WO2012007228A1 - Test bench for fluid pumps and fluid injectors - Google Patents

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WO2012007228A1
WO2012007228A1 PCT/EP2011/059268 EP2011059268W WO2012007228A1 WO 2012007228 A1 WO2012007228 A1 WO 2012007228A1 EP 2011059268 W EP2011059268 W EP 2011059268W WO 2012007228 A1 WO2012007228 A1 WO 2012007228A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synchronous motor
fluid
test stand
control circuit
safety
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/059268
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Schoenfeld
Karl Kastner
Kurt Blank
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
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Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/001—Measuring fuel delivery of a fuel injector

Definitions

  • the invention relates to a test stand for testing a fluid pump and a fluid injector.
  • State of the art :
  • Test benches for testing fluid pumps, in particular high-pressure fuel pumps, and fluid injectors, in particular fuel injectors for internal combustion engines, are known in the prior art.
  • the fluid pump is usually driven by a three-phase asynchronous motor having a flywheel with high inertia to ensure a constant speed.
  • the large inertia of the flywheel has the consequence that the time from switching off the engine to its standstill from a speed of 3000 rev / min is several seconds.
  • This large deceleration time requires increased safety devices to protect a test bench operator from the high speed rotating parts and the test oil exiting the fluid injector at high pressure operation of the high pressure fluid pump.
  • test benches therefore have a first protection device, which is designed, for example, as a door, hood or roller shutter, which is connected to a safety contact in such a way that the motor is turned off when the first protection device is opened.
  • a first protection device which is designed, for example, as a door, hood or roller shutter, which is connected to a safety contact in such a way that the motor is turned off when the first protection device is opened.
  • a second protection device is provided, which the rotating parts covers and to remove them first a mechanical
  • the second protection device is designed so that the release of the mechanical lock and the removal the second protection device is only possible after the engine has come to a standstill.
  • test stand according to the invention according to independent claim 1 and an inventive method for testing a fluid pump and / or a fluid injector according to independent claim 8.
  • the dependent claims describe advantageous embodiments of a test stand according to the invention or a test stand according to the invention
  • An inventive test stand for a fluid pump and a fluid injector has a synchronous motor, which is mechanically connectable to the fluid pump to be tested and designed to drive the fluid pump. Furthermore, an inventive test stand on a control circuit which is adapted to drive the synchronous motor so that it rotates at a constant speed.
  • the fluid pump is, for example, via a mechanical pump
  • a synchronous motor as used in a test stand and a method according to the invention can be controlled by a suitable control circuit such that it rotates at a very constant speed, without it being necessary to provide a rotating flywheel with high inertia.
  • the synchronous motor can therefore particularly fast and energy-saving accelerated to the desired test speed and from the
  • the test speed can be braked to a standstill.
  • the fast braking capability of the synchronous motor makes it possible to quickly bring the motor and thus the fluid pump to a halt when needed, so that no additional safety device is required, which obstructs access to the fluid injector and / or fluid pump until the motor and the fluid pump for Standstill have come.
  • the operability of a test stand according to the invention is thereby improved.
  • the fluid pump and / or the fluid injector can be accessed faster than in the case of a conventional test bench, without impairing the safety of the operator.
  • the motor is designed as a three-phase synchronous motor.
  • a three-phase synchronous motor is particularly effectively controlled so that it rotates at a constant speed and has a high torque.
  • control circuit has a control circuit which is designed such that it controls the synchronous motor so that it rotates at a constant speed.
  • a constant speed of the motor driving the fluid pump is required in order to obtain representative and repeatable measurement results when testing the fluid pump and / or the fluid injector.
  • the synchronous motor can be controlled particularly reliably in such a way that it rotates at a constant speed and reliably reproducible measurement results can be generated.
  • the synchronous motor and the control circuit are designed such that the synchronous motor with a speed gradient of more than 3000 U / min per second can be accelerated and braked.
  • the engine can be accelerated and decelerated particularly fast.
  • the fast braking capability ensures a high level of safety for the operator of the test stand.
  • the test stand has a safety switch connected to the control circuit such that the synchronous motor can be stopped by operating the safety switch.
  • a safety switch By such a safety switch, the safety for an operator of the test stand is further increased.
  • the safety switch is connected to a safety cover in such a way that it is automatically actuated when the safety cover is opened.
  • a trained test bench has a particularly high level of safety, since the engine and with it the fluid pump are automatically switched off when the safety cover is opened.
  • Test bench is improved in this way; In particular, the fluid pump and the fluid injector can be replaced easier and faster.
  • the synchronous motor and the control circuit are designed such that the synchronous motor comes to a standstill within less than 1.5 seconds after the actuation of the safety switch. This further increases the safety of the test bench.
  • the test stand can be designed so that the operator is not able to touch rotating parts within 1, 5 seconds after opening the safety cover or otherwise to get into a danger area of the test bench with a body part.
  • the synchronous motor is provided with a rotating flywheel in operation, which is preferably less than 20% of the flywheel in a conventional test stand;
  • the flywheel has an inertia of less than 0.2 kgm 2 .
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a test stand 2 according to the invention.
  • An inventive test stand 2 has a housing with an engine compartment 24 and a pump chamber 26, which are separated by a partition 38 from each other.
  • a possibly to be tested fluid pump 12 is arranged, which takes 9 fluid (test oil) from a tank container 10 during operation by a suction line.
  • An output of the fluid pump 12 is connected via a first fluid pressure line 14 to a pressure accumulator (Prüfrail) 40.
  • the pressure in the pressure accumulator 40 can be measured by at least one pressure sensor 42 arranged in the pressure accumulator 40 and can be set to the desired value with high accuracy by actuating a pressure setting valve 44, by means of which excess fluid can be returned from the pressure accumulator 40 into the tank container 10 ,
  • the pressure accumulator 40 is hydraulically connected to a fluid injector 4 to be tested via a second fluid pressure line 15 in order to supply fluid under pressure to the fluid injector 4 during operation.
