Abb. 1, jedoch unter Zuhilfenahme ,einer Vorrichtung mit axial wirkenden, z. B. durch Flüssigkeitsdruck betätigten Steuergliedern. Fig. z and 3 show a similar embodiment in which the bracing by shifting one of the gears, Fig. 4 shows a similar design as Fig. 1, but with the help of a device with axially acting, z. B. actuated by fluid pressure control members.

Abb. 5 zeigt die Anwendung einer mechanischen Rutschkupplung. Fig. 5 shows the application of a mechanical slip clutch.

Die in Abb. 1 gezeigte Anlage dient beispielsweise zur Prüfung von. - zusammenarbeitenden Zahnrädern. The system shown in Fig. 1 is used, for example, to test. - cooperating gears.

Es bestehen zwei Zahnräderpaare 2, 4 und 3, 5, von denen die Räder 2 und 3 auf einer durchgehenden Welle 6 sitzen, die an einen Motor, z. B. Elektromotor 7, angeschlossen ist. There are two pairs of gears 2, 4 and 3, 5, of which the wheels 2 and 3 sit on a continuous shaft 6, which is connected to a motor, for. B. electric motor 7, is connected.

Die Gegenräder 4 und 5 sind auf zwei gTeichachsige Wellen 8 und 9 aufgekeilt, zwischen denen die Verspannungsvorrichtung angeordnet ist. Diese Verspannungsvorrichtung besteht hier erfindungsgemäß aus zwei Steuerns teilen 10 und 1 1 und einem VerstellgliedI4, 15, wobei die Steuerteile derart mit Schräg@ führungen 12, I3 versehen sind, daß durch axiale Bewegung des Verstellgliedes eine Verdrehung der beiden Wellen 8 und 9 gegeneinander erfolgt. Die eine- Welle 8 trägt eine aufgekeilte Rundhülse I0, und mit der Welle 9 ist ein in die Hülse passender Rundkörper II vereinigt. In die entgegengesetzt schräg gerichteten Führungsschlitze 12, 13 dieser beiden Steuerteile ragen von ,außen her gleichzeitig Zapfen 14 hinein, die an einer verschiebbar auf der Hülse 10 geführten Muffe 15 befestigt sind. An die Muffe 15 greift ein zweckmäßig gabelförmiger Hebelarm 16, der um einen ortsfest gelagerten Bolzen 17 schwingen kann.The counter gears 4 and 5 are on two coaxial shafts 8 and 9 wedged, between which the tensioning device is arranged. This tensioning device consists here according to the invention of two control parts 10 and 1 1 and an adjusting member I4, 15, wherein the control parts are provided with inclined @ guides 12, I3 that by axial movement of the adjusting member a rotation of the two shafts 8 and 9 takes place against each other. The one- shaft 8 carries a keyed round sleeve I0, and a round body II which fits into the sleeve is combined with the shaft 9. In the oppositely inclined guide slots 12, 13 of these two control parts protrude from the outside at the same time pegs 14 which are slidable on one the sleeve 10 guided sleeve 15 are attached. To the sleeve 15 engages an appropriate fork-shaped lever arm 16 which swing around a fixedly mounted bolt 17 can.

Ein winklig zum Hebelarm 16 stehender Hebelarm 18 trägt ein einstellbares Gewicht 19. Der Hebelarm 18 hat eine Strichteilung 20 und das Gewicht 19 eine Marke, einen Zeiger oder eine Noniusteilung.A lever arm 18 at an angle to the lever arm 16 carries an adjustable one Weight 19. The lever arm 18 has a line division 20 and the weight 19 a mark, a pointer or a vernier scale.

Die Wirkungsweise ist so, daß das Gewicht 19 die Muffe 15 längs verschiebt, wobei vermöge der Schrägführungen 12 und 13 eine Verdrehung der Rundkörper 10, 1 1 zueinander und damit die beabsichtigte Verspannung der Wellen 8 und 9 erfolgt. Wird nun die Welle 6 durch den Motor 7, der nur so groß zu sein braucht, daß er die in dem Kreislauf auftretenden Verluste deckt, angetrieben, so lassen sich die bei der Zusammenarbeit der Prüflingsräder auftretenden Verluste aus der Antriebsleistung ermitteln. Die Anwendung des Gewichtes 19 bedingt es, daß das erzeugte Drehmoment der im Kreis umlaufenden Leistung während des Betriebes beibehalten bleibt;- jedoch ist es möglich, während des Betriebes j'e nach Wunsch das erzeugte Drehmoment beliebig einzustellen, was hier durch entsprechende Verschiebung des Gewichtes 19 geschieht. The mode of operation is such that the weight 19 moves the sleeve 15 longitudinally, by virtue of the inclined guides 12 and 13 a rotation of the round bodies 10, 1 1 to each other and thus the intended bracing of the shafts 8 and 9 takes place. If the shaft 6 is now driven by the motor 7, which only needs to be so large that it covers the losses occurring in the circuit, driven, so the Losses from the drive power that occur when the test specimen wheels work together determine. The use of the weight 19 requires that the torque generated the circulating power is retained during operation; - however it is possible to set the torque generated as required during operation set what happens here by shifting the weight 19 accordingly.

Der Prüfstand kann erfindungsgemäß auch so ausgeführt sein, daß der eine der zueinander beweglichen Steuerteile Rein Zahnrad ist, das entweder schraubenförmig verlaufende Zähne besitzt und sich auf seiner Welle mittels gerade verlaufender Keile führt oder gerinde Zähne hat und auf der Welle mittels schraubenförmig verlaufender Keile geführt wird. According to the invention, the test stand can also be designed so that the one of the mutually movable control parts is a gearwheel that is either helical has running teeth and is located on its shaft by means of straight running teeth It has wedges or bark teeth and runs on the shaft by means of a helix Wedges is guided.

Hierfür ist mit Abb. 2 und 3 ein Beispiel gegeben. An example of this is given in Figs. 2 and 3.

In einem stillstehenden Gehäuse sind die beiden Wellen 25 und 26 gelagert. Die Welle 25 ist an einen Elektromotor 27 angeschlossen. The two shafts 25 and 26 are in a stationary housing stored. The shaft 25 is connected to an electric motor 27.

Das Prüflingsradpaar ist gebildet aus den Rädern 28 und 29, die jeweils beide in geeigneter Weise auf die erwähnten Wellen aufgesetzt werden. Außerdem sind die übertragenden Räder 30 und 31 vorhanden.The test wheel pair is formed from wheels 28 and 29, respectively both are placed in a suitable manner on the shafts mentioned. Also are the transmitting wheels 30 and 31 are present.

Vorteilhaft hat das letzterwähnte Räderpaar schraubenförmige Verzahnung, und das Rad 30 ist lose verschiebbar, jedoch mit Hilfe von zwei gegenüberliegenden Keilen 32 mitdrehbar auf der Welle 25 angeordnet. Um die Längsverschiebung des Rades 30 zu ermöglichen, ist es von einem gegenüber der Welle 25 undrehbaren Träger 33 umfaßt, und an diesen Träger greift mit Hilfe von seitlichen Zapfen 34 ein gegabelter Hebelarm 35, der um einen Bolzen 36 schwingbar im stillstehenden Gehäuse 46 gelagert ist. Zu dem gegabelten Hebelarm 35 ist gleichbeweglich ein Hebelarm 37 vorgesehen, der ein durch Verschiebung einstellbares Gewicht 38 besitzt. Auf dem Hebelarm 37 ist eine Strichteilung angebracht, und das Gewicht 38 besitzt eine entsprechende Marke oder einen Zeiger oder auch eine Noniusteilung.The last-mentioned pair of wheels advantageously has helical toothing, and the wheel 30 is loosely displaceable, but by means of two opposite ones Wedges 32 are arranged on the shaft 25 so that they can rotate together. To the longitudinal displacement of the wheel 30 to enable it is provided by a support 33 which is non-rotatable with respect to the shaft 25 includes, and engages on this carrier with the help of lateral pins 34 a forked Lever arm 35, which is mounted in the stationary housing 46 such that it can swing about a bolt 36 is. To the forked lever arm 35, a lever arm 37 is provided so that it can move in the same way, which has a weight 38 that can be adjusted by displacement. On the lever arm 37 a graduation is attached, and the weight 38 has a corresponding one Mark or a pointer or a vernier scale.

Es ist zweckmäßig, wenn ein dem Hebelarm 37 gleicher Hebelarm gleichbeweglich mit der Schaltgabel 35 nach der anderen Seite hin vorgesehen wird, um zu ermöglichen, daß das Belastungsgewicht 38 einmal auf die eine und einmal auf die andere Seite umgehängt werden kann, je nachdem die leine oder andere Zahnflanke zu belasten ist. Die Einstellung des erzeugten Drehmomentes ist hier ebenso möglich wie bei der Prüfanlage gemäß Abb. 1, nur wird die Verspannung durch entsprechende Verdrehung der beiden Wellen 25 und 26 zueinander dadurch erreicht, daß man das mit Schraubenzähnen versehene Zahnrad 30 in der Längsrichtung auf seiner Weller verschiebt. It is expedient if a lever arm which is identical to the lever arm 37 can move in the same way is provided with the shift fork 35 to the other side to enable that the load weight 38 once on one side and once on the other side can be repositioned, depending on whether the line or other tooth flank is to be loaded. The setting of the generated torque is just as possible here as with the test system according to Fig. 1, only the bracing is achieved by corresponding rotation of the two Shafts 25 and 26 to each other achieved in that one provided with screw teeth Gear 30 moves in the longitudinal direction on its shaft.

In der Prüfanlage sollen gemäß der Erfindung jederlei Eigenfehler beim Zusammlenwirken der verschiedenen Einzelteile vermieden werden, weshalb folgende Einrichtungen getroffen sind. Einmal wird durch die Anordnung der Doppelkeilführung und durch Schaffung einer Relativbewegung in radialer Richtung zwischen dem zu verschiebenden Schraubenrad 30 und den Keilen 32 eine fehlerlose Drehungsmitnahme des Schraubenrades mit seiner Welle und auch eine £ehTerlose, d. h. mit stark verminderter Reibung erfolgende Längsverschiebung ermöglicht. Die Relativbewegung in radialer Richtung zwischen Rad und Keil ist durch Belassung eines bestimmten Spieles zwischen Radbohrung und Welle erreicht, wobei es aber auch auf die Verwendung des Doppelkeiles, also eines nicht zentrierenden Profils der Welle ankommt. According to the invention, every kind of intrinsic error should be present in the test system are avoided when the various individual parts work together, which is why the following Facilities are taken. Once is through the arrangement of the double wedge guide and by creating a relative movement in the radial direction between the one to be displaced Helical gear 30 and the wedges 32 a faultless rotation entrainment of the helical gear with its wave and also an anoreless one, d. H. with greatly reduced friction making possible longitudinal displacement. The relative movement in the radial direction between the wheel and the wedge is by leaving a certain amount of play between the wheel bore and shaft reached, but it also applies to the use of the double wedge, ie a non-centering profile of the shaft arrives.

Vorteilhaft ist der das Schraubenrad 30 umfassende Träger 33 von dem zur Verschiebung dienenden gegabelten Hebelarm 35 nicht in einer durch die Mittelachse der Welle 25 gehenden Ebene, sondern möglichst nahe oder unmittelbar in der Ebene des Zahneingriffes der Räder 30 und 3I umfaßt, also möglichst an der Stelle, an der die Axialkraft deT. The carrier 33 comprising the helical gear 30 is advantageous the forked lever arm 35 used for displacement is not in a through the central axis of the shaft 25 plane, but as close as possible or immediately includes in the plane of the meshing of the wheels 30 and 3I, so as possible on the Point at which the axial force deT.

Schraubenradverzahnung auftritt. Auch hierdurch ist eine Fehierquelle in der Zusammenarbeit der Einzelteile vermieden, so daß das Prüfungs ergebnis nicht beeinträchtigt wird. Helical gear teeth occurs. This is also a source of error avoided in the cooperation of the individual parts, so that the test result does not is affected.

Ferner sind alle Triebteile bzw. auch Hilfseinrichtungen, die sonst noch Reibungsverluste im Gefolgt haben, z. B. Ölpumpe, Dichtungsringe und Schalteinrichtungen, für die - gesamte Prüfanlage derart zur Antriebswelle hin verlegt, daß die Reibungsverluste der erwähnten Teile nur außerhalb des Energie kreislaufes verbleiben, also in diesem Kreislauf nicht zur Wirkung kommen können, so daß das Drehmoment in beiden Zahntrieben tatsächlich gleich ist. Furthermore, all drive parts or auxiliary equipment that would otherwise be still have frictional losses in the following, z. B. Oil pump, sealing rings and switching devices, for the entire test system relocated to the drive shaft in such a way that the friction losses the parts mentioned only remain outside the energy cycle, i.e. in this Circuit can not come into effect, so that the torque in both gear drives is actually the same.

Die vorbeschriebene Einrichtung wirkt im wesentlichen genau so wie die Prüfanlage gemäß Abb. I. The above-described device works essentially the same as the test system according to Fig. I.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Verspannung ähnlich wie nach Abb. I mit Hilfe von Führungen mit verschiedenen Steigungen und durch axiale Bewegung der Steuerteile erreicht wird, nur wirkt statt eines Gewichtes Über- oder Unterdruck auf einen axial verschiebbaren Kolben. Es handelt sich hier um einen Prüfstand für ganze Zahnräderwechselgetriebe o. dgl. In den einen Wellenzug 41 sind z. B. zwei gleich Getriebe 42 und 43 gegeneinander eingesetzt, bei denen stets die gleichen Gänge einzuschalten sind. Von der Welle 41 aus erfolgt durch Radsätze 44, 45 und 46, 48 die Übertragung auf die Wellen 49 und 50. An den zueinandergekehrten Enden besitzen die - Wellen 49- und 50 Zylinder 51 und 52, in denen der Doppelkolben 53 verschiebbar ist. Der Doppelkolben 53 hat an seinem mittleren Teil zwei seitliche Zapfen 54, die in entgegengesetzt zueinander geneigte Schlitze 55, 56 der Zylinder 51 und 52 ragen. Fig. 4 shows an embodiment in which the bracing is similar as shown in Fig. I with the help of guides with different pitches and through axial Movement of the control parts is achieved, only acts over or over instead of a weight Negative pressure on an axially displaceable piston. This is one Test stand for entire gear change transmissions or the like. In one of the shaft trains 41 are z. B. two equal gears 42 and 43 used against each other, where always the must be switched on in the same gears. From the shaft 41 takes place through wheel sets 44, 45 and 46, 48 the transmission to the shafts 49 and 50. On the mutually facing The ends have the shafts 49 and 50 cylinders 51 and 52, in which the double piston 53 is slidable. The double piston 53 has two lateral ones on its central part Pins 54 inserted into oppositely inclined slots 55, 56 of the cylinder 51 and 52 protrude.

