LEE, Joon-Kyu (Würzburgerstr. 14, Mörfelden, 64546, DE)
| HORIBA Europe GmbH 61942 22.07.201 0 Patentansprüche 1 . Rotations-Prufstand für einen Prüfling (3 , 9), mit einer Lasteinrichtung ( 1 , 10) zum Erzeugen einer Last für den Prüfling (3 , 9) ; einer Pruflingsaufnahme zum Aufnehmen des Prüflings (3 , 9) und zum Ein- leiten der Last auf den Prüfling (3 , 9); einer Messeinrichtung zum Messen einer auf den Prüfling (3 , 9) wirkenden Messgroße; und mit einer Schwingungstilgereinrichtung (6 , 7) zum Tilgen von Schwingungen, die in dem Prufstand entstehen. 2. Prufstand nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schwin- gungstilgereinrichtung (6, 7) an einem Ort angeordnet ist, ausgewählt aus der Gruppe + an einem Verbindungsstrang (2) zwischen der Lasteinrichtung ( 1 ) und der Pruflingsaufnahme, + an einem Verbindungsstrang (4) zwischen der Pruflingsaufnahme und der Messeinrichtung (5), + an einem Verbindungsstrang (8) zwischen der Lasteinrichtung ( 1 , 10) und der Messeinrichtung (5), + an der Lasteinrichtung ( 1 , 10), + an der Pruflingsaufnahme, + an der Messeinrichtung (5 ). 3. Prufstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehre- re Schwingungstilgereinrichtungen (6 , 7) vorgesehen sind, die an unterschiedlichen Orten angeordnet sind. 4. Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pruflingsaufnahme eine Lagerung für den Prüfling (3 , 9) sowie An- Schlusselemente zum Koppeln des Prüflings (3) mit dem Prufstand und zum Uber- tagen der Last von der Lasteinrichtung ( 1 , 1 0) auf den Prüfling (3 , 9) aufweist. 5. Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schwingungstilgereinrichtung (6, 7) ein mechanisches System oder mehrere mechanische Systeme aufweist; und dass HORIBA Europe GmbH 61942 22.07.20 10 das mechanische System jeweils eine Befestigu ngseinrichtung ( 16), eine relativ zu der Befestigungseinrichtu ng ( 16) bewegliche Masseneinrichtung ( 1 4) und eine wirkungsmäßig zwischen der Befestigungseinrichtung ( 16) und der Masseneinrichtung ( 1 4) vorgesehene Feder- und / oder Dämpfereinrichtung ( 15) auf- weist. 6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungstilgereinrichtung ein linearer Schwingungstilger ( 7) ist und die Masseneinrichtung eine Masse ( 14) aufweist, die linear hin und her bewegbar ist; oder dass die Schwingungstilgereinrichtung ein torsionaler Schwingungstilger (6) ist und die Masseneinrichtung eine Masse ( 14) aufweist, die um eine Achse ( 12) dre- hend hin und her bewegbar ist. 7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein linearer Schwingungstilger (7) und wenigstens ein torsionaler Schwingungstilger (6) vorgesehen sind. 8. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstrang (2) zwischen der Lasteinrichtung ( 1 , 10) und der Prüflingsaufnahme und/ oder der Verbindungsstrang (4) zwischen der Prüflings- aufnähme und der Messeinrichtung (5 ) und / oder der Verbindungsstrang (8) zwischen der Lasteinrichtung ( 1 , 10) und der Messeinrichtung (5 ) eine drehbare Welle aufweist; und dass die Schwingungstilgereinrichtung auf der Welle angeordnet ist und ein torsionaler Schwingungstilger (6) ist. 9. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle über den Verbindungsstrang hinaus nach wenigstens einer Seite axial übersteht und ein freies Ende bildet ; und dass - die Schwingungstilgereinrichtung (6) auf dem freien Ende der Welle angeordnet ist. 10. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass HORIBA Europe GmbH 61942 22072010 die Messeinrichtung (5) einen um eine Hauptachse (12) des Prufstands verschwenkbaren Hebelarm (11) aufweist, an dem eine Kraftmesseinrichtung (13) angekoppelt ist, und dass die Schwingungstilgereinπchtung an dem Hebelarm (11) angeordnet ist und ein linearer Schwingungstilger (7) ist 11 Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (5) einen um eine Hauptachse (12) des Prufstands verschwenkbaren ersten Hebelarm (11) aufweist, an dem eine Kraftmesseinrichtung (13) angekoppelt ist, die Messeinrichtung einen gegenüber von dem ersten Hebelarm (11) angeordneten und mit dem ersten Hebelarm (11) starr gekoppelten zweiten Hebelarm (17) aufweist, und dass - die Schwingungstilgereinπchtung an dem zweiten Hebelarm (17) angeordnet ist und ein linearer Schwingungstilger (7) ist |
Prüfstand mit Schwingungstilger
Die Erfindung betrifft einen Rotations-Prüfstand für einen Prüfling.
Derartige Prüfstände werden insbesondere zum Prüfen von Fahrzeugen und Fahrzeugkomponenten, wie z .B . Verbrennungsmotoren, Antriebssträngen und Bremsen eingesetzt. Dabei wird der Prüfling mit einer Lasteinrichtung gekoppelt und die zwischen Prüfling und Lasteinrichtung wirkende Last überwacht. Zum Prüfen eines Verbrennungsmotors wirkt die Lasteinrichtung als Bremse und kann z.B. durch ein Dynamometer, eine Hydraulikbremse oder eine Wirbelstrombremse realisiert werden. Zum Prüfen einer Bremse muss die Lasteinrichtung als An- triebseinrichtung ausgeführt sein und kann z.B. durch ein Dynamometer (z .B . ein Gleichstrommotor) realisiert werden. Die Lasteinrichtung, der Prüfling und die Messeinrichtung sind durch geeignete Komponenten, wie z. B . Gelenkwellen, Kupplungen und Hebel miteinander gekoppelt, um die wirkenden Drehmomente und Kräfte zuverlässig übertragen zu können .
Als Messeinrichtung sind verschiedene Lösungen bekannt. So ist es möglich, z.B. einen Drehmoment-Messflansch in den Verbindungsstrang zwischen Lasteinrichtung und Prüfling einzubauen . Ebenso ist es bekannt, z.B. die Lasteinrichtung oder auch den Prüfling pendelnd zu lagern und die im Betrieb resultierenden Mo- mente über einen Hebel abzustützen, der gegen eine Kraftmesseinrichtung wirkt.
Das Prüfen des Prüflings erfordert in aller Regel einen Betrieb mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten und Drehmomenten, um einen realen Betrieb zwischen Leerlauf und Volllast nachbilden zu können.
Die verschiedenen Komponenten eines Prüfstands stellen - mechanisch abstrahiert - jeweils Feder-Masse-Systeme dar. Gerade bei größeren Prüfständen weisen die Komponenten daher verhältnismäßig niedrige Eigenfrequenzen auf. Dies betrifft insbesondere auch Torsionsschwingungen.
Die Prüflinge wie auch die Lasteinrichtung erzeugen Drehschwingungen und lineare Schwingungen, die in den Prüfstand eingeleitet und über die Komponenten des Prüfstands übertragen werden. Da die Prüflinge in einem breiten Drehzahlbereich betrieben werden können, lässt es sich nicht verhindern, dass die von den Prüflingen erzeugten Schwingungen mit Resonanzfrequenzen von anderen Komponenten des Prüfstands zusammenfallen. Das Anregen einer Komponente mit einer Frequenz im Eigenfrequenz- bzw. Resonanzbereich führt zu einer übermäßig star- -
HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 20 1 0 ken Schwingungsbelastung der betreffenden Komponente und der benachbarten Aggregate , wodurch Teile des Prufstands beschädigt, mindestens jedoch die Mess- ergebnisse verfälscht werden können Wenn im Betrieb des Prufstands Schwingungen entstehen, die mit Resonanzschwingungen von einer der Komponenten , insbesondere der Messeinrichtung, zusammenfallen , treten an der betreffenden Komponente starke Schwingungs- uberhohungen auf, die das Messergebnis verfalschen oder gar ein Messen der tatsachlichen Last unmöglich machen
Aus der DE 39 10 454 Al ist es bekannt, das Messsignal mit Hilfe einer elektronischen Schaltung zu korrigieren, um Schwingungseinflusse in der Nahe von Resonanzfrequenzen zu eliminieren In der JP 58176531 wird eine Losung beschrieben, bei der im Kraftfluss zwischen einem an einem pendelnd gelagerten Dynamometer befestigten Hebelarm und einer am Ende des Hebelarms angeschlossenen Kraftmesseinrichtung ein Federsatz eingebaut ist Mit Hilfe des Federsatzes wird versucht, die Eigenfrequenz des He- belarm-Kraftmess-Systems in einen unkritischen Bereich zu verschieben
Maßnahmen zum Verschieben der Frequenzen in über- oder unterkritische Frequenzbereiche sind bei Prufstanden meist nicht hilfreich, weil die Prüflinge unter möglichst realen Bedingungen geprüft werden sollen Auf diese Weise soll z B ein schwingungskritisches Verhalten eines Prüflings festgestellt werden Ein Ver- schieben von Resonanzfrequenzen wurde dies verhindern
Auch das Dampfen der Schwingungen mit Hilfe einer Gummi- bzw Ausgleichskupplung im Antriebsstrang oder das Verringern der Erregung (Verandern des Prüflings selbst) ist in der Praxis nicht akzeptabel, da es die Ubertragbarkeit der Prufstandsergebnisse auf die reale Praxis in Frage stellt
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Prufstand anzugeben, bei dem der störende Einfluss von Resonanzfrequenzen vermindert werden kann Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch einen Prufstand mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelost Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhangigen Ansprüchen angegeben HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 201 0
Ein Rotations-Prufstand für einen Prüfling weist eine Lasteinrichtung zum Erzeugen einer Last für den Prüfling auf sowie eine Pruflingsaufnahme zum Aufnehmen des Prüflings und zum Einleiten der Last auf den Prüfling, eine Messeinrichtung zum Messen einer auf den Prüfling wirkenden Messgroße, und eine Schwingungs- tilgereinπchtung zum Tilgen von Schwingungen , die in dem Prufstand entstehen
Der angegebene Prufstand umfasst somit nicht den Prüfling selbst Vielmehr kann der Prüfling vom Kunden bzw Benutzer des Prufstands nach Wunsch in die Pru- fungsaufnahme eingesetzt und dort mit der von der Lasteinrichtung erzeugten Last gekoppelt werden Die Systemgrenze des Prufstands endet somit unmittelbar am Prüfling
Die Pruflingsaufnahme kann daher insbesondere eine Lagerung für den Prüfling sowie Anschlusselemente zum Koppeln des Prüflings mit dem Prufstand und zum Übertragen der Last von der Lasteinrichtung auf den Prüfling aufweisen Die Systemgrenze des Prufstands verlauft somit zwischen der Pruflingsaufnahme und dem vom Betreiber zur Verfugung zu stellenden Prüfling selbst
Somit wird erfindungsgemaß ein klassischer Prufstand angegeben, bei dem zu- satzhch eine Schwingungstilgereinrichtung (nachfolgend auch als Schwingungstil- ger bezeichnet) vorgesehen ist Ein Schwingungstilger (Engl tuned mass damper - TMD) ist ein ungedämpftes oder gedämpftes Feder-Masse-System mit einer Mechanik, die einen Zusatzschwinger bereitstellt, der die Amplitude eines bei einer Resonanzfrequenz schwingenden Systems deutlich reduzieren kann Der Schwin- gungstilger wird mit dem zu beruhigenden System gekoppelt, indem er an geeigneter Stelle - sinnvollerweise an einer Stelle mit hoher Schwingungsamphtude - befestigt wird
Das mechanische System des Schwingungstilgers weist dementsprechend eine Befestigungseinrichtung auf, die den restlichen Tilger tragt Das System umfasst eine relativ zu der Befestigungseinrichtung bewegliche Masse (auch Masseneinrichtung mit z B mehreren Massen) Die Masse ist über eine Feder- und/oder Dampfereinrichtung (nachfolgend auch kurz als Federeinrichtung bezeichnet) mit der Befestigungseinrichtung gekoppelt Die Federeinrichtung kann z B ein E- lastomerelement (z B Gummi) mit entsprechender Steifigkeit und Dampfung oder auch andere geeignete Werkstoffe, wie z B ein viskoses Fluid, aufweisen Die Masse richtet sich nach der Masse des zu beruhigenden Systems und sollte im optimalen Fall bei etwa 5 bis 10 % der Systemmasse liegen, kann aber aus Gewichts- und Platzgrunden auch niedriger sein Bei der Auslegung des Schwin- . -
HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 2010 gungstilgers müssen Frequenz, Masse und Dampfung optimal aufeinander abgestimmt werden
Somit kann der Schwingungstilger eine passive oder aktive Schwingungstilgungs- einπchtung aufweisen bzw ein ungedämpfter, ein gedämpfter oder ein viskoser Tilger sein
Der Schwingungstilger ermöglicht es, dass Resonanzen im Bereich einer Eigenfrequenz eines zu beruhigenden Systems erheblich gedampft oder gar völlig ehmi- niert werden können, je nach Abstimmung des Systems
Der Schwingungstilger ist nicht im Kraftfluss zwischen den Komponenten des Prufstands anzuordnen Ohne weiteres kann er jedoch in unmittelbarer Nahe von Komponenten eingebaut werden, die im Kraftfluss liegen
Insbesondere kann die Schwingungstilgereinrichtung an einem Ort angeordnet werden, ausgewählt aus der Gruppe an einem Verbindungsstrang zwischen der Lasteinrichtung und der Pruflingsaufnahme, an einem Verbindungsstrang zwischen der Pruflingsaufnahme und der Messeinπchtung, an einem Verbindungs- sträng zwischen der Lasteinrichtung und der Messeinrichtung, an der Lasteinrichtung selbst, an der Pruflingsaufnahme und/ oder an der Messeinrichtung
Je nach Problemlage kann daher ein Ort (oder auch mehrere Orte) festgelegt werden, an denen die Schwingungstilgereinrichtung vorteilhaft zu platzieren ist Bei der Anordnung und Auslegung der Schwingungstilgereinrichtung ist jedoch darauf zu achten, dass möglichst keine Schwingungsamplituden eliminiert werden, die vom Prüfling selbst herrühren Zweck des Prufstands ist es in erster Linie, das Verhalten des Prüflings zu erfassen und analysieren Daher sollten auch die Schwingungseigenschaften bzw Torsionsschwingungen in der Antriebswelle des Prüflings (z B eines Verbrennungsmotors oder einer Bremse) erfasst, nicht jedoch eliminiert werden können
Ohne weiteres können in dem Prufstand mehrere Schwingungstilgereinrichtungen - auch mit unterschiedlichen Bauformen - vorgesehen sein, die an unterschiedh- chen Orten am Prufstand angeordnet sind Auf diese Weise ist es möglich, störende Amplituden und Resonanzfrequenzen unschädlich zu machen
Die Schwingungstilgereinπchtung kann ein linearer Schwingungstilger sein, wobei dann die Masseneinrichtung des Schwingungstilgers eine Masse aufweist, die h - .
HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 2010 near hin und her bewegbar ist Ein linearer Schwingungstilger ist sinnvollerweise an einer Komponente anzubringen, bei der im Resonanzfall überhöhte lineare Schwingungen zu erwarten sind Alternativ kann die Schwingungstilgereinrichtung ein torsionaler Schwingungstil- ger sein , bei dem die Masseneinrichtung eine Masse aufweist , die um eine Achse (die Hauptachse des Schwingungstilgers) drehend hin und her bewegbar ist In diesem Fall kann die Masse z B kreisπngformig ausgebildet sein und durch eine im Inneren des Kreisrings befindliche Innenfeder mit der Befestigungseinrichtung gekoppelt werden Ein torsionaler Schwingungstilger eignet sich zum Aufnehmen von Torsionsschwingungen, wie sie z B in einer Antriebswelle auftreten können
Bei einer Variante des Prufstands sind wenigstens ein linearer Schwingungstilger und wenigstens ein torsionaler Schwingungstilger vorgesehen Auf diese Weise lassen sich Torsionsschwingungen im Antriebsstrang, insbesondere zwischen Lasteinrichtung und Prüfling, tilgen, wahrend der lineare Schwingungstilger an einer zu der Messeinrichtung gehörenden Kraftmesseinrichtung vorgesehen sein kann Der Verbindungsstrang zwischen der Lasteinrichtung und der Pruflingsaufnahme und/ oder der Verbindungsstrang zwischen der Pruflingsaufnahme und der Messeinrichtung und / oder der Verbindungsstrang zwischen der Lasteinrichtung und der Messeinrichtung kann eine drehbare Welle aufweisen In diesem Fall kann die Schwmgungstilgereinπchtung ein auf der Welle angeordneter torsionaler Schwin- gungstilger sein Auch hier ist zu beachten, dass der Schwingungstilger nicht im Kraft- bzw Drehmomentfluss der Welle eingesetzt ist, sondern zusätzlich auf die Welle aufgeschoben wird
Alternativ ist es auch möglich, die Welle als Hohlwelle auszubilden und den Schwingungstilger im Inneren der Hohlwelle zu platzieren
Bei einer Variante kann die Welle über den jeweiligen Verbindungsstrang hinaus nach wenigstens einer Seite axial überstehen und ein freies Ende bilden Die Schwingungstilgereinrichtung kann dann auf dem freien Ende der Welle angeord- net sein Dies hat Vorteile hinsichtlich des zur Verfugung stehenden Bauraums, weil der innere Bereich des Prufstands, also der Bereich zwischen Lasteinrichtung und Prüfling nicht immer ohne weiteres zugänglich ist Es genügt, wenn der Schwingungstilger , insbesondere ein torsionaler Schwingungstilger, auf das freie Ende der Welle aufgeschoben wird HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 2010
Die Messeinrichtung kann einen um eine Hauptachse des Prufstands verschwenkbaren Hebelarm aufweisen, an dem eine Kraftmesseinrichtung angekoppelt ist Dann kann die Schwingungstilgereinrichtung ein linearer Schwingungstilger sein und an den Hebelarm angeordnet werden
Bei dem hier beschriebenen Messprinzip handelt es sich insbesondere um einen Fall, bei dem die Lasteinrichtung oder der Prüfling um seine Hauptachse pendelnd gelagert ist Die Messeinrichtung weist den sich senkrecht zur Hauptachse erstre- ckenden Hebelarm auf, über den das am Prüfling oder an der Lasteinrichtung wirkende Drehmoment abgestutzt wird Am Ende des Hebelarms ist eine Kraftmessdose angekoppelt, die die sich durch das wirkende Drehmoment ergebende Kraft aufnimmt Die Kraftmesseinrichtung kann insbesondere durch eine Kraftmessdose oder eine ahnliche bekannte Einrichtung gebildet werden
Bei einer anderen Ausfuhrungsform weist die Messeinrichtung einen um eine Hauptachse des Prufstands verschwenkbaren ersten Hebelarm auf, an dem die Kraftmesseinrichtung angekoppelt ist Gegenüber von dem ersten Hebelarm und mit diesem starr gekoppelt ist ein zweiter Hebelarm vorgesehen, wobei die Schwingungstilgeremπchtung in Form eines linearen Schwingungstilgers an dem zweiten Hebelarm angeordnet ist Der erste und der zweite Hebelarm können insbesondere einstuckig in Form eines Pendelbocks ausgebildet sein, der im Wesentlichen symmetrisch zu einer sich durch die Hauptachse erstreckenden vertikalen Mittelebene erstreckt
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren naher erläu tert Es zeigen Fig. 1 bis 5 schematisch verschiedene Prufstandssysteme mit verschiedenen Beispielen für mögliche Anordnungen von Schwin- gungstilgern ,
Fig. 6 schematisch eine Messeinrichtung mit Schwingungstilger,
Fig. 7 schematisch eine andere Ausfuhrungsform einer Messeinrichtung, HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 20 1 0
Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines linearen Schwingungstilgers, und
Fig. 9 eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung eines torsiona- len Schwingungstilgers
Die Fig 1 bis 5 zeigen schematische Darstellungen von verschiedenen Beispielen für Prufstande, bei denen die wesentlichen Komponenten unterschiedlich angeordnet sind Die Prufstande eignen sich für verschiedene Einsatzzwecke, wie sich jeweils aus den Darstellungen ergibt
Fig 1 zeigt einen Bremsen- Prufstand mit einem als Lasteinrichtung dienenden Antrieb 1 , der über einen Verbindungsstrang 2 eine als Prüfling dienende Bremse 3 belastet Der Antrieb 1 kann z B durch ein Dynamometer, also z B durch einen Gleichstrommotor gebildet werden Die Bremse 3 ist im eigentlichen Sinne nicht Bestandteil des Prufstands Sie ist vielmehr in einer nicht dargestellten Pruflings- aufnahme eingesetzt , die zur Lagerung bzw Aufnahme der Bremse 3 dient und entsprechende Anschlusselemente zum Koppeln der Bremse 3 mit dem restlichen Prufstand und zum Übertragen der Last vom Antrieb 1 auf die Bremse 3 bereit- stellt
Die Bremse 3 ist über einen Verbindungsstrang 4 mit einer Messeinrichtung 5 gekoppelt Bei dem Verbindungsstrang 4 muss es sich nicht um eine Welle handeln Vielmehr ist in Fig 1 lediglich die Wirkverbindung in Form einer Linie als Verbindungsstrang 4 eingezeichnet Ohne weiteres ist es auch möglich, dass der Verbindungsstrang 4 starr ist und dass z B die Messeinrichtung 5 neben der Bremse 3 angeordnet ist und über eine Hebeleinrichtung mit der Bremse 3 verbunden ist Die Messeinrichtung 5 wird dann im Regelfall eine Kraftmesseinrichtung, jedoch keinen Messflansch aufweisen
Insoweit handelt es sich bei der in Fig 1 gezeigten Anordnung um einen " klassischen" Bremsen-Prufstand
Zusatzlich sind aber in Fig 1 verschiedene Möglichkeiten für die Anordnung von Schwingungstilgern 6, 7 eingezeichnet So ist es möglich, torsionale Schwin- gungstilger 6 in den Verbindungsstrang 2 zwischen dem Antrieb 1 und der Bremse 3 , an den Verbindungsstrang 4 zwischen der Bremse 3 und der Messeinrichtung 5 sowie an dem überstehenden Ende des Verbindungsstrangs 4 vorzusehen Bei- HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 2010 spielhaft ist auch ein linearer Schwingungstilger 7 an der Messeinrichtung 5 angeordnet
Die Wirkungsweise der Schwingungstilger 6, 7 wird spater noch an konkreten Bei- spielen erläutert
Die Messeinrichtung 5 kann insbesondere durch einen Hebelarm und eine am Ende des Hebelarms vorgesehene Kraftmesseinrichtung (z B eine Kraftmessdose) gebildet werden Mit Hilfe des Hebelarms kann das an der pendelnd gelagerten Bremse 3 abzustutzende Bremsmoment abgegriffen und als Kraft auf der Kraftmessdose abgestutzt werden
Fig 2 zeigt eine andere Ausfuhrungsform für einen Bremsen-Prufstand Dabei ist die Messeinrichtung 5 zwischen dem Antrieb 1 und der Bremse 3 angeordnet In diesem Fall kann die Messeinrichtung 5 z B durch einen Drehmomentmessflansch gebildet werden
Schwingungstilger 6, 7 können z B an einem Verbindungsstrang 8 zwischen dem Antrieb 1 und der Messeinrichtung 5, an dem Verbindungsstrang 4 zwischen der Messeinrichtung 5 und der Bremse 3, am freien Ende des Verbindungsstrangs 4 sowie an der Messeinrichtung 5 vorgesehen sein, wie im Einzelnen in der Fig 2 gezeigt Der in Fig 2 in einem gestrichelten Rahmen dargestellte Teil des Prufstands ist optional vorhanden So kann der Prufstand ohne Weiteres auch nur in Form der in Fig 2 links von dem gestrichelten Rahmen dargestellten Komponenten aufgebaut sein Die Komponenten in dem Rahmen entsprechen dem Aufbau eines Teils des Prufstands von Fig 1 Der vollständige Prufstand, einschließlich der Kompo- nenten in dem gestrichelten Rahmen ermöglicht eine Leistungsmessung, bei der alternativ mit einem Messflansch (in Fig 2 die linke Messeinrichtung 5 , dort ist die Anbringung eines Schwingungstilgers nicht sinnvoll) oder mit einem Pendelbock (Hebel-Kraftmessdosenkombination, in Fig 2 die rechte Messeinrichtung 5) gemessen werden kann
Fig 3 zeigt einen Motoren-Prufstand, der einen in einer nicht dargestellten Pruf- lingsaufnahme gelagerten, als Prüfling dienenden Motor 9 , ein als Lasteinrichtung dienendes Dynamometer 10 und die Messeinrichtung 5 aufweist Auch hier sind Schwingungstilger 6, 7 in geeigneter Weise anordenbar HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 201 0
Fig 4 zeigt einen anderen Motoren-Prufstand, bei dem die Messeinrichtung 5 - z B ein Drehmomentmessflansch - zwischen dem Motor 9 und dem Dynamometer 10 angeordnet ist
In Fig 5 schließlich ist als weitere Ausfuhrungsform ein Rollenprufstand schematisch dargestellt Die beiden als " Fahrzeugteil (Prüfling)" 3 bezeichneten Kastchen symbolisieren dabei z B die Prufstands-Rollen , die mit den Radern eines zu prüfenden Kraftfahrzeugs abwälzen Das üblicherweise zwischen den beiden Pruf- stands-Rollen angeordnete Dynamometer 10 dient dann als Lasteinrichtung An dem Dynamometer 10 ist über einen Pendelarm die Messeinrichtung 5 , z B eine Kraftmessdose gekoppelt, um das auf das Dynamometer 10 einwirkende Drehmoment zu bestimmen Auf den Drehachsen zwischen den Rollen (Bezugszeigen 3) und dem Dynamometer 10 sind jeweils torsionale Schwingungstilger 6 aufgesteckt , wahrend ein linearer Schwingungstilger an dem Pendelarm der Messeinrichtung 5 vorgesehen ist
Bei den beschriebenen Varianten können torsionale Schwingungstilger 6 oder h- neare Schwingungstilger 7 an geeigneten Stellen angeordnet werden Für alle Varianten gilt, dass als Schwingungstilger jeweils in Abhängigkeit von den vorherrschenden Schwingungen ein geeigneter torsionaler Schwingungstilger 6 und / oder ein linearer Schwingungstilger 7 vorzusehen ist So wird der torsionale Schwingu ngstilger 6 vorwiegend bei rotierenden Bauelementen , also an Wellen oder WeI- lenenden sinnvoll sein, wahrend der lineare Schwingungstilger 7 zum Aufnehmen von Schwingungen an linear schwingenden Bauelementen, z B an Gehäusen oder Pendelarmen, geeignet ist
In den Fig 1 bis 5 sind jeweils mehrere Schwingungstilger 6, 7 eingezeichnet Oh- ne weiteres ist es auch möglich , nur einen Schwingungstilger 6, 7 in einem Pruf- stand anzuordnen, um kritische Amplituden an besonders belasteten oder problematischen Stellen zu eliminieren
Fig 6 zeigt ein schematisches Beispiel für die Messeinrichtung 5
Dabei ist ein Hebel 1 1 (Hebelarm) um eine Hauptachse 12 verschwenkbar Der Hebel 1 1 kann z B an der Außenseite eines Dynamometers oder mit einem Bremssattel der Bremse 3 gekoppelt werden, so dass ein Drehmoment auf ihn u- bertragen wird HORIBA Europe GmbH 61942 22 07 2010
Am Ende des Hebels 1 1 ist an dessen Unterseite eine Kraftmesseinrichtung 13, z B in Form einer Kraftmessdose angeordnet Die Kraftmessdose weist Federeigenschaften auf und ist daher in Fig 5 stilisiert als Feder eingezeichnet
An der Oberseite des Hebels 1 1 ist darüber hinaus ein linearer Schwingungstilger 7 aufgesetzt Der Schwingungstilger 7 besteht im Prinzip aus einer beweglich gehaltenen Masse 14, die über ein Feder-Dampfersystem 15 mit einer Befestigungseinrichtung 16 gekoppelt ist Die Befestigungseinrichtung 16 ist dann auf dem Hebel 1 1 befestigt, so dass die Masse 14 relativ zu dem Hebel 1 1 beweglich ist
Der Schwmgungstilger 7 eliminiert Schwingungsamplituden im Eigenfrequenzbe- reich der Messeinrichtung 5 Die Fig 7 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Variante der Messeinrichtung 5
In diesem Fall ist der in Fig 6 gezeigte Hebelarm 1 1 ein erster Hebelarm, dem gegenüber von der Hauptachse 12 ein zweiter Hebelarm 17 gegenüberliegend angeordnet ist Der erste Hebelarm 1 1 und der zweite Hebelarm 17 können zusammen einstuckig ausgebildet sein und einen so genannten Pendelbock-Hebelarm bilden
An der Unterseite des ersten Hebelarms 1 1 ist die Kraftmesseinrichtung 13 angeordnet, wahrend der lineare Schwingungstilger 7 an dem gegenüberliegenden zweiten Hebelarm 1 7 platziert ist
Selbstverständlich können die Kraftmesseinrichtung 13 und der lineare Schwingungstilger 7 auch oberhalb von den Hebelarmen 1 1 , 17 angeordnet werden
Der Pendelbock mit den Hebelarmen 1 1 , 17 ist mit einer Aufnahme gekoppelt, an der ein Bremssattel der Bremse 3 befestigt ist Beim Betatigen der Bremse 3 muss der Bremssattel ein Drehmoment aufnehmen, das über den Pendelbock auf die Kraftmesseinrichtung 13 übertragen wird
Fig 8 zeigt schematisch den Aufbau eines linearen Schwingungstilgers 7
Der Schwingungstilger 7 weist die Befestigungseinrichtung 16 auf, die über die Feder-Dampfereinrichtung 15 die bewegliche Masse 14 tragt HORIBA Europe GmbH 61942 22.07.20 10
Die Feder-Dämpfereinrichtung 15 kann durch Elastomer, also z . B . Gummi oder ein anderes geeignetes Material gebildet werden. Die Masse 1 4 des Schwingungstilgers beträgt im Idealfall 5 bis 10 % der Masse des zu beruhigenden Systems. Aus Bauraum- oder Gewichtsgründen kann die Masse aber auch geringer sein.
Mit Hilfe der Befestigungseinrichtung 16 , z.B . in Form einer Anschlussplatte, kann der Schwingungstilger 7 an dem Hebelarm 1 1 befestigt werden . Fig. 9 zeigt in der Vorderansicht und in Schnittdarstellung einen torsionalen Schwingungstilger 6.
Der torsionale Schwingungstilger 6 ist meist kreissymmetrisch um die Hauptachse 12 angeordnet . Dabei kann die Befestigungseinrichtung 1 6 als Nabe ausgeführt und auf eine Antriebswelle bzw. auf einen entsprechenden Verbindungsstrang zwischen Komponenten des Prüfstands aufgeschoben werden. Die Befestigungseinrichtung 16 trägt über die Feder-Dämpfereinrichtung 15 die ringförmig ausgebildete Masse 14, die relativ zu der Befestigungseinrichtung 16 wenigstens in Drehrichtung relativ bewegbar ist.
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