  • the fluid emitted by the fluid injector 4 during operation is collected by a collecting device 6 and returned to the tank container 10 via a return line 8, in which a fluid measuring unit 50, which is designed to measure the amount of fluid, is arranged.
  • the fluid measuring unit 50 is connected to an evaluation and display unit 52 which is designed to evaluate and display the fluid quantities measured by the fluid measuring unit 50.
  • the measured values can be transmitted by wire or wireless to an evaluation and display unit arranged outside the pump chamber 26.
  • the pressure accumulator 40 is additionally hydraulically connected to the fluid measuring unit 50 via a bypass line 48, which can be closed by a bypass valve 46.
  • a bypass valve 46 For checking the fluid injector 4, the bypass valve 46 is closed. To test the fluid pump 12, the bypass valve 46 is opened and the Fluid injector 4 is not actuated, so that the fluid measuring unit 50 measures the amount of fluid delivered by the fluid pump 12.
  • the test stand 2 may be formed with receiving devices not shown in the figure for receiving the fluid pump or the fluid injector 4, which the
  • Fluid pump 12 and the fluid injector 4 record reliably in test mode and hydraulically connect to the fluid lines while allowing a simple and quick replacement of the fluid pump 12 and the fluid injector 4. This makes it possible to test a large number of fluid pumps 12 and / or fluid injectors 4 in the shortest possible time.
  • the fluid pump 12 is connected to a motor 18 via a shaft 16, which extends from the pump chamber 26 into the engine compartment 24 through a passage 40 formed in the partition wall 38.
  • the shaft 16 may be provided with a coupling, not shown in the figure, to allow a simple, safe and quick coupling and uncoupling of the pump 12 and to facilitate the replacement of the fluid pump 12.
  • the shaft 16 is connected to a
  • Flywheel 17 is formed, which increases the moment of inertia of the shaft 16 and increases the constancy of the rotational speed of the motor 12, the shaft 16 and the fluid pump 12.
  • the moment of inertia of the flywheel 17 is clearly none other than the moment of inertia of a flywheel, as used in a conventional test stand in which the fluid pump is driven by an induction motor.
  • the flywheel 17 has an inertia torque that is less than 20% of the moment of inertia of a conventional flywheel.
  • the flywheel usually has an inertia of more than 0.5 kgm 2 , typically 0.78 kgm 2 .
  • the flywheel 17 of a test stand has, for example, an inertia of 0.12 kgm 2 .
  • the motor 18 in the engine compartment 24 is formed as a three-phase synchronous motor 18 and connected via three power lines 22 to a control circuit 20, which is designed such that it drives the three-phase synchronous motor 18 in operation such that it rotates at a constant speed.
  • the desired speed is adjustable on the control device 20.
  • the pump chamber 26 has at least one (shown in the figure on the right) side on a hinge 30 pivotally mounted flap.
  • the flap is by a handle 32 which is fixed to the flap 28, hinged to allow an operator access to the pump chamber 26 and in particular to the fluid pump 12 and the fluid injector 4, z. B. to exchange these.
  • a safety switch 34 is arranged such that it is actuated when opening and closing the safety flap 28.
  • the safety switch 34 is designed such that it can be seen from its switching state whether the safety flap 28 is completely closed or not.
  • the safety switch 34 is connected to the control circuit 20 via an electrical safety line 36.
  • control circuit 20 also detects when the safety flap 28 is opened during operation of the motor 18 and the switching state of the safety switch 34 is changed. In this case, the control circuit 20 controls the motor 18 so that it is very fast, d. H. with a very high speed gradient, is stopped to ensure the safety of the operator of the test bench 2.
  • the shaft rotates at a maximum speed of 4000 rpm. If the motor 18 has e.g. a speed gradient of 3000 U / min per second, it is completely stopped within 1.33 seconds after the actuation of the safety switch 34 to a standstill. This time is usually sufficient to ensure the safety of the operator of the test bench.
  • the safety flap 28 and the pump chamber 26 can be designed such that it is impossible for an operator to reach a danger zone of the test stand 2 with a body part within this time after the safety switch 34 has been actuated.
  • additional safety switches 34 may additionally be provided, with the motor 18 being stopped when at least one of the safety switches 34 is actuated. This can be the safety be ensured even with a malfunction of the safety switch 34.
  • the safety switch (s) 34 can also be designed as mechanical safety switches 34 but also as light barriers, light curtains, inductive proximity sensors or similar devices which indicate an opening of the safety flap 28 and / or an approach of a body part of an operator to a danger area of the test bed 2. Since it is possible to dispense with a second safety cover in a test stand 2 according to the invention, a test stand 2 according to the invention enables fast and convenient access of an operator to the fluid pump 12 to be tested and / or the fluid injector 4 to be tested, without impairing the safety of the operator ,

Abstract

A test bench (2) for a fluid pump (12) and a fluid injector (4), in particular a fuel pump and a fuel injector, has a synchronous motor (18) which can be connected mechanically to a fluid pump (12) to be tested and is configured for driving the fluid pump (12), and a control circuit (20) which is configured to actuate the synchronous motor (18).

Description

Beschreibung  description
Titel Prüfstand für Fluidpumpen und Fluidiniektoren Title Test bench for fluid pumps and fluid injectors
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Prüfen einer Fluidpumpe und eines Fluidinjektors. Stand der Technik: The invention relates to a test stand for testing a fluid pump and a fluid injector. State of the art:
Prüfstände zum Prüfen von Fluidpumpen, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpen, und Fluidinjektoren, insbesondere Kraftstoffinjektoren für Verbrennungsmotoren, sind im Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten Prüfstän- den wird die Fluidpumpe üblicherweise von einem Drehstrom-Asynchronmotor angetrieben, der eine Schwungscheibe mit großer Trägheit aufweist, um eine konstante Drehzahl zu gewährleisten. Die große Trägheit der Schwungscheibe hat zur Folge, dass die Zeit vom Abschalten des Motors bis zu dessen Stillstand aus einer Drehzahl von 3000 U/min mehrere Sekunden beträgt. Test benches for testing fluid pumps, in particular high-pressure fuel pumps, and fluid injectors, in particular fuel injectors for internal combustion engines, are known in the prior art. In the known test stands, the fluid pump is usually driven by a three-phase asynchronous motor having a flywheel with high inertia to ensure a constant speed. The large inertia of the flywheel has the consequence that the time from switching off the engine to its standstill from a speed of 3000 rev / min is several seconds.
Diese große Abbremszeit erfordert erhöhte Sicherheitsvorrichtungen, um einen Bediener des Prüfstandes vor den mit hoher Drehzahl rotierenden Teilen und dem beim Betrieb der Fluidpumpe mit hohem Druck aus dem Fluidinjektor austretenden Prüföl zu schützen. This large deceleration time requires increased safety devices to protect a test bench operator from the high speed rotating parts and the test oil exiting the fluid injector at high pressure operation of the high pressure fluid pump.
Herkömmliche Prüfstände weisen daher eine erste Schutzvorrichtung, die beispielsweise als Tür, Haube oder Rollladen ausgebildet ist, auf, die derart mit einem Sicherheitskontakt verbunden ist, dass der Motor beim Öffnen der ersten Schutzvorrichtung abgestellt wird. Conventional test benches therefore have a first protection device, which is designed, for example, as a door, hood or roller shutter, which is connected to a safety contact in such a way that the motor is turned off when the first protection device is opened.
Um die Sicherheit des Bedieners auch in der Zeit vom Öffnen der ersten Schutzvorrichtung bis zum Stillstand des Motors, die, wie zuvor beschrieben, bei einem herkömmlichen Asynchronmotor mehrere Sekunden betragen kann, sicherzustellen, ist üblicherweise eine zweite Schutzvorrichtung vorgesehen, welche die ro- tierenden Teile abdeckt und zu deren Entfernung zunächst eine mechanischeIn order to ensure the safety of the operator even in the period from the opening of the first protection device to the standstill of the motor, which, as described above, can take several seconds in a conventional asynchronous motor, usually a second protection device is provided, which the rotating parts covers and to remove them first a mechanical
Verriegelung gelöst werden muss. Die zweite Schutzvorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass das Lösen der mechanischen Verriegelung und das Entfernen der zweiten Schutzvorrichtung erst möglich ist, nachdem der Motor zum Stillstand gekommen ist. Lock must be solved. The second protection device is designed so that the release of the mechanical lock and the removal the second protection device is only possible after the engine has come to a standstill.
Offenbarung der Erfindung: Disclosure of the invention:
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Prüfstand für eine Fluid- pumpe und einen Fluidinjektor bereitzustellen, der sowohl eine hohe Sicherheit für den Bediener des Prüfstandes gewährleistet, als auch einen einfachen und schnellen Zugang zum Fluidinjektor und zur Fluidpumpe ermöglicht. It is an object of the invention to provide an improved test stand for a fluid pump and a fluid injector, which ensures both a high level of safety for the operator of the test stand, as well as a simple and quick access to Fluidinjektor and the fluid pump.
Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Prüfstand nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prüfen einer Fluidpumpe und/oder eines Fluidinjektors nach dem unabhängigen Patentanspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausges- taltungen eines erfindungsgemäßen Prüfstandes bzw. eines erfindungsgemäßenThe object is achieved by a test stand according to the invention according to independent claim 1 and an inventive method for testing a fluid pump and / or a fluid injector according to independent claim 8. The dependent claims describe advantageous embodiments of a test stand according to the invention or a test stand according to the invention
Verfahrens. Process.
Ein erfindungsgemäßer Prüfstand für eine Fluidpumpe und einen Fluidinjektor weist einen Synchronmotor auf, der mit der zu prüfenden Fluidpumpe mecha- nisch verbindbar und zum Antreiben der Fluidpumpe ausgebildet ist. Weiterhin weist ein erfindungsgemäßer Prüfstand eine Steuerschaltung auf, die geeignet ist, den Synchronmotor so anzusteuern, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert. An inventive test stand for a fluid pump and a fluid injector has a synchronous motor, which is mechanically connectable to the fluid pump to be tested and designed to drive the fluid pump. Furthermore, an inventive test stand on a control circuit which is adapted to drive the synchronous motor so that it rotates at a constant speed.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen einer Fluidpumpe und/oder eines Fluidinjektors wird die Fluidpumpe, zum Beispiel über eine mechanischeIn a method according to the invention for testing a fluid pump and / or a fluid injector, the fluid pump is, for example, via a mechanical pump
Kupplung, mit einem Synchronmotor verbunden. Daraufhin wird der Synchronmotor durch eine Steuerschaltung derart angesteuert, dass der Synchronmotor mit konstanter Drehzahl rotiert. Ein Synchronmotor, wie er in einem erfindungsgemäßen Prüfstand und einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann durch eine geeignete Steuerschaltung derart angesteuert werden, dass er mit sehr konstanter Drehzahl rotiert, ohne dass es notwendig ist, eine rotierende Schwungmasse mit großer Trägheit vorzusehen. Der Synchronmotor kann daher besonders schnell und Energie sparend auf die gewünschte Prüfdrehzahl beschleunigt und aus derCoupling, connected to a synchronous motor. Then, the synchronous motor is driven by a control circuit such that the synchronous motor rotates at a constant speed. A synchronous motor, as used in a test stand and a method according to the invention can be controlled by a suitable control circuit such that it rotates at a very constant speed, without it being necessary to provide a rotating flywheel with high inertia. The synchronous motor can therefore particularly fast and energy-saving accelerated to the desired test speed and from the
Prüfdrehzahl zum Stillstand abgebremst werden. Die schnelle Abbremsbarkeit des Synchronmotors ermöglicht es, den Motor und damit auch die Fluidpumpe bei Bedarf schnell zum Stillstand zu bringen, so dass keine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung erforderlich ist, welche den Zugang zum Fluidinjektor und/oder zur Fluidpumpe behindert, bis der Motor und die Fluidpumpe zum Stillstand gekommen sind. The test speed can be braked to a standstill. The fast braking capability of the synchronous motor makes it possible to quickly bring the motor and thus the fluid pump to a halt when needed, so that no additional safety device is required, which obstructs access to the fluid injector and / or fluid pump until the motor and the fluid pump for Standstill have come.
Die Bedienbarkeit eines erfindungsgemäßen Prüfstandes wird dadurch verbessert. Insbesondere kann bei einem erfindungsgemäßen Prüfstand schneller als bei einem herkömmlichen Prüfstand auf die Fluidpumpe und/oder den Fluidinjektor zugegriffen werden, ohne dass die Sicherheit des Bedieners beeinträchtigt wird. The operability of a test stand according to the invention is thereby improved. In particular, in a test stand according to the invention, the fluid pump and / or the fluid injector can be accessed faster than in the case of a conventional test bench, without impairing the safety of the operator.
In einer Ausführungsform ist der Motor als Drehstrom-Synchronmotor ausgebildet. Ein Drehstrom-Synchronmotor ist besonders effektiv so ansteuerbar, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert und ein hohes Drehmoment aufweist. In one embodiment, the motor is designed as a three-phase synchronous motor. A three-phase synchronous motor is particularly effectively controlled so that it rotates at a constant speed and has a high torque.
In einer Ausführungsform weist die Steuerschaltung einen Regelkreis auf, der derart ausgebildet ist, dass er den Synchronmotor so ansteuert, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert. Eine konstante Drehzahl des die Fluidpumpe antreibenden Motors ist erforderlich, um bei der Prüfung der Fluidpumpe und/oder des Flu- idinjektors repräsentative und wiederholbare Messergebnisse zu erhalten. Durch einen Regelkreis kann der Synchronmotor besonders zuverlässig derart angesteuert werden, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert und es können zuverlässig reproduzierbare Messergebnisse erzeugt werden. In one embodiment, the control circuit has a control circuit which is designed such that it controls the synchronous motor so that it rotates at a constant speed. A constant speed of the motor driving the fluid pump is required in order to obtain representative and repeatable measurement results when testing the fluid pump and / or the fluid injector. By means of a control circuit, the synchronous motor can be controlled particularly reliably in such a way that it rotates at a constant speed and reliably reproducible measurement results can be generated.
In einer Ausführungsform sind der Synchronmotor und die Steuerschaltung derart ausgebildet, dass der Synchronmotor mit einem Drehzahlgradienten von mehr als 3000 U/min pro Sekunde beschleunigbar und abbremsbar ist. In einem derartigen Prüfstand kann der Motor besonders schnell beschleunigt und abgebremst werden. Insbesondere durch die schnelle Abbremsbarkeit wird eine hohe Sicherheit für den Bediener des Prüfstandes gewährleistet. In one embodiment, the synchronous motor and the control circuit are designed such that the synchronous motor with a speed gradient of more than 3000 U / min per second can be accelerated and braked. In such a test bench, the engine can be accelerated and decelerated particularly fast. In particular, the fast braking capability ensures a high level of safety for the operator of the test stand.
In einer Ausführungsform weist der Prüfstand einen Sicherheitsschalter auf, der derart mit der Steuerschaltung verbunden ist, dass der Synchronmotor durch Betätigen des Sicherheitsschalters anhaltbar ist. Durch einen solchen Sicherheitsschalter wird die Sicherheit für einen Bediener des Prüfstandes weiter erhöht. In einer Ausführungsform ist der Sicherheitsschalter derart mit einer Sicherheitsabdeckung verbunden, dass er beim Öffnen der Sicherheitsabdeckung automatisch betätigt wird. Ein derart ausgebildeter Prüfstand weist eine besonders hohe Sicherheit auf, da der Motor und mit ihm die Fluidpumpe automatisch abgeschal- tet werden, wenn die Sicherheitsabdeckung geöffnet wird. Da der Motor eines solchen Prüfstandes nach dem Öffnen der Sicherheitsabdeckung sehr schnell abgebremst wird, ist es nicht erforderlich, eine zweite Sicherheitsabdeckung vorzusehen, welche den Zugang eines Bedieners zur Fluidpumpe und/oder zum Fluidinjektor auch nach dem Öffnen der ersten Sicherheitsabdeckung behindert und verzögert, bis der Motor zum Stillstand gekommen ist. Die Bedienbarkeit desIn one embodiment, the test stand has a safety switch connected to the control circuit such that the synchronous motor can be stopped by operating the safety switch. By such a safety switch, the safety for an operator of the test stand is further increased. In one embodiment, the safety switch is connected to a safety cover in such a way that it is automatically actuated when the safety cover is opened. Such a trained test bench has a particularly high level of safety, since the engine and with it the fluid pump are automatically switched off when the safety cover is opened. Since the engine of such a test stand is decelerated very rapidly after the safety cover has been opened, it is not necessary to provide a second safety cover which impedes and delays the access of an operator to the fluid pump and / or the fluid injector even after the first safety cover has been opened the engine has come to a standstill. The operability of the
Prüfstandes wird so verbessert; insbesondere können die Fluidpumpe und der Fluidinjektor einfacher und schneller ausgetauscht werden. Test bench is improved in this way; In particular, the fluid pump and the fluid injector can be replaced easier and faster.
In einer Ausführungsform sind der Synchronmotor und die Steuerschaltung der- art ausgebildet, dass der Synchronmotor innerhalb von weniger als 1 ,5 Sekunden nach dem Betätigen des Sicherheitsschalters zum Stillstand kommt. Dadurch wird die Sicherheit des Prüfstandes weiter erhöht. Insbesondere kann bei einer typischen Geschwindigkeit der Armbewegungen des Bedieners von ca. 1 m/s der Prüfstand so ausgestaltet werden, dass es dem Bediener nicht möglich ist, innerhalb von 1 ,5 Sekunden nach dem Öffnen der Sicherheitsabdeckung rotierende Teile zu berühren oder auf andere Art mit einem Körperteil in einen Gefahrenbereich des Prüfstandes zu gelangen. In one embodiment, the synchronous motor and the control circuit are designed such that the synchronous motor comes to a standstill within less than 1.5 seconds after the actuation of the safety switch. This further increases the safety of the test bench. In particular, at a typical speed of the arm movements of the operator of about 1 m / s, the test stand can be designed so that the operator is not able to touch rotating parts within 1, 5 seconds after opening the safety cover or otherwise to get into a danger area of the test bench with a body part.
In einer Ausführungsform ist der Synchronmotor mit einer im Betrieb rotierenden Schwungmasse versehen, die vorzugsweise kleiner als 20% der Schwungmasse in einem herkömmlichen Prüfstand ist; insbesondere hat die Schwungmasse eine Trägheit von weniger als 0,2 kgm2. Durch eine rotierende Schwungmasse kann die Konstanz der Drehzahl des Synchronmotors und der Fluidpumpe weiter verbessert werden. Da der Synchronmotor durch die Steuerschaltung gezielt an- steuerbar ist, kann die Schwungmasse deutlich kleiner als bei einem Prüfstand mit einem herkömmlichen Asynchronmotor ausgebildet sein. Durch die kleinere Schwungmasse ist der Motor eines erfindungsgemäßen Prüfstandes schneller beschleunigbar und abbremsbar als der Motor eines herkömmlichen Prüfstandes. In one embodiment, the synchronous motor is provided with a rotating flywheel in operation, which is preferably less than 20% of the flywheel in a conventional test stand; In particular, the flywheel has an inertia of less than 0.2 kgm 2 . By a rotating flywheel, the constancy of the speed of the synchronous motor and the fluid pump can be further improved. Since the synchronous motor can be selectively controlled by the control circuit, the flywheel mass can be significantly smaller than in the case of a test stand with a conventional asynchronous motor. Due to the smaller flywheel, the engine of a test stand according to the invention can be accelerated and braked faster than the engine of a conventional test rig.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstandes 2. The invention will be explained below with reference to the attached figure. The figure shows a schematic representation of a test stand 2 according to the invention.
Ein erfindungsgemäßer Prüfstand 2 weist ein Gehäuse mit einem Motorraum 24 und einem Pumpenraum 26 auf, die durch eine Trennwand 38 voneinander getrennt sind. An inventive test stand 2 has a housing with an engine compartment 24 and a pump chamber 26, which are separated by a partition 38 from each other.
Im Pumpenraum 26 ist eine ggf. zu prüfende Fluidpumpe 12 angeordnet, die im Betrieb durch eine Saugleitung 9 Fluid (Prüföl) aus einem Tankbehälter 10 entnimmt. In the pump chamber 26, a possibly to be tested fluid pump 12 is arranged, which takes 9 fluid (test oil) from a tank container 10 during operation by a suction line.
Ein Ausgang der Fluidpumpe 12 ist über eine erste Fluiddruckleitung 14 mit einem Druckspeicher (Prüfrail) 40 verbunden. Der Druck im Druckspeicher 40 ist durch wenigstens einen im Druckspeicher 40 angeordneten Drucksensor 42 messbar und kann durch Ansteuern eines Druckeinstellventils 44, durch welches überschüssiges Fluid aus dem Druckspeicher 40 in den Tankbehälter 10 rück- führbar ist, mit hoher Genauigkeit auf den gewünschten Wert eingestellt werden. An output of the fluid pump 12 is connected via a first fluid pressure line 14 to a pressure accumulator (Prüfrail) 40. The pressure in the pressure accumulator 40 can be measured by at least one pressure sensor 42 arranged in the pressure accumulator 40 and can be set to the desired value with high accuracy by actuating a pressure setting valve 44, by means of which excess fluid can be returned from the pressure accumulator 40 into the tank container 10 ,
Der Druckspeicher 40 ist über eine zweite Fluiddruckleitung 15 hydraulisch mit einem zu prüfenden Fluidinjektor 4 verbunden, um dem Fluidinjektor 4 im Betrieb unter Druck stehendes Fluid zuzuführen. The pressure accumulator 40 is hydraulically connected to a fluid injector 4 to be tested via a second fluid pressure line 15 in order to supply fluid under pressure to the fluid injector 4 during operation.
Das von dem Fluidinjektor 4 im Betrieb ausgegebene Fluid wird von einer Auffangvorrichtung 6 aufgefangen und über eine Rücklaufleitung 8, in der eine Fluidmesseinheit 50, die zur Messung der Fluidmenge ausgebildet ist, angeordnet ist, in den Tankbehälter 10 zurückgeführt. Die Fluidmesseinheit 50 ist mit einer Auswert- und Anzeigeeinheit 52 verbunden, die ausgebildet ist, um die von der Fluidmesseinheit 50 gemessenen Fluidmengen auszuwerten und anzuzeigen. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die Messwerte drahtgebunden oder drahtlos an eine außerhalb des Pumpenraums 26 angeordnete Auswert- und Anzeigeeinheit übertragen werden. The fluid emitted by the fluid injector 4 during operation is collected by a collecting device 6 and returned to the tank container 10 via a return line 8, in which a fluid measuring unit 50, which is designed to measure the amount of fluid, is arranged. The fluid measuring unit 50 is connected to an evaluation and display unit 52 which is designed to evaluate and display the fluid quantities measured by the fluid measuring unit 50. In an exemplary embodiment which is not shown, the measured values can be transmitted by wire or wireless to an evaluation and display unit arranged outside the pump chamber 26.
Der Druckspeicher 40 ist zusätzlich über eine Bypass-Leitung 48, die durch ein Bypass-Ventil 46 verschließbar ist, hydraulisch mit der Fluidmesseinheit 50 verbunden. Zum Prüfen des Fluidinjektors 4 ist das Bypass-Ventil 46 geschlossen. Um die Fluidpumpe 12 zu prüfen, wird das Bypass-Ventil 46 geöffnet und der Fluidinjektor 4 wird nicht angesteuert, so dass die Fluidmesseinheit 50 die durch die Fluidpumpe 12 geförderte Fluidmenge misst. The pressure accumulator 40 is additionally hydraulically connected to the fluid measuring unit 50 via a bypass line 48, which can be closed by a bypass valve 46. For checking the fluid injector 4, the bypass valve 46 is closed. To test the fluid pump 12, the bypass valve 46 is opened and the Fluid injector 4 is not actuated, so that the fluid measuring unit 50 measures the amount of fluid delivered by the fluid pump 12.
Der Prüfstand 2 kann mit in der Figur nicht gezeigten Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme der Fluidpumpe bzw. des Fluidinjektors 4 ausgebildet sein, welche dieThe test stand 2 may be formed with receiving devices not shown in the figure for receiving the fluid pump or the fluid injector 4, which the
Fluidpumpe 12 bzw. den Fluidinjektor 4 im Prüfbetrieb zuverlässig aufnehmen und hydraulisch mit den Fluidleitungen verbinden und dabei gleichzeitig ein einfaches und schnelles Auswechseln der Fluidpumpe 12 und des Fluidinjektors 4 ermöglichen. Dies ermöglicht die Prüfung einer Vielzahl von Fluidpumpen 12 und/oder Fluidinjektoren 4 in möglichst kurzer Zeit. Fluid pump 12 and the fluid injector 4 record reliably in test mode and hydraulically connect to the fluid lines while allowing a simple and quick replacement of the fluid pump 12 and the fluid injector 4. This makes it possible to test a large number of fluid pumps 12 and / or fluid injectors 4 in the shortest possible time.
Die Fluidpumpe 12 ist über eine Welle 16, welche sich durch eine in der Trennwand 38 ausgebildete Durchführung 40 aus dem Pumpenraum 26 in den Motorraum 24 erstreckt, mit einem Motor 18 verbunden. Die Welle 16 kann mit einer in der Figur nicht gezeigten Kupplung versehen sein, um ein einfaches, sicheres und schnelles An- und Abkuppeln der Pumpe 12 zu ermöglichen und das Austauschen der Fluidpumpe 12 zu vereinfachen. Die Welle 16 ist mit einer The fluid pump 12 is connected to a motor 18 via a shaft 16, which extends from the pump chamber 26 into the engine compartment 24 through a passage 40 formed in the partition wall 38. The shaft 16 may be provided with a coupling, not shown in the figure, to allow a simple, safe and quick coupling and uncoupling of the pump 12 and to facilitate the replacement of the fluid pump 12. The shaft 16 is connected to a
Schwungscheibe 17 ausgebildet, welche das Trägheitsmoment der Welle 16 vergrößert und die Konstanz der Drehzahl des Motors 12, der Welle 16 und der Fluidpumpe 12 erhöht. Das Trägheitsmoment der Schwungscheibe 17 ist deutlich keiner als das Trägheitsmoment einer Schwungmasse, wie sie in einem herkömmlichen Prüfstand, bei dem die Fluidpumpe von einem Asynchronmotor angetrieben wird, verwendet wird. Vorzugsweise hat die Schwungscheibe 17 ein Trägheitsmoment, das kleiner als 20% des Trägheitsmoments einer herkömmli- chen Schwungmasse ist. In herkömmlichen Prüfständen hat die Schwungmasse in der Regel eine Trägheit von mehr als 0,5 kgm2, typischerweise von 0,78 kgm2. Die Schwungscheibe 17 eines erfindungsgemäßen Prüfstandes hat dagegen beispielsweise eine Trägheit von 0,12 kgm2. Der Motor 18 im Motorraum 24 ist als Drehstrom-Synchronmotor 18 ausgebildet und über drei Stromleitungen 22 mit einer Steuerschaltung 20 verbunden, die derart ausgebildet ist, dass sie den Drehstrom-Synchronmotor 18 im Betrieb derart ansteuert, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert. Die gewünschte Drehzahl ist an der Steuervorrichtung 20 einstellbar. Flywheel 17 is formed, which increases the moment of inertia of the shaft 16 and increases the constancy of the rotational speed of the motor 12, the shaft 16 and the fluid pump 12. The moment of inertia of the flywheel 17 is clearly none other than the moment of inertia of a flywheel, as used in a conventional test stand in which the fluid pump is driven by an induction motor. Preferably, the flywheel 17 has an inertia torque that is less than 20% of the moment of inertia of a conventional flywheel. In conventional test stands, the flywheel usually has an inertia of more than 0.5 kgm 2 , typically 0.78 kgm 2 . By contrast, the flywheel 17 of a test stand according to the invention has, for example, an inertia of 0.12 kgm 2 . The motor 18 in the engine compartment 24 is formed as a three-phase synchronous motor 18 and connected via three power lines 22 to a control circuit 20, which is designed such that it drives the three-phase synchronous motor 18 in operation such that it rotates at a constant speed. The desired speed is adjustable on the control device 20.
Der Pumpenraum 26 weist an wenigstens einer (in der Figur rechts gezeigten) Seite eine an einem Scharnier 30 schwenkbar gelagerte Klappe auf. Die Klappe ist durch einen Griff 32, der an der Klappe 28 befestigt ist, aufklappbar, um einem Bediener den Zugang zum Pumpenraum 26 und insbesondere zur Fluidpumpe 12 und dem Fluidinjektor 4 zu ermöglichen, z. B. um diese auszutauschen. The pump chamber 26 has at least one (shown in the figure on the right) side on a hinge 30 pivotally mounted flap. The flap is by a handle 32 which is fixed to the flap 28, hinged to allow an operator access to the pump chamber 26 and in particular to the fluid pump 12 and the fluid injector 4, z. B. to exchange these.
An der Klappe 28 ist ein Sicherheitsschalter 34 derart angeordnet, dass er beim Öffnen und Schließen der Sicherheitsklappe 28 betätigt wird. Insbesondere ist der Sicherheitsschalter 34 derart ausgebildet, dass an seinem Schaltzustand erkennbar ist, ob die Sicherheitsklappe 28 vollständig geschlossen ist, oder nicht. On the flap 28, a safety switch 34 is arranged such that it is actuated when opening and closing the safety flap 28. In particular, the safety switch 34 is designed such that it can be seen from its switching state whether the safety flap 28 is completely closed or not.
Der Sicherheitsschalter 34 ist über eine elektrische Sicherheitsleitung 36 mit der Steuerschaltung 20 verbunden. The safety switch 34 is connected to the control circuit 20 via an electrical safety line 36.
Ist die Sicherheitsklappe 28 nicht vollständig geschlossen, erkennt dies die Sicherheitsschaltung 20 an einem entsprechenden Signal des Sicherheitsschalters 34 und verhindert ein Anfahren des Motors 18. If the safety flap 28 is not completely closed, this recognizes the safety circuit 20 to a corresponding signal of the safety switch 34 and prevents starting of the motor 18th
Darüber hinaus erkennt die Steuerschaltung 20 auch, wenn während des Betriebs des Motors 18 die Sicherheitsklappe 28 geöffnet und der Schaltzustand des Sicherheitsschalters 34 verändert wird. In diesem Fall steuert die Steuerschaltung 20 den Motor 18 so an, dass er sehr schnell, d. h. mit einem sehr großen Drehzahlgradienten, abgestoppt wird, um die Sicherheit des Bedieners des Prüfstandes 2 zu gewährleisten. In addition, the control circuit 20 also detects when the safety flap 28 is opened during operation of the motor 18 and the switching state of the safety switch 34 is changed. In this case, the control circuit 20 controls the motor 18 so that it is very fast, d. H. with a very high speed gradient, is stopped to ensure the safety of the operator of the test bench 2.
Bei typischen Prüfständen rotiert die Welle mit einer maximalen Drehzahl von 4000 U/min. Weist der Motor 18 z.B. einen Drehzahlgradienten von 3000 U/min pro Sekunde auf, wird er innerhalb von 1 ,33 s nach dem Betätigen des Sicherheitsschalters 34 vollständig bis zum Stillstand abgestoppt. Diese Zeit ist in der Regel ausreichend, um die Sicherheit des Bedieners des Prüfstandes zu gewährleisten. Insbesondere können die Sicherheitsklappe 28 und der Pumpenraum 26 so ausgebildet sein, dass es einem Bediener unmöglich ist, innerhalb dieser Zeit nach dem Betätigen des Sicherheitsschalters 34 mit einem Körperteil in einen Gefahrenbereich des Prüfstandes 2 zu gelangen. In typical test stands, the shaft rotates at a maximum speed of 4000 rpm. If the motor 18 has e.g. a speed gradient of 3000 U / min per second, it is completely stopped within 1.33 seconds after the actuation of the safety switch 34 to a standstill. This time is usually sufficient to ensure the safety of the operator of the test bench. In particular, the safety flap 28 and the pump chamber 26 can be designed such that it is impossible for an operator to reach a danger zone of the test stand 2 with a body part within this time after the safety switch 34 has been actuated.
Um die Sicherheit weiter zu verbessern, können zusätzlich weitere Sicherheitsschalter 34 vorgesehen sein, wobei der Motor 18 gestoppt wird, wenn wenigstens einer der Sicherheitsschalter 34 betätigt wird. Dadurch kann die Sicherheit auch bei einer Fehlfunktion eines der Sicherheitsschalter 34 gewährleistet werden. In order to further improve safety, additional safety switches 34 may additionally be provided, with the motor 18 being stopped when at least one of the safety switches 34 is actuated. This can be the safety be ensured even with a malfunction of the safety switch 34.
