DE102007035700A1 - Component's loading capacity testing device, has testing device with retainer for component to be tested, and feed pump and high pressure pump that are driven by electric motor, where testing device is hydraulically connected to container - Google Patents

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Abstract

The device has a storage container (12) for a hydraulic pressurizing medium, and a testing device (38) with a retainer for a component (40) to be tested. A feed pump (14) and a high pressure pump (20) are driven by an electric motor and comprise a piston that is driven by an operating unit. Inlet and outlet valves are provided for controlling the supply of the pressure medium to the container, where the testing device is hydraulically connected to the container. A return line (32) provided with a pressure limiting valve is attached to the pressure generator.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Prüfung von wenigstens einem Bauteil auf seine Belastbarkeit gegenüber hydraulischen Druckpulsationen entsprechend den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.The The invention is based on a device for testing at least one component to its capacity over Hydraulic pressure pulsations according to the generic Features of claim 1.

Derartige Prüfeinrichtungen werden beispielsweise bei der Komponentenentwicklung und -erprobung eingesetzt mit dem Ziel, die Funktionstüchtigkeit von Bauteilen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen zu untersuchen, Schwachstellen einer Konstruktion bereits im Vorfeld einer Serienherstellung aufzudecken oder mögliche technische Verbesserungen an einer bestehenden Konstruktion auf ihre Tauglichkeit und auf ihre Dauerhaltbarkeit hin zu untersuchen.such Testing equipment, for example, in the development of components and testing used with the goal of functioning of components under realistic operating conditions Investigate vulnerabilities of a design in advance to uncover a serial production or possible technical Improvements to an existing design for their suitability and their durability.

Bekannte Prüfeinrichtungen umfassen zu diesem Zweck einen Hydraulikkreis mit einer extern antreibbaren Hydraulikpumpe. Diese saugt Druckmittel aus einem Vorratsbehälter an, verdichtet dieses Druckmittel und fördert es unter erhöhtem Druck zu einer Aufnahmevorrichtung in der zu prüfende Bauteile verankert sind. Zur Erzeugung des Prüfdrucks ist der Hydraulikpumpe ein Druckübersetzer nachgeordnet, welcher den vom Druckerzeuger abgegebenen Druck verstärkt. Bei diesem Druckübersetzer kann es sich um zwei Hydraulikzylinder unterschiedlich großer Außendurchmesser handeln, die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Der im Außendurchmesser größere Hydraulikzylinder ist dabei dem Druckerzeuger zugewandt. Weiterhin sind im Hydraulikkreis Mittel vorhanden, die Druckpulsationen erzeugen. Dabei handelt es sich beispielsweise um elektromagnetisch ansteuerbare Ventile oder um extern betätigbare Kolben-/Zylinder-Einheiten. Durch Variation des Pumpenantriebs, der Betätigungsfrequenz und/oder des Betätigungshubs der Druckpulsationen erzeugenden Mittel lässt sich die Charakteristik der erzeugten Druckpulsation bedarfsgerecht anpassen.Known Test devices include for this purpose a hydraulic circuit with an externally driven hydraulic pump. This sucks pressure medium from a reservoir, compresses this pressure medium and promotes it under increased pressure to a cradle are anchored in the components to be tested. To produce the test pressure of the hydraulic pump is a pressure booster downstream, which amplifies the pressure exerted by the pressure generator. This pressure booster can be two hydraulic cylinders act differently sized outer diameter, which are mechanically coupled together. The outside diameter larger hydraulic cylinder is the pressure generator facing. Furthermore, in the hydraulic circuit means are present, the Generate pressure pulsations. These are for example Electromagnetically controllable valves or externally operable Piston / cylinder units. By varying the pump drive, the actuation frequency and / or the Betätigungshubs the pressure pulsation generating means can be the Adjust the characteristic of the generated pressure pulsation as needed.

