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Klotz Spezialmaschinen

Synchronisationsprüfstand

Aufgabe:

Es sind Getriebekomponenten und Komplettgetriebe zu untersuchen.

Die Untersuchung muss unter verschiedenen Umgebungstemperaturen erfolgen. In diesen Zuständen muss das Drehmoment, die Schaltkraft sowie die Drehzahl von An- und Abtrieb ermittelt werden können.

Die Relativbewegung der Synchronringe während eines Schaltvorganges eines Gangradpaares (1. und 2. Gang) muss getestet werden können.

Die Bremsmomente müssen über eine Belastungseinheit vorgegeben werden können.

Die Drehzahlen von An- und Abtrieb sowie Differenzdrehzahl, Schaltkraft, Schaltgabelreibmoment, Synchronisationsmoment, Synchronringbewegung und Schaltstangenbewegung müssen während des Schaltvorganges gemessen und durch einen Rechner ausgewertet werden können.

Um den Test realistischen Bedingungen zu unterziehen, wird hinter dem Elektromotor eine Schwungmasse nachgeschaltet, die die Schubkraft des Kraftfahrzeugs simulieren muss.

Lösung:

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde ein schwenkbarer Aufnahmetisch aufgebaut.

Auf diesem sitzt in einem Nutenfeld ein Aufspannwinkel, an welchem die verschiedenen Getriebetypen festgeschraubt werden können.

Im Wesentlichen besteht der Prüfstand aus:

  • Prüfstandsgestell, kippbar, mit Aufspannplatte für Prüfbox oder Komplettgetriebe
  • Antriebsstrang mit Drehmomenten-Messstelle und Schwungmasse
  • Ölversorgungseinheit
  • Gangschalteinheit mit separater Hydraulikversorgung
  • Umlufttemperierungsaggregat
  • isoliertem Prüfraum
  • Prüfbox
  • Belastungseinheit für Prüfbox
  • Kalibriermittel für die Drehmomenten-Messwelle im Antriebsstrang
  • Antriebsmotor
  • Schaltschrank für Leistungsteil
  • 19″-Schrank für Mess- und Regeleinschübe
  • Bedienpult
  • Rechner zur Messwert-Erfassung

Bedienpult

Das Bedienpult ist als Bedientableau im 19″-Schrank ausgeführt.

Rechner zur Messwert-Erfassung

Die Messdaten-Erfassung und -Auswertung wird über einen Rechner durchgeführt. Die Ausgabe der Messprotokolle erfolgt über einen Drucker.

Die digitalen Werte werden von einer Interface-Karte übernommen und in den Rechner gegeben.

Beschreibung der Einzelkomponenten

Prüfstandsgestell mit Aufspannplatte für Prüfbox oder Komplettgetriebe. Das Prüfstandsgestell ist auf einem massiven Rohrrahmen aufgebaut und nach einer Seite bis maximal 5 Grad kippbar. Die Aufspannplatte für die Prüfbox ist mit T-Nuten versehen und am äußeren Umfang mit entsprechenden Dichtlippen für die Kühlbox ausgerüstet. Die Aufspannplatte entspricht den DIN-Vorschriften und weist die entsprechende Genauigkeit auf.

Der gesamte Prüfstandsrahmen ist auf der Oberseite flächig bearbeitet nach Gütestufe 3 DIN 876.

Der Hauptantriebsmotor sitzt im Untergestell des Prüfstandes und läuft mit 3.000 U/min. Dies ergibt eine maximale Antriebswellendrehzahl von ca. 5.000 U/min.

Antriebsstrang mit Drehmomenten-Messstelle und Schwungmasse

Der Antriebsstrang sitzt auf einer Justierplatte in der Mitte des Prüffeldes und kann dort genau einjustiert werden. Die Justierung ist nach allen drei Achsen möglich.

Die Schwungmasse sitzt zwischen zwei Lagerstellen und ist für die hohen Drehzahlen ausgewuchtet und stabilisiert.

Die Antriebswelle ist dynamisch gewuchtet (Gütestufe G 2,5 nach VDI 2060).

Ölversorgungseinheit

Die Ölversorgungseinheit dient dazu, dem Getriebe entsprechend erwärmtes oder gekühltes Öl zuzuführen.

Mit dem Hydraulikaggregat können Betriebstemperaturen zwischen 20 °C und 150 °C gefahren werden.

Der Systemdruck beträgt max. 10 bar.

Mit dem Heizaggregat können verschiedene Viskositäten von Öl gefahren werden.

Das gesamte Ölaggregat wird den extremen Temperaturbedingungen und den Schwankungen der Ölsorten gerecht.

Die Aufheizzeit beträgt ca. 60 min., um eine Temperatur von 150 °C zu erreichen.

Zur Sicherheitsregelung ist ein Sicherheits-Temperaturbegrenzer mit Entriegelungstaste gemäß VDE für 0 °C bis 250 °C installiert.

Das gesamte Ölaggregat ist fahrbar ausgelegt.

Ölkreislauf- und Hydraulik-Komponenten entsprechen den höchsten Anforderungen der Hydrauliktechnik.

Die Bewegungsabläufe werden hydraulisch gesteuert und über zwei Kraft- und Wegmesseinrichtungen überwacht.

Die zur Gangschalteinheit gehörenden Messverstärker und Steuerungseinschübe sind im 19″-Schrank untergebracht.

Die Gangschalteinheit besitzt serielle Schnittstellen RS 232 zur speicherprogrammierbaren Steuerung, zum Messwert-Erfassungsrechner und eine Schnittstelle zur Programmierung des Systems über ein Handterminal.