Der/die Sicherheitsschalter 34 können als mechanische Sicherheitsschalter 34 aber auch als Lichtschranken, Lichtvorhänge, induktive Näherungssensoren oder ähnliche Vorrichtungen ausgebildet sein, die ein Öffnen der Sicherheitsklappe 28 und/oder eine Annäherung eines Körperteils eines Bedieners an einen Gefahrenbereich des Prüfstandes 2 anzeigen. Da in einem erfindungsgemäßen Prüfstand 2 auf eine zweite Sicherheitsabdeckung verzichtet werden kann, ermöglicht ein erfindungsgemäßer Prüfstand 2 einen schnellen und bequemen Zugriff eines Bedieners auf die zu prüfende Flu- idpumpe 12 und/oder den zu prüfenden Fluidinjektor 4, ohne die Sicherheit des Bedieners zu beeinträchtigen. The safety switch (s) 34 can also be designed as mechanical safety switches 34 but also as light barriers, light curtains, inductive proximity sensors or similar devices which indicate an opening of the safety flap 28 and / or an approach of a body part of an operator to a danger area of the test bed 2. Since it is possible to dispense with a second safety cover in a test stand 2 according to the invention, a test stand 2 according to the invention enables fast and convenient access of an operator to the fluid pump 12 to be tested and / or the fluid injector 4 to be tested, without impairing the safety of the operator ,

Claims

Patentansprüche claims
1 . Prüfstand (2) für eine Fluidpumpe (12) und einen Fluidinjektor (4), insbesondere eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoff! njektor, mit 1 . Test stand (2) for a fluid pump (12) and a fluid injector (4), in particular a fuel pump and a fuel! injector, with
einem Synchronmotor (18), der mechanisch mit einer zu prüfenden Fluidpumpe (12) verbindbar und zum Antreiben der Fluidpumpe (12) ausgebildet ist;  a synchronous motor (18) mechanically connectable to a fluid pump (12) to be tested and adapted to drive the fluid pump (12);
einer Steuerschaltung (20), die zum Ansteuern des Synchronmotors (18) ausgebildet ist.  a control circuit (20) which is designed to drive the synchronous motor (18).
2. Prüfstand (2) nach Anspruch 1 , wobei die Steuerschaltung (20) einen Regelkreis aufweist, der geeignet ist, den Synchronmotor (18) derart anzusteuern, dass er mit konstanter Drehzahl rotiert. 2. test stand (2) according to claim 1, wherein the control circuit (20) comprises a control circuit which is adapted to drive the synchronous motor (18) such that it rotates at a constant speed.
3. Prüfstand (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Synchronmotor (18) und die Steuerschaltung (20) derart ausgebildet sind, dass der Synchronmotor (18) mit einem Drehzahlgradienten von wenigstens 3000 U/min pro Sekunde ansteuerbar ist. 3. test stand (2) according to claim 1 or 2, wherein the synchronous motor (18) and the control circuit (20) are designed such that the synchronous motor (18) with a speed gradient of at least 3000 U / min per second is controlled.
4. Prüfstand (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Sicherheitsschalter (34), der derart mit der Steuerschaltung (20) verbunden ist, dass der Synchronmotor (18) durch Betätigen des Sicherheitsschalters (34) anhaltbar ist. 4. test stand (2) according to any one of the preceding claims, with a safety switch (34) which is connected to the control circuit (20) such that the synchronous motor (18) by pressing the safety switch (34) is untenable.
5. Prüfstand (2) nach Anspruch 4, wobei der Sicherheitsschalter (34) derart mit einer Sicherheitsabdeckung (28) verbunden ist, dass er beim Öffnen der Sicherheitsabdeckung (28) betätigt wird. 5. test stand (2) according to claim 4, wherein the safety switch (34) is so connected to a safety cover (28) that it is actuated when opening the safety cover (28).
6. Prüfstand (2) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Synchronmotor (18) und die Steuerschaltung (20) so ausgebildet sind, dass der Synchronmotor (18) innerhalb von weniger als 1 ,5 s nach dem Betätigen des Sicherheitsschalters (34) anhaltbar ist. 6. test stand (2) according to claim 4 or 5, wherein the synchronous motor (18) and the control circuit (20) are formed so that the synchronous motor (18) within less than 1, 5 s after pressing the safety switch (34). is persistent.
7. Prüfstand (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Synchronmotor (18) mit einer Schwungmasse (17) versehen ist, die 20% kleiner als die Schwungmasse in einem herkömmlichen Prüfstand (2) ist; dabei hat die Schwungmasse (17) vorzugsweise eine Trägheit von weniger als 0,2 kgm2. 7. test stand (2) according to any one of the preceding claims, wherein the synchronous motor (18) is provided with a flywheel (17) which is 20% smaller than the flywheel in a conventional test stand (2); In this case, the flywheel (17) preferably has an inertia of less than 0.2 kgm 2 .
8. Verfahren zum Prüfen einer Fluidpumpe (12) und/oder eines Fluidinjek- tors (4), insbesondere einer Kraftstoffpumpe und eines Kraftstoffinjektors, mit den Schritten: 8. Method for testing a fluid pump (12) and / or a fluid injector (4), in particular a fuel pump and a fuel injector, with the steps:
mechanisches Verbinden der Fluidpumpe (12) mit einem Synchronmotor (18); mechanically connecting the fluid pump (12) to a synchronous motor (18);
Ansteuern des Synchronmotors (18) durch eine Steuerschaltung (20) derart, dass der Synchronmotor (18) mit konstanter Drehzahl rotiert. Driving the synchronous motor (18) by a control circuit (20) such that the synchronous motor (18) rotates at a constant speed.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren zusätzlich den Schritt aufweist: 9. The method of claim 8, wherein the method additionally comprises the step of:
Stoppen des Synchron motors (18), wenn ein mit der Steuerschaltung (20) verbundener Sicherheitsschalter (34) betätigt wird.  Stopping the synchronous motor (18) when a with the control circuit (20) connected to the safety switch (34) is actuated.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Synchronmotor (18) innerhalb iger als 1 ,5 s nach dem Betätigen des Sicherheitsschalters (34) gestoppt The method of claim 9, wherein the synchronous motor (18) is stopped within iger than 1.5 seconds after the operation of the safety switch (34)
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