DE854274C

DE854274C - Load procedure for gearboxes on the test bench

Info

Publication number: DE854274C
Application number: DED5514D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1944-07-04
Filing date: 1944-07-04
Publication date: 1952-11-04

Description

Belastungsverfahren von Getrieben auf dem Prüfstand Für die Erprobung von Getrieben sind zwei Verfahren bekannt, mit denen die Getriebe auf dem Prüfstand belastet werden. Das einfachste Verfahren ist das sogenannte Durchgangsverfahren, bei dem das Getriebe zwischen Antriebsmotor und Bremse angeordnet ist. Hierbei wird die gesamte Energie des Antriebes in der Bremse vernichtet. Bei großen Prüfleistungen jedoch scheidet eine Leistungsvernichtung aus wirtschaftlichen Gründen sowie aus Gründen des Aufwandes für die Kühlung der entstehenden Wärmemenge aus.Load procedures for gearboxes on the test bench For testing Two methods are known of gearboxes with which the gearboxes are put to the test be charged. The simplest procedure is the so-called throughput procedure, in which the gearbox is arranged between the drive motor and the brake. Here is the entire energy of the drive is destroyed in the brake. With great test performances however, a service destruction is ruled out for economic reasons as well Reasons of the effort for cooling the resulting amount of heat.

Man wendet deshalb meist für die Prüfung von Getrieben mit großer Leistung das zweite Verfahren, das sogenannte Energiekreislaufverfahren an, bei dem das Prüfgetriebe innerhalb eines elektrischen oder mechanischen Energiekreises angeordnet wird. Durch Verspannen des Kreises in sich wird ein der Prüfleistung entsprechendes Drehmoment im Prüfgetriebe erzeugt. It is therefore mostly used for testing gearboxes with a large Service the second process, the so-called energy cycle process the test gear within an electrical or mechanical energy circuit is arranged. By tightening the circle in itself, one becomes the test performance corresponding torque generated in the test gear.

Im elektrisch geschlossenen Energiekreis geschieht das dadurch, daß das Getriebe auf der einen Seite von einem Elektromotor angetrieben und auf der anderen Seite durch einen regelbaren Generator belastet wird, der die elektrische Bremsenergie wieder an das Netz zurückgibt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist bei großen Leistungen der kostspielige Aufwand an Motoren und Regeleinrichtungen, da vor allem Antriebs- motor und Bremse für die gesamte Prüfleistung ausgelegt werden müssen. Der mechanisch geschlossene Energiekreis wird durch zwei Wellenstränge gebildet, die an beiden Enden drehkraftschlüssig miteinander verbunden sind und gegeneinander verdreht werden, so daß hierdurch das im Zuge dieses Kreises eingeordnete Prüfgetriebe belastet wird. Eines der vier Wellenenden wird von einem Motor angetrieben und damit die Drehzahl des Prüfgetriebes geregelt. Der Antriebsmotor braucht in diesem Fall nur die Reibungsleistung der Gesamtanordnung aufzubringen, während der Energiekreis mit der Prüfleistung belastet ist.In the electrically closed energy circuit this happens because the gear is driven by an electric motor on one side and on the the other side is loaded by a controllable generator that generates the electrical Returns braking energy to the network. The disadvantage of this procedure is at great benefits the costly outlay on motors and control equipment, since especially drive motor and brake for the entire test performance must be interpreted. The mechanically closed energy circuit is made up of two Shafts formed which are connected to each other at both ends in a torque-proof manner are and are twisted against each other, so that this in the course of this circle classified test gear is loaded. One of the four shaft ends is held by one Motor driven and thus controlled the speed of the test gear. The drive motor in this case only needs to generate the frictional power of the overall arrangement, while the energy circuit is loaded with the test power.

Dieses sehr einfache und wirtschaftliche Verfahren hat den Nachteil, daß alle im Energiekreis zwischengeschalteten Übersetzungen so abgestimmt sein müssen, daß das Gesamtübersetzungsverhältnis Null wird, um ein Blockieren zu vermeiden. Dies bedeutet, daß bei jedem Prüfgetriebe schon bei der geringsten Abweichung von der theoretisch notwendigen Abstimmung jeweils die übrigen, im Kreislauf angeordneten Übersetzungen angepaßt werden müssen. Aus diesem Grund können auch Änderungen des Übersetzungsverhältnisses des Prüfgetriebes während des Laufes, z. B. Wechsel der Gangstufe, bei Schaltgetrieben nicht vorgenommen werden. This very simple and economical process has the disadvantage that all gear ratios interposed in the energy circuit must be coordinated in such a way that that the overall transmission ratio becomes zero in order to avoid locking. This means that with every test gear even the slightest deviation from the theoretically necessary coordination, the other, arranged in the cycle Translations need to be adjusted. For this reason, changes to the Gear ratio of the test gear during the run, z. B. Change of Gear stage, cannot be made with manual transmissions.

Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung dadurch, daß sie in einen mechanischen Energiekreis eine Leistungsverzweigung z. B. in Form eines Umlaufrädergetriebes einschaltet, dessen einer Zweig den Prüfkreislauf schließt und dabei die Leistung des zu prüfenden Getriebes überträgt, während der andere Zweig mit den Reaktionskräften dieser Prüflast und mit einer sich aus den einzelnen Übersetzungen im Energiekreis ergebenden Differenzdrehzahl belastet ist und auf eine regelbare Bremse arbeitet. Dadurch wird erreicht, daß die übrigen im Energiekreis angeordneten Übersetzungen ausgeglichen und durch die Bremse jederzeit eine genaue meßbare Prüflast verschiedener Art und Größe im Energiekreis eingestellt werden kann. Als Folge davon können ohne Änderung der zum Prüfstand gehörigen Rädergetriebe Erprobungen an Getrieben mit verschiedenen Übersetzungen durchgeführt werden oder Prüfstandsräder verwendet werden, die einem durch das Prüfgetriebe gegebenen Achsabstand gerecht werden, ohne die Übersetzungsverhältnisse noch zusätzlich berücksichtigen zu müssen. The present invention avoids these disadvantages in that they in a mechanical energy circuit a power split z. B. in the form of a Planetary gear turns on, one branch of which closes the test circuit and thereby transmits the power of the transmission to be tested, while the other one Branch with the reaction forces of this test load and with one from the individual Translations in the energy circuit resulting differential speed is loaded and on an adjustable brake works. This ensures that the rest of the energy circle arranged translations balanced and always accurate thanks to the brake measurable test loads of various types and sizes can be set in the energy circuit can. As a result, the gear drives belonging to the test bench can be changed without changing Tests are carried out on transmissions with different ratios or Test bench wheels are used which have a center distance given by the test gear without taking the gear ratios into account to have to.

Je nach den geforderten Prüfleistungen, dem notwendigen Spielraum für den zu untersuchenden Übersetzungsbereich und der Auslegung der Leistungsverzweigung kann nun die Stützleistung entweder in der Bremse vernichtet oder wiederum z. B. über einen elektrischen Generator an das Netz zurückgegeben werden, wobei die Größe des Generators lediglich nach der Stützleistung, d. h. der aus der Verspannung und der Differenzdrehzahl sich ergebenden Leistung bemessen werden muß. Desgleichen kann die Stützleistung auch über ein regelbares hydraulisches oder mechanisches Getriebe an den Antriebsmotor wieder abgegeben werden. Da die durch den Antrieb des Kreislaufes aufzubringende Leistung sich aus der Reibungsleistung im Energiekreis und der Stützleistung des offenen Zweiges der Leistungsverzweigung zusammensetzt, bleibt auch die notwendige Antriebsleistung erheblich unter der im Energiekreis auftretenden Prüfleistung. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß auch Schaitwechselgetriebe oder stufenlos regelbare Getriebe auf diese Weise sowohl hinsichtlich der eigentlichen Leistungsübertragung als auch des Schalt- und Regelvorganges untersucht werden können, was bisher nicht möglich gewesen ist. Depending on the required testing services, the necessary leeway for the translation area to be examined and the design of the service split can now destroy the support either in the brake or turn z. B. be returned to the grid via an electrical generator, with the size of the generator only according to the support performance, d. H. from the tension and the power that results from the difference in speed must be measured. Likewise the support power can also be achieved via an adjustable hydraulic or mechanical Gearbox can be returned to the drive motor. Because the by the drive The power to be applied in the circuit is derived from the frictional power in the energy circuit and the support power of the open branch of the power split, The necessary drive power also remains considerably below that in the energy circuit occurring test performance. Another advantage of the method is that also shift gears or continuously variable gears in this way both with regard to the actual power transmission as well as the switching and control process can be investigated what was previously not possible.

Für den Sonderfall, daß die Übersetzungsverhältnisse im Kreislauf vollkommen ausgeglichen sind, d. h. die Differenzdrehzahl gleich Null ist, kann über den Räderteil der offenen Leistungsverzweigung durch ein völliges Feststellen der Bremse oder durch eine meßbare statische Belastung die notwendige Verspannung des Kreises erreicht werden, die Stützleistung selbst ist dann gleich Null. For the special case that the transmission ratios in the circuit are perfectly balanced, d. H. the differential speed is zero, can over the wheel part of the open power split by a complete determination the brake or a measurable static load the necessary tension of the circle can be achieved, the support performance itself is then zero.