In die genannten Zylinder münden hinter die Kolb enteile 53 Zuführungsleitungen 57 und 58, zu denen die Druckmittelzufuhr durch leinen Mehrwegehahn 95 steuerbar ist. Zum Hahn 59 führt die Druckleitung60 einer Pumpe 61. Supply lines open into said cylinders behind the piston parts 53 57 and 58, to which the pressure medium supply can be controlled by means of a multi-way valve 95 is. The pressure line 60 of a pump 61 leads to the cock 59.

Für die Druckmessung und Drehmomentmessung ist an geeigneter Stelle mittels der Abzweigleitung 62 ein Manometer 63 angeschlossen. Zusammen mit der Druckleitung 60 kann noch ein regelbares Überströmventil 64 vorgesehen sein, von dem aus die Flüssigkeit zum Behälter 67 zurückfließen kann, aus dem die Pumpe 61 saugt. Durch entsprechNelltde Druckbildung gegen die eine und andere Kolbenseite wird eine bestimmte Verspannung der beiden Wellen 49 und 50 zueinander lerreicht, und es ist jederzeit möglich, das Ver-)spannungsdrehmoment während des Betriebes des Prüfstandes dauernd beizubehalten oder auch. willkürlich zu verstellen. Der am Manometer abzulesende. Druck bildet gleichzeitig ein Maß für die Größe des Drehmomentes. There is a suitable place for pressure measurement and torque measurement A pressure gauge 63 is connected by means of the branch line 62. Together with the pressure line 60 a controllable overflow valve 64 can also be provided, from which the Liquid can flow back to the container 67, from which the pump 61 sucks. By The pressure build-up against one and the other side of the piston becomes a specific one Bracing of the two shafts 49 and 50 to one another is achieved, and it is at all times possible, the tensioning torque continuously during operation of the test stand to maintain or also. to be adjusted arbitrarily. The one to be read on the manometer. Pressure is also a measure of the amount of torque.

Gemäß Abb. 5 ist der axial verschiebbare Teil, der die Belastungsänderung überträgt, der eine Teil einer Flüssigkeitsrutschkupplung oder auch einer rein mechanischen Rutschkupplung. Diese stellt leine leinfach!e Reibungskupplung dar, deren einer Teil 90 auf der Weile 91 festsitzt, während der andere Teil 89 auf der Welle 92 durch Keile axial verschieblich ist, und zwar unter der Wirkung eines an einem doppelarmigen Winkelhebel 93 einstellbar vorgesehenen Gewichtes 94. According to Fig. 5, the axially displaceable part is responsible for the change in load transmits which is part of a fluid slip clutch or a purely mechanical one Slip clutch. This represents a simple friction clutch, one of which is Part 90 is stuck on shaft 91, while the other part 89 is on shaft 92 is axially displaceable by wedges, under the action of a double-armed Angle lever 93 adjustable provided weight 94.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Test bench for gear drives with a loading device acting through torsional stress, which is divided into two two points is housed non-positively interconnected shaft trains and can be operated during the run, characterized in that to change the load an axially displaceable member is provided by a on a certain desired value constant force z. B. with the help of a weight or by kept constant, finely adjustable. Fluid pressure is operated.

2. Test stand according to claim 1, characterized in that the device to change the load from two control parts (10, II or 51, 52) and a Versbell member and the control parts are provided with inclined guides (12, 13 or 55, 56) are that by axial movement of the adjusting member (14, I5 or 53, 54) no rotation of the two shafts (8, 9 resp.

49, 50) against each other.

3. Test stand according to claim I, characterized in that the one the mutually movable control parts is a Zahnr, ad (30), which is either helical has extending teeth and is on its shaft (25) by means of straight teeth Wedges (32) leads or has straight teeth and, on the shaft by means of helical running wedges is performed.