Nachteilig bei bekannten Prüfeinrichtung ist der erhebliche bauliche Aufwand, den der Einsatz von Druckübersetzern und von Druckpulsationen erzeugenden Mitteln mit sich bringt.adversely in known test device is the considerable structural Expenditure, the use of pressure intensifiers and pressure pulsations generating means.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Demgegenüber weist eine Einrichtung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, dass sie kostengünstiger und kompakter im Aufbau ist. Mit ihr lassen sich Druckpulsationen über ein breites Frequenz- und Druckspektrum relativ einfach darstellen, wobei störende niederfrequente Schwingungen weitestgehend vermieden werden. Zudem erlaubt eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung einen automatischen Ausgleich eventuell vorhandener Leckage und damit konstantere Prüfungsbedingungen.In contrast, comprises a device according to the features of the claim 1 has the advantage that it is cheaper and more compact is under construction. With it, pressure pulsations can be over represent a wide frequency and pressure spectrum relatively easily, disturbing low-frequency vibrations as far as possible be avoided. In addition, an inventive allows Checking device may automatically compensate existing leakage and thus more constant test conditions.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Ausbildungen der Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen oder der nachfolgenden Beschreibung.Further Advantages or advantageous embodiments of the test device according to claim 1 emerge from the dependent claims or the following description.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung ist anhand einer einzigen Figur dargestellt. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung schematisiert anhand eines Hydraulikschaltplans.The Invention is illustrated by a single figure. This shows a test device according to the invention schematized by means of a hydraulic circuit diagram.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Der in der Figur gezeigte Hydraulikschaltplan zeigt eine Einrichtung 10 mit einem Vorratsbehälter 12 für hydraulisches Druckmittel, aus dem eine Vorförderpumpe 14 Druckmittel ansaugt. Die Vorförderpumpe 14 ist von einem externen Motor 16 angetrieben. Ihre Saugseite ist durch ein Filter 18 vor eindringendem Schmutz geschützt. Eine Druckseite der Vorförderpumpe 14 ist mit der Saugseite einer Hochdruckpumpe 20 durch eine Druckmittel führende Leitung 22 verbunden. Das Druckniveau in dieser Leitung 22 wird von einem Druckbegrenzungsventil 24 auf einen Wert von beispielsweise maximal 10 bar begrenzt. Das Druckbegrenzungsventil 24 ist dazu in einem Abzweig 26 zur Leitung 22 angeordnet, welcher unter Umgehung der Vorförderpumpe 14 zum Vorratsbehälter 12 zurück führt. Zur Erfassung des Drucks in der Leitung 22 kann an den Abzweig 26 eine Druckmesseinrichtung 28 angeschlossen sein, deren Signale sich in einem elektronischen Steuergerät 30 auswerten und zur Steuerung oder Regelung der Prüfeinrichtung verwenden lassen.The hydraulic circuit diagram shown in the figure shows a device 10 with a storage container 12 for hydraulic pressure medium from which a prefeed pump 14 Sucks pressure medium. The pre-feed pump 14 is from an external engine 16 driven. Its suction side is through a filter 18 Protected from penetrating dirt. One pressure side of the pre-feed pump 14 is with the suction side of a high-pressure pump 20 by a pressure medium-carrying line 22 connected. The pressure level in this pipe 22 is from a pressure relief valve 24 limited to a value of, for example, a maximum of 10 bar. The pressure relief valve 24 is in a branch to it 26 to the line 22 arranged, which bypassing the feed pump 14 to the reservoir 12 leads back. To detect the pressure in the pipe 22 can at the branch 26 a pressure measuring device 28 be connected, whose signals are in an electronic control unit 30 evaluate and use to control or regulate the test facility.

An die Druckseite der Hochdruckpumpe 20 ist eine Rücklaufleitung 32 angeschlossen, die ebenfalls zum Vorratsbehälter 12 zurück führt. In dieser Rücklaufleitung 32 befindet sich ein Hochdruckbegrenzungsventil 34, welches innerhalb des Hydraulikkreises als hydraulische Last wirkt. Das eingesetzte Hochdruckbegrenzungsventil 34 begrenzt den Druck in der Rücklaufleitung 32 beispielsweise auf 500 bar. Dazu kann das Hochdruckbegrenzungsventil 34 einen konstanten oder einen veränderbaren Drosselquerschnitt aufweisen. Bei veränderlichem Drosselquerschnitt ist die Höhe des Maximaldrucks bedarfsgerecht einstellbar. Als Antrieb für die Hochdruckpumpe 20 ist ein regelbarer Elektromotor 36 vorgesehen. Die Vorförderpumpe 14 und die Hochdruckpumpe 20 können aber auch gemeinsamen von einem Motor angetrieben sein.To the pressure side of the high-pressure pump 20 is a return line 32 connected, which also to the reservoir 12 leads back. In this return line 32 there is a high pressure relief valve 34 which acts as a hydraulic load within the hydraulic circuit. The used high pressure relief valve 34 limits the pressure in the return line 32 for example, to 500 bar. This can be the high pressure relief valve 34 have a constant or a variable throttle cross-section. With variable throttle cross section, the height of the maximum pressure can be set as required. As a drive for the high-pressure pump 20 is a controllable electric motor 36 intended. The pre-feed pump 14 and the high pressure pump 20 but can also be driven jointly by a motor.

Als Hochdruckpumpe 20 wird erfindungsgemäß eine Kolbenpumpe (nicht gezeigt) eingesetzt, bei der wenigstens ein rotierender Nocken oder Exzenter wenigstens einen axial beweglich geführten und eine Arbeitskammer begrenzenden Kolben zu einer Hin- und Herbewegung antreibt. Alternativ wäre der Einsatz von Hochdruckpumpen 20 mit mehreren derartigen Kolben-/Zylinder-Einheiten möglich. Maßgeblich für die Erfindung ist, dass die Hochdruckpumpe 20 mit Ein- und Auslassventilen zur Steuerung der Versorgung der Arbeitskammer mit Druckmittel ausgestattet ist. Der Aufbau einer derartigen Kolbenpumpe zählt an sich zum allgemeinen Stand der Technik (siehe bspw. DE 197 32 817 A1 ) und ist deshalb nicht im Detail gezeichnet oder erläutert.As a high pressure pump 20 is erfindungsge According to a piston pump (not shown) is used, in which at least one rotating cam or eccentric drives at least one axially movably guided and a working chamber limiting piston to a reciprocating motion. Alternatively, it would be the use of high pressure pumps 20 possible with several such piston / cylinder units. Decisive for the invention is that the high-pressure pump 20 equipped with inlet and outlet valves for controlling the supply of the working chamber with pressure medium. The structure of such a piston pump counts per se to the general state of the art (see, for example. DE 197 32 817 A1 ) and is therefore not drawn or explained in detail.

Erfindungsgemäß ist eine Prüfvorrichtung 38 mit Aufnahmen für zu prüfende Bauteile 40 hydraulisch unmittelbar mit wenigstens einer der Arbeitskammern der Hochdruckpumpe 20 kontaktiert. Dies ist in der Figur schematisch dargestellt anhand einer Versorgungsleitung 21, die abseits der saugseitig kontaktierten Leitung 22 und des druckseitig kontaktierten Rücklaufs 32 von der Hochdruckpumpe 20 ausmündet. Grund für den Anschluss der Versorgungsleitung 21 an eine Arbeitskammer ist, dass aufgrund des periodischen Arbeitsprinzips einer nocken- bzw. exzentergetriebenen Kolbenpumpe in der Arbeitskammer Druckpulsationen auftreten, die sich zur Beaufschlagung der zu prüfenden Bauteile 40 nutzen lassen. Die erfindungsgemäße Einrichtung 10 kommt deshalb ohne separate Mittel zur Erzeugung von Druckpulsationen aus. Zudem decken nocken- oder exzentergetriebene Kolbenpumpen einen weiten Druckbereich ab, so dass erfindungsgemäß auf einen Druckübersetzer zur Bereitstellung des notwendigen Prüfdrucks verzichtet werden kann.According to the invention is a testing device 38 with recordings for components to be tested 40 hydraulically directly with at least one of the working chambers of the high-pressure pump 20 contacted. This is shown schematically in the figure by means of a supply line 21 , which are off the suction side contacted line 22 and the pressure side contacted return 32 from the high pressure pump 20 opens. Reason for connecting the supply line 21 is to a working chamber that occur due to the periodic principle of a cam or cam-driven eccentric piston pump in the working chamber pressure pulsations, which is for acting on the components to be tested 40 let use. The inventive device 10 Therefore, without separate means for generating pressure pulsations. In addition, cam- or eccentric-driven piston pumps cover a wide pressure range, so that according to the invention a pressure intensifier for providing the necessary test pressure can be dispensed with.

Die im Ausführungsbeispiel verwendete Prüfvorrichtung 38 ist mit Aufnahmen für insgesamt zehn zu prüfende Bauteile 40 versehen. Ein Ablauf 41 geht von jeder dieser Aufnahmen aus und kann direkt oder mittelbar über eine Sammelleitung in den Vorratsbehälter 12 münden.The test apparatus used in the embodiment 38 is with recordings for a total of ten components to be tested 40 Mistake. A process 41 is based on each of these shots and can directly or indirectly via a manifold into the reservoir 12 lead.

Schließlich weist die Prüfeinrichtung noch eine Entlüftungsleitung 42 auf, welche im Bereich zwischen der Hochdruckpumpe 20 und der Prüfvorrichtung 38 an die Versorgungsleitung 21 angeschlossen ist und die auch in den Vorratsbehälter 12 einmündet. In dieser Entlüftlungsleitung 42 ist im Ausführungsbeispiel ein manuell betätigbares Entlüftungsventil 44 angeordnet. Durch Öffnen dieses Entlüftungsventils 44 kann durch Betätigung der Pumpen 14, 20 Luft, die beispielsweise beim Wechseln der zu prüfenden Bauteile 40 in das System gelangt ist, bei Bedarf ausgespült werden.Finally, the test device still has a vent line 42 on which in the area between the high pressure pump 20 and the tester 38 to the supply line 21 is connected and also in the reservoir 12 opens. In this vent line 42 is a manually operated vent valve in the embodiment 44 arranged. By opening this bleeder valve 44 can be done by operating the pumps 14 . 20 Air, for example, when changing the components to be tested 40 got into the system, be rinsed out if necessary.

Die von der Hochdruckpumpe 20 bewirkte Druckpulsation kann in ihrer Charakteristik unter anderem über den die Hochdruckpumpe 20 antreibenden Elektromotor 36 beeinflusst werden. So bewirkt beispielsweise eine Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors 36 eine Erhöhung der Frequenz der Druckpulsation. Das Druckniveau in der Versorgungsleitung 21 der Prüfvorrichtung 38 lässt sich über das Hochdruckbegrenzungsventil 34 variieren. Durch eine elektronische Steuerung oder Regelung kann der Elektromotor 36 und/oder das Hochdruckbegrenzungsventil 34 angesteuert werden, um beispielsweise Belastungskollektive automatisiert ablaufen zu lassen.The from the high pressure pump 20 caused pressure pulsation can in their characteristics, inter alia, via the high-pressure pump 20 driving electric motor 36 to be influenced. For example, causes an increase in the speed of the electric motor 36 an increase in the frequency of the pressure pulsation. The pressure level in the supply line 21 the tester 38 can be via the high pressure relief valve 34 vary. By an electronic control or regulation of the electric motor 36 and / or the high pressure relief valve 34 be controlled, for example, to run load collectives automated.

Selbstverständlich sind weitere Ergänzungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.Of course are further additions and advantageous developments the invention possible without departing from the spirit of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19732817 A1 [0010] DE 19732817 A1 [0010]

Claims (6)

Einrichtung (10) zur Prüfung von wenigstens einem Bauteil (40) auf seine Belastbarkeit gegenüber hydraulischen Druckpulsationen, umfassend und in einem hydraulischen Kreis verschaltet, einen Vorratsbehälter (12) für hydraulisches Druckmittel, einen extern antreibbaren Druckerzeuger (14, 20) und eine Prüfvorrichtung (38) mit einer Aufnahme für das zu prüfende Bauteil (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (14, 20) eine Kolbenpumpe mit einem von einem rotierend angetriebenen Betätigungselement zu einer hin- und hergehende Hubbewegung angetriebenen und eine Arbeitskammer begrenzenden Kolben aufweist, dass eine Versorgung dieser Arbeitskammer mit Druckmittel von Ein- und Auslassventilen gesteuert ist und dass die Prüfvorrichtung (38) hydraulisch unmittelbar an diese Arbeitskammer angeschlossen ist.Facility ( 10 ) for testing at least one component ( 40 ) to its capacity to hydraulic pressure pulsations, comprising and connected in a hydraulic circuit, a reservoir ( 12 ) for hydraulic pressure medium, an externally drivable pressure generator ( 14 . 20 ) and a test device ( 38 ) with a receptacle for the component to be tested ( 40 ), characterized in that the pressure generator ( 14 . 20 ) comprises a piston pump with a driven by a rotationally driven actuator to a reciprocating stroke movement and a working chamber limiting piston that a supply of this working chamber is controlled with pressure medium of inlet and outlet valves and that the test device ( 38 ) is hydraulically connected directly to this working chamber. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (14, 20) mehrere Kolbenpumpen umfasst und dass die Prüfvorrichtung (38) hydraulisch unmittelbar an die Arbeitskammern dieser Kolbenpumpen angeschlossen ist.Device according to claim 1, characterized in that the pressure generator ( 14 . 20 ) comprises a plurality of piston pumps and that the test device ( 38 ) is hydraulically connected directly to the working chambers of these piston pumps. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente des Druckerzeugers (14, 20) Exzenter oder Nocken sind.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating elements of the pressure generator ( 14 . 20 ) Are eccentric or cam. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeuger (14, 20) von einem drehzahlregelbaren Elektromotor (36) antreibbar ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure generator ( 14 . 20 ) of a variable speed electric motor ( 36 ) is drivable. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Druckerzeuger (14, 20) ein mit einem Druckbegrenzungsventil (34) versehener und in den Vorratsbehälter (12) einmündender Rücklauf (32) angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure generator ( 14 . 20 ) with a pressure relief valve ( 34 ) and into the storage container ( 12 ) recirculating return ( 32 ) connected. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Druckerzeuger (14, 20) bereit gestellte Druck wenigstens 200 bar beträgt.Device according to claim 5, characterized in that the pressure generator ( 14 . 20 ) provided pressure is at least 200 bar.
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