Dieses Verfahren ermöglicht also gleichzeitig eine vielseitige Verwendbarkeit eines gegebenen Prüfstandes und ein wirtschaftliches Fahren bei der Erprobung von Getrieben großer Leistung und verschiedenen Übersetzungen. At the same time, this method enables a wide range of uses of a given test bench and economical driving when testing Driven with great power and various gear ratios.

Ausführungsbeispiele sind in Bild I bis 4 dargestellt. Exemplary embodiments are shown in Figures I to 4.

Bild 1 zeigt ein Beispiel mit einer Bremse und Bild 2 eine solche mit einer statischen Last als Stützkraft.Figure 1 shows an example with a brake and Figure 2 one with a static load as a supporting force.

Bild 3 zeigt die Prüfanordnung für ein stufenlos regelbares und Bild 4 die eines hydrodynamischen Getriebes.Figure 3 shows the test setup for a continuously variable and image 4 that of a hydrodynamic transmission.

Die Wirkungsweise des Verfahrens sei in einem Anwendungsbeispiel (Bild I) erläutert: Von einem Motor I wird über die Welle 2 das mit ihr fest verbundene Rad 3 angetrieben, das mit dem Rad 4 kämmt. Mit der Welle 2 ist das Rad 5 des Prüfgetriebes 6 gekuppelt. The mode of operation of the method is given in an application example (Fig. I) explained: From a motor I, the shaft 2 is permanently connected to it Wheel 3 driven, which meshes with wheel 4. With the shaft 2 is the wheel 5 of the test gear 6 coupled.

Mit dem Rad 5 kämmt das Rad 7, das über die Welle 8 mit dem Steg g des Umlaufgetriebes 10 in Verbindung steht. Die Umlaufräder II stehen mit dem Rad I2 und dem innen verzahnten Rad I3 im Eingriff. Über die Welle 14 ist das Rad I3 mit dem Rad 4 verbunden, während das Rad 12 über die Räder I5 und I6 die Bremse I7 antreibt.With the wheel 5 meshes with the wheel 7, which via the shaft 8 with the web g of the epicyclic gear 10 is in connection. The planet gears II are with the wheel I2 and the internally toothed gear I3 in mesh. The wheel I3 is via the shaft 14 connected to wheel 4, while wheel 12 applies the brake via wheels I5 and I6 I7 drives.

Ist nun das Übersetzungsverhältnis i6 des Prüfgetriebes 6 nicht gleich der Übersetzung i10 des Umlaufgetriebes 10 und dem des Radpaares 3, 4 zusammen, also i t i10 + i3, 4, so laufen die Wellen 8 und I4 nicht mit gleicher Drehzahl. Die Differenz wird durch das Rad 12 ausgeglichen, das sich dieser Differenz entsprechend dreht und somit die Bremse in Bewegung setzt. Je nach der Einstellung der Bremse kann nun die Belastung des Rades 12 und aus Gleichgewichtsgründen die Umfangskraft des Rades I3 geregelt werden. Dadurch wird aber auch die in dem Energiekreis auftretende Verspannung und somit die Belastung des Prüfgetriebes 6 beeinflußt. Durch Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors I einerseits und durch den Einfluß der Bremse I7 auf die im Energiekreis herrschende Verspannung, d. h. das Drehmoment, andererseits kann die Prüfleistung in weiten Grenzen geregelt werden. If the transmission ratio i6 of the test gear 6 is not the same the translation i10 of the epicyclic transmission 10 and that of the gear pair 3, 4 together, so i t i10 + i3, 4, the shafts 8 and I4 do not run at the same speed. The difference is compensated by the wheel 12, which is this difference accordingly rotates and thus sets the brake in motion. Depending on the setting of the brake the load on the wheel 12 and, for reasons of balance, the circumferential force of the wheel I3 can be regulated. But this also occurs in the energy circuit Stress and thus the load on the test gear 6 influenced. By change the speed of the drive motor I on the one hand and by the influence of the brake I7 on the tension prevailing in the energy circuit, d. H. the torque, on the other hand the test performance can be regulated within wide limits.

Ist das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 6 (Bild 2) = i10 + i3, 4, dann bleibt das Rad 12 in Ruhe. If the transmission ratio of gearbox 6 (Fig. 2) = i10 + i3, 4, then the wheel 12 remains at rest.

Durch ein veränderliches Gewicht I8 wird das Rad I2 über die Räder 15 und I6 in einfacher Weise statisch belastet und somit die gewünschte Verspannung im Energiekreis erreicht.A variable weight I8 makes the wheel I2 move over the wheels 15 and I6 statically in a simple manner burdened and thus the desired Tension in the energy circuit reached.

Ein weiteres Beispiel ist in Bild 3 dargestellt, in dem die Prüfung eines stufenlos regelbaren Getriebes gezeigt wird. Hierbei ist an Stelle des in Bild I dargestellten Rädergetriebes 6 mit fester Übersetzung ein Reibradgetriebe 19 vorgesehen, wobei die Kegelscheibe 20 mit der Welle 2 und die Scheibe 21 mit der Welle 8 fest verbunden ist. Wird durch ein Verschieben des Ringes 22 das Übersetzungsverhältnis des Reibradgetriebes 19 geändert, so wird sich auch die Drehzahl des Rades I2 ändern. Durch Regelung der Bremsbelastung kann auch hier jede beliebige Leistung gefahren werden. Another example is shown in Figure 3 in which the test a continuously variable transmission is shown. Instead of the in Figure I illustrated gear train 6 with a fixed gear ratio a friction gear 19 is provided, the conical disk 20 with the shaft 2 and the disk 21 with the shaft 8 is firmly connected. By moving the ring 22, the transmission ratio of the friction gear 19 changed, the speed of the wheel I2 will also change. By regulating the braking load, any power can be used here as well will.

In Bild 4 ist die Erprobung des hydrodynamischen Getriebes 23 dargestellt, das auf der einen Seite über die Welle 2 mit dem Rad 3, auf der anderen Seite über die Welle 2a mit dem Rad 3a gekuppelt ist. Die Räder 3 und 3a kämmen mit den Rädern 4 bzw. 4a, die über die Welle 8 bzw. 14 mit dem Umlaufgetriebe 10 gekuppelt sind. Die Stützleistung wird vom Rad I2 über die Räder 15 und I6 auf ein stufenlos regelbares Getriebe, beispielsweise ein Reibradgetriebe 24, übertragen und von dort über einen Drehstromgenerator 25 an das Netz abgegeben. Die verschiedenen Belastungen des Prüfgetriebes 23 werden in diesem Falle durch Veränderung der Füllung im Prüfgetriebe und durch Festlegung der Drehzahl über das Reibradgetriebe 24 eingestellt. Figure 4 shows the testing of the hydrodynamic transmission 23, that on the one hand over the shaft 2 with the wheel 3, on the other hand over the shaft 2a is coupled to the wheel 3a. The wheels 3 and 3a mesh with the wheels 4 and 4a, which are coupled to the epicyclic gear 10 via the shaft 8 and 14, respectively. The support power is continuously adjustable from wheel I2 via wheels 15 and I6 Transmission, for example a friction gear 24, transmitted and from there via a Three-phase generator 25 delivered to the network. The various loads on the test gear 23 are in this case by changing the filling in the test gear and through Determination of the speed via the friction gear 24 is set.

PATENTANSPROCHE: I. Belastungsverfahren von Getrieben mit festen und veränderlichen Übersetzungsverhältnissen auf dem Prüfstand, insbesondere für große Leistungen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem an sich bekannten Energiekreislauf eine Leistungsverzweigung, vorzugsweise ein Umlaufrädergetriebe, angeordnet ist, deren einer Zweig ein unmittelbares Glied des Kreislaufes ist und mit der Prüfleistung des geschlossenen Kreislaufes belastet wird, während der andere Zweig außerhalb des Kreises auf ein regelbares Brems- oder Antriebsmittel wirkt und mit einer zur Verspannung des Kreislaufes notwendigen regelbaren Stützleistung belastet ist. PATENT APPROACH: I. Loading method of gearboxes with fixed and variable gear ratios on the test bench, especially for great performance, characterized in that in a known energy cycle a power split, preferably an epicyclic gear, is arranged, one branch of which is a direct link in the circuit and with the test performance of the closed circuit is loaded, while the other branch is outside of the circle acts on a controllable braking or drive means and with a to Bracing of the circuit necessary controllable support is loaded.

Claims

2. loading method according to claim I, characterized in that the support through a known electrical, hydraulic or mechanical Brake is included.

3. loading method according to claim I, characterized in that the support performance by a known, controllable electrical, hydraulic and mechanical coupling to the drive that sets the entire circuit in motion is released again.