Getriebe, umlaufend und ungleichförmig
Die Studierenden kennen die Kriterien zur Auslegung, Gestaltung sowie Berechnung der kinematischen Größen von Koppel-, Kurven- und Planetengetrieben und können diese auf vorgegebene Getriebe anwenden. In der Laborübung werden die mechanischen Größen an mehrstufigen Planeten- und Kurvengetriebe eigenständig gemessen, die Messdaten digital weiterverarbeitet und analysiert.
Kegelradgetriebe - Verlustleistungsmessung
Ein Asynchronmotor treibt über eine Drehmomentenmesswelle und ein Kegelradgetriebe eine Bremseinheit an. Die Messwelle ist mit einer DMS-Applikation ausgerüstet und einer Telemetrie zur Messdatenübertragung. Das Getriebe verdreifacht die Eingangsdrehzahl und leitet das Moment in einen Winkel von 90° über eine Kardanwelle zur Bremse. Die Belastung wird abtriebsseitig von einer Wirbelstrombremse oder Scheibenbremse aufgebracht. Das Gehäuse der Bremse ist pendelnd aufgehangen und stützt sich über einen Hebel an einer Kraftmessdose am Fundament ab (Stützmoment). Zur Ermittlung der Verlustleistung und des Wirkungsgrades wird die Antriebs- und die Abtriebsleistung gemessen.
Telemetrie
Die Telemetrie dient der berührungslosen (drahtlosen) Übertragung des DMS-Sensorsignales (1-Kanal).
Prinzip:
- Das Sensorsignal läuft im Sender vom Signalverstärker über den Signalumwandler zum HF-Modulator.
- Über das Antennensystem gelangt das Sendesignal auf den HF-Demodulator des Empfängers, wird vom Signalumwandler wieder in eine Spannung umgewandelt und ausgegeben.
Nockenwelle - Ventilbeschleunigung
Der Ventiltrieb im Verbrennungsmotor dient zum Ladungswechsel der einzelnen Zylinder des Motors. Dazu wird eine Nockenwelle, welche von der Kurbelwelle im Verhältnis 2:1 angetrieben wird, verwendet. Diese öffnet und schließt die Ventile an genau vorgegeben Zeitpunkten. Die Nockenwelle verfügt über je einen Nocken pro Ventil (Kurvenscheibe) und ist kraftschlüssig mit dem Ventil verbunden. Dazwischen befindet sich ein Hydrostößel, um das Ventilspiel zwischen Nocken und Ventil auszugleichen.
Das Ventil wird bei auflaufenden Nocken auf das Ventil gegen die Ventilfederkraft geöffnet und bei ablaufenden Nocken durch die Ventilfederkraft geschlossen. Bei diesem Feder-Masse-System werden der Ventilweg, die Ventilgeschwindigkeiten und die Ventilbeschleunigungen ermittelt sowie die Drehzahlen bei dem das Ventil abhebt oder das Nockenwellengetriebe in Resonanz kommt.
Planetengetriebe - Massenträgheitsmomente, Verluste
Ermittlung der reduzierten Massenträgheitsmomente bei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen an einem zweistufigen Planetengetriebe. Erfassen des Übersetzungsverhältnisses aus Messung der Antriebs- und Abtriebsdrehzahl. Beschleunigungsmessung beim Anfahren und Auslaufen des Getriebes. Bestimmen der Reibungsverluste des Planetengetriebes.
Schubkurbelgetriebe (Modell eines Kolbenverdichters)
Der Versuchsstand stellt das Modell eines Kolbenverdichters dar. Die Drehbewegung der Antriebswelle, angetrieben von einem Elektromotor und Schneckengetriebe, wird über Kurbel und Pleuel in eine translatorische Kolbenbewegung umgewandelt.
Die Beanspruchungsanalyse der Haupt-Bauteile Feder, Kolbenstange, Pleuel und Antriebswelle umfasst die Betriebsfestigkeitsberechnungