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Title:
DEVICE FOR CHECKING POWER AND WORKING MACHINES,
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/044260
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for checking positive-displacement pumps. Said pumps are driven in normal operational mode by a pulley. The pump (machine 6) which is to be checked does not have a pulley during the checking process. A positive-fitting catching device is provided between the output shaft (2) of the coupling device (3)and the input shaft (5) of the machine (6). Since the positive-fitting catching device cannot be configured without play, a pulley (8) which can be driven by the device can be joined in non-positive fit to the input shaft (5) of the machine (6) by means of a clamping device (4). Grapple tongs (10) and an adjustment shaft (12) are used to open and close the clamping device (4). A spring (15) which is arranged on the coupling device (3) can move the clamping device (4) into a closed position when the grapple tongs (10) are opened. The clamping device (4) comprises a conical clamping sleeve (9) interacting with the input shaft (5) of the machine (6) and an inner conical member (7) connected to the pulley (8). When coupling the machine (6) to the device, both members of the positive-fitting catching device are initially adapted to each other until a positive-fitting catching connection is obtained, whereupon the clamping device (4) is brought to a closed position.

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Inventors:
BEHRENDT THOMAS (DE)
SCHEPERS BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/001664
Publication Date:
October 08, 1998
Filing Date:
March 21, 1998
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
BEHRENDT THOMAS (DE)
SCHEPERS BERND (DE)
International Classes:
F04B9/02; F04B51/00; F16D1/091; F16D1/092; (IPC1-7): F04B51/00; F04B9/02; F16D1/09
Domestic Patent References:
WO1982004480A11982-12-23
Foreign References:
SU964237A11982-10-07
FR2452011A11980-10-17
EP0695869A11996-02-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 029 (M - 922) 19 January 1990 (1990-01-19)
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Prüfen von Kraftund Arbeitsma schinen, insbesondere von Verdrängerpumpen (im folgenden "Maschine (n)"genannt), deren Antrieb im bestimmungsgemäßen Betrieb über ein Antriebselement in der Form einer Riemen scheibe oder eines Zahnrades erfolgt, wobei die zu prüfende Maschine (6) an ihrer Antriebswelle (5) einen ersten Teil einer formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung aufweist und die Vorrichtung einen zweiten Teil der Mitnahmeeinrichtung auf weist, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merk male : die Prüfvorrichtung weist eine Koppelvorrichtung (3) auf mit einem an der Koppelvorrichtung (3) befestigten Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe (8) oder eines Zahnrades, das Antriebselement ist über eine in der Koppelvor richtung (3) angeordnete Spanneinrichtung (4) mit der Antriebswelle (5) der Maschine (6) kraftschlüssig ver bindbar, eine an der Prüfvorrichtung angeordnete Greif zange (10) kann für das Halten und das Verschieben der Koppelvorrichtung (3) eine geschlossene und eine offe ne Stellung einnehmen, die Greifzange (10) hält in ihrer geschlossenen Stel lung die Spanneinrichtung (4)in der Ausgangsstel lung der Prüfvorrichtungin geschlossenem Zustand, eine in der Prüfvorrichtung angeordnete Stellwel le (12) dient zum Verschieben der Koppelvorrich tung (3) und zum Öffnen der Spanneinrichtung (4), eine Feder (15) ist in der Koppelvorrichtung (3) ange ordnet, um in der offenen Stellung der Greifzange (10) die Spanneinrichtung (4) in Schließrichtung zu beauf schlagen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spanneinrichtung (4) eine mit der Antriebswelle (5) der Maschine (6) zusammen wirkende konische Spannhülse (9) und ein mit dem Antriebs element verbundenes Innenkonusteil (7) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Koppelvorrichtung (3) wenigstens eine Ausnehmung (14) aufweist für die Aufnahme eines Teils der Greifzange (10).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausnehmung (14) der Koppelvorrichtung (3) eine Ringnut ist, in die wenigstens eine Greifbacke (11) der Greifzange (10) eingreift.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Greifbacke (11) der Greifzange (10) in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Achse einer Abtriebswelle (2) der Koppelvorrich tung (3) bewegbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Greif zange (10) wenigstens zwei Greifelemente (18) aufweist, die um je eine quer zu der Achse der Abtriebswelle (2) der Kop pelvorrichtung (3) liegende Achse (19) schwenkbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Teil der formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung ein an der Ab triebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) angeordnetes Po lygonprofil, vorzugsweise ein Außensechskant (17), ist, das an den ersten Teil der Mitnahmeeinrichtung in der Form ei nes im Inneren der Antriebswelle (5) der Maschine (6) ange ordneten Polygonprofils, vorzugsweise eines Innensechs kants, angepaßt ist.
8. Verfahren zum Koppeln von Kraftund Arbeitsmaschi nen, insbesondere von Verdrängerpumpen, deren Antrieb im bestimmungsgemäßen Betrieb über ein Antriebselement in der Form einer Riemenscheibe oder eines Zahnrades erfolgt, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Prü fen von Kraftund Arbeitsmaschinen, insbesondere von Ver drängerpumpen (im folgenden"Maschine (n)"genannt), wobei die zu prüfende Maschine (6) an ihrer Antriebswelle (5) einen ersten Teil einer formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung aufweist und die Koppelvorrichtung (3) einen zweiten Teil der Mitnahmeeinrichtung aufweist und wobei an der Koppel vorrichtung (3) ein Antriebselement in der Form einer Rie menscheibe (8) oder eines Zahnrades angeordnet ist, das in der Ausgangsstellung der Vorrichtung durch eine Spannein richtung (4) von der Abtriebswelle (2) der Koppelvorrich tung (3) getrennt ist, mit folgenden Schritten : die zu prüfende Maschine (6) wird an die Vorrichtung ohne Antriebselement angeliefert, die Stellwelle (12) wird in Richtung auf die Koppel vorrichtung (3) bewegt und drückt die Abtriebswel le (2) und einen Ring (13) in axialer Richtung gegen die Spannhülse (9), wodurch die Spanneinrichtung (4) geöffnet wird, die beiden Teile der formschlüssigen Mitnahmeeinrich tung werden durch kurzzeitig wechselnde Drehbewegungen der Abtriebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) in ih rer gegenseitigen Lage aneinander angepaßt, die Abtriebswelle (2) der Koppelvorrichtung (3) und die Antriebswelle (5) der Maschine (6) werden in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis eine formschlüssi ge Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Teilen be steht, die Stellwelle (12) wird in ihre Ausgangsstellung zu rück bewegt, die Feder (15) bringt die Spanneinrichtung (4) in ihre Schließstellung, so daß das Antriebselement der Vor richtung sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der Antriebswelle (5) der Maschine (6) verbunden ist, die Greifzange (10) wird in ihre offene Stellung ge bracht.
Description:
Vorrichtung zum Prüfen von Kraft-und Arbeitsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Kraft-und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Verdränger- pumpen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Auf einer solchen Vorrichtung werden z. B. Verdrängerpumpen geprüft, die im bestimmungsgemäßen Betrieb über eine Riemenscheibe, ein Zahnrad oder ein anderes Antriebselement angetrieben werden. Die zu prüfende Pumpe besitzt an ihrer Antriebswel- le einen ersten Teil einer formschlüssigen Mitnahmeein- richtung. Der zweite Teil der Mitnahmeeinrichtung ist an der Vorrichtung angeordnet.

Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in der Form von speziellen Prüfständen verwendet, auf denen Verdrängerpumpen oder andere Aggregate nach deren Montage auf ihre hydraulischen oder anderen Funktionen überprüft werden. Dazu werden sie durch hydrau- lisch oder pneumatisch betriebene Zylinder geklemmt. Die Pumpen werden auf dem Prüfstand kraftschlüssig über einen Riemen angetrieben, wenn eine Riemenscheibe zum Lieferum- fang gehört. Ebenso kann der Antrieb durch eine formschlüs- sige Mitnahmeeinrichtung erfolgen, die beispielsweise durch einen Außensechskant an der Abtriebswelle der Vorrichtung und einen Innensechskant an der Antriebswelle der Pumpe gebildet ist.

Der Antrieb der zu prüfenden Pumpe durch einen Riemen- trieb hat gegenüber dem Antrieb durch eine formschlüssige Mitnahmeeinrichtung den Vorteil einer"integrierten"Über- lastsicherung. Durch die aufgebrachte Riemenlast ist außer- dem eine Prüfung unter Bedingungen möglich, die weitgehend

den Bedingungen des späteren Anwendungsgebietes der Pumpe entsprechen.

Bei Pumpen, bei denen eine Riemenscheibe nicht zum Lieferumfang gehört, muß bei bekannten Prüfvorrichtungen manuell eine Riemenscheibe angeschraubt und nach der Prü- fung wieder demontiert werden. Dies erfordert einen hohen Montageaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor- richtung nach dem Gattungsbegriff derart zu verbessern, daß die einzelnen Arbeitsgänge bei der Koppelung der Pumpe mit dem Prüfstand und bei der Abnahme der Pumpe von dem Prüf- stand vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn- zeichnete Vorrichtung und durch das im Anspruch 8 beschrie- bene Verfahren zum Koppeln von Kraft-und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Verdrängerpumpen (im folgenden "Maschine (n)"genannt), auf einer derartigen Vorrichtung gelöst. Die Lösung erfolgt dadurch, daß die gattungsgemäße Prüfvorrichtung eine Koppelvorrichtung mit einem Antriebse- lement in der Form einer Riemenscheibe oder eines Zahnrades aufweist. Das Antriebselement kann über eine in der Koppel- vorrichtung angeordnete Spanneinrichtung mit der Antriebs- welle der Maschine kraftschlüssig verbunden werden. Dazu verhilft eine Greifzange, die für das Halten und das Ver- schieben der Koppelvorrichtung eine geschlossene und eine offene Stellung einnehmen kann. Die Greifzange hält in ih- rer geschlossenen Stellung, die der Ausgangsstellung der Prüfvorrichtung entspricht, die Spanneinrichtung in ge- schlossenem Zustand. Eine in der Prüfvorrichtung angeordne- te Stellwelle dient zum Öffnen der Spanneinrichtung. Bei

zurückgefahrener Stellwelle kann eine Feder, die an der Koppelvorrichtung angeordnet ist, die Spanneinrichtung in Schließrichtung beaufschlagen.

Eine derartige Prüfvorrichtung ist Grundlage des im Anspruch 8 beschriebenen Verfahrens. Die Maschine wird da- bei durch folgende Verfahrensschritte an der Koppelvorrich- tung befestigt : Die zu prüfende Maschine wird an die Koppelvorrichtung ohne Antriebselement, d. h. ohne Riemenscheibe oder Zahnrad, angeliefert. Um die beiden Teile der formschlüssigen Mit- nahmeeinrichtung in ihre richtige gegenseitige Lage zuein- ander zu bringen, wird die Abtriebswelle der Koppelvorrich- tung kurzzeitig in wechselnden Drehbewegungen angetrieben.

Dabei werden die Abtriebswelle der Koppelvorrichtung und die Antriebswelle der Maschine in axialer Richtung aufein- ander zu bewegt, bis eine formschlüssige Verbindung zwi- schen den beiden Teilen besteht. Danach wird die Stellwelle in ihre Ausgangsstellung zurück bewegt, so daß die Feder die Spanneinrichtung in ihre Schließstellung bringen kann.

Anschließend wird die Greifzange in ihre offene Stellung gebracht. Damit ist das Antriebselement der Vorrichtung so- wohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der An- triebswelle der Maschine verbunden. Dies ist insbesondere deshalb zweckmäßig, weil eine formschlüssige Mitnahmeein- richtung alleine nicht spielfrei ausgeführt werden kann.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er- findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Wenn die Spanneinrichtung eine mit der Antriebswelle der Maschine zusammenwirkende konische Spannhülse und ein mit dem An- triebselement verbundenes Innenkonusteil umfaßt, dann las- sen sich die beiden Teile der Spanneinrichtung leicht auf-

einander zu bewegen. Die Spanneinrichtung weist an ihrem äußeren Teil zweckmäßigerweise wenigstens eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Teils der Greifzange auf. Dabei kann die Ausnehmung sehr leicht als Ringnut hergestellt werden, in die wenigstens eine Greifbacke der Greifzange eingreift.

Eine solche Greifbacke ist in einer Richtung im wesentli- chen parallel zu der Achse der Abtriebswelle der Vorrich- tung bewegbar. Um eine gleichmäßige Betätigung der Spann- einrichtung zu gewährleisten, weist die Greifzange wenig- stens zwei Greifelemente auf, die um eine quer zu der Achse der Abtriebswelle der Koppelvorrichtung liegende Achse schwenkbar sind. Die beiden Teile der formschlüssigen Mit- nahmeeinrichtung können aus einem an der Abtriebswelle der Koppelvorrichtung angeordneten Polygonprofil, vorzugsweise einem Außensechskant, und aus einem im Inneren der An- triebswelle der Maschine angeordneten Polygonprofil, vor- zugsweise einem Innensechskant, gebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu- tert. Die einzige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

In einem Gehäuse 1 der Vorrichtung zum Prüfen von Ver- drängerpumpen und ähnlichen Kraft-und Arbeitsmaschinen ist eine Antriebseinheit für den Antrieb einer Abtriebswelle 2 einer Koppelvorrichtung 3 enthalten. Die Antriebseinheit ist nicht erfindungswesentlich und wird deshalb nicht näher dargestellt.

Mit der Abtriebswelle 2 ist ein Teil einer Spannein- richtung 4 für eine Antriebswelle 5 einer Maschine 6, bei- spielsweise einer Verdrängerpumpe, trieblich verbunden. Die

Spanneinrichtung 4 umfaßt ein Innenkonusteil 7, das unver- schiebbar mit der Abtriebswelle 2 und mit einer Riemen- scheibe 8 verbunden ist. Anstelle der Riemenscheibe 8 ist auch ein anderes Antriebselement für den Antrieb der Ma- schine 6 vorstellbar, beispielsweise ein Zahnrad. Die Span- neinrichtung 4 umfaßt außerdem eine konische Spannhülse 9, die mit der Antriebswelle 5 der Maschine 6 zusammenwirkt.

An der Prüfvorrichtung ist eine Greifzange 10 mit meh- reren Greifbacken 11 für das Halten der Koppelvorrichtung 3 angeordnet. Die Greifzange 10 kann eine geschlossene Stel- lung einnehmen für das Halten und das Gegenhalten der Kop- pelvorrichtung 3. Diese Stellung wird dann eingenommen, wenn die Spanneinrichtung 4 geöffnet ist. Geöffnet wird die Spanneinrichtung 4 dadurch, daß eine in dem Gehäuse 1 dreh- bar und axial verschiebbar geführte Stellwelle 12 in Rich- tung auf die Koppelvorrichtung 3, d. h. in der Figur nach links, verschoben wird. Die Stellwelle 12 drückt dann über die Abtriebswelle 2 und einen Ring 13 auf die Spannhülse 9.

Die Greifzange 10 hält dabei das Innenkonusteil 7 zurück, indem die Greifbacken 11 in eine Ausnehmung 14 des Innenko- nusteiles 7, die beispielsweise die Form einer Ringnut auf- weist, eingreifen. Eine Feder 15 ist zwischen dem Innenko- nusteil 7 und dem Ring 13 eingesetzt. Der Ring 13 läßt sich durch die Feder 15 nur so weit nach rechts verschieben, bis er an einem mit der Spannhülse 9 verbundenen Sicherungs- ring 16 anliegt.

Eine offene Stellung der Greifzange 10 wird dann ein- genommen, wenn die Spanneinrichtung 4 auf die Antriebswel- le 5 der Maschine 6 aufgeschoben ist. In der in der Zeich- nung mit durchgezogenen Linien dargestellten geschlossenen Stellung der Greifzange 10 hält diese die Koppelvorrich-

tung 3, während die Stellwelle 12 nach links verstellt ist und die Spannhülse 9 gerade noch geöffnet ist. Wird die Stellwelle 12 zurück nach rechts in das Gehäuse 1 verscho- ben, so drückt die Feder 15 den Ring 13 und die Abtriebs- welle 2 zurück. Damit bewegt sich über den Sicherungs- ring 16 auch die Spannhülse 9 nach rechts und schließt die Spanneinrichtung 4. In der geschlossenen Stellung der Span- neinrichtung 4 ist die Riemenscheibe 8 kraftschlüssig mit der Antriebswelle 5 der Maschine 6 verbunden.

Die Prüfvorrichtung weist zusätzlich zu der kraft- schlüssigen Verbindung noch eine formschlüssige Mitnahme- einrichtung auf, die durch einen Außensechskant 17 an der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 und einen damit zusammenpassenden Innensechskant in der Antriebswelle 5 der Maschine 6 gebildet ist. Anstelle der Sechskantprofile kön- nen mit gleicher Wirkung andere Polygonprofile verwendet werden. Ebenso können die Außen-und Innenprofile an den beiden Wellen vertauscht sein.

Damit die Koppelvorrichtung 3 von dem anderen Teil der Prüfvorrichtung, der das Gehäuse 1 und die Stellwelle 12 enthält, getrennt werden kann, sind die Greifbacken 11 an Greifelementen 18 der Greifzange 10 angeordnet. Es sind wenigstens zwei Greifelemente 18 vorhanden. Um die Greif- zange 10 zu lösen, werden die Greifelemente 18 um eine Ach- se 19 geschwenkt, die quer zu der Achse der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 liegt. Dadurch nimmt jedes Greife- lement 18 eine Stellung ein, die in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien dargestellt ist.

Im folgenden wird das Verfahren zum Koppeln der zu prüfenden Maschinen mit der beschriebenen Prüfvorrichtung beschrieben : Die Maschine 6 wird an die Vorrichtung ohne Antriebsele- ment, d. h. ohne Riemenscheibe 8, angeliefert. Die Spann- einrichtung 4 befindet sich in ihrer geschlossenen Stel- lung. Durch Verschieben der Stellwelle 12 nach links in Richtung auf die Koppelvorrichtung 3 wird die Spanneinrich- tung 4 geöffnet. Um zu erreichen, daß die beiden Teile der formschlüssigen Mitnahmeeinrichtung mit dem Außensechs- kant 17 der Abtriebswelle 2 der Koppelvorrichtung 3 und dem Innensechskant der Antriebswelle 5 der Maschine 6 ineinan- der finden, wird die Abtriebswelle 2 der Koppelvorrich- tung 3 durch kurzzeitig wechselnde Drehbewegungen angetrie- ben. Gleichzeitig werden die Abtriebswelle 2 der Koppelvor- richtung 3 und die Antriebswelle 5 der Maschine 6 durch eine Verschiebung des Gehäuses 1 zusammen mit der Stell- welle 12 in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis eine formschlüssige Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Teilen besteht. Danach wird die Stellwelle 12 zurück nach rechts bewegt. Dadurch kann die Feder 15 die Abtriebswelle 2 und den Ring 13 und-über den Sicherungsring 16-die Spannhülse 9 soweit nach rechts zurück bewegen, bis die Spannhülse 9 durch den Innenkonusteil 7 die Antriebswelle 5 der Maschine 6 klemmt. Danach wird die Greifzange 10 durch Ausschwenken der Greifelemente 18 um die Achse 19 in ihre offene Stellung gebracht.

Dadurch ist die Riemenscheibe 8 der Vorrichtung sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der Antriebs- welle 5 der Maschine 6 verbunden. Die auf der Prüfvorrich- tung befestigte Maschine 6 kann dann von der Riemenschei- be 8 angetrieben werden.

Bezugszeichen 1 Gehause 2 Abtriebswelle 3 Koppelvorrichtung 4 Spanneinrichtung 5 Antriebswelle 6 Maschine 7 Innenkonusteil 8 Riemenscheibe 9 Spannhülse 10 Greifzange 11 Greifbacke 12 Stellwelle 13 Ring 14 Ausnehmung 15 Feder 16 Sicherungsring 17 Außensechskant 18 Greifelement<BR> 19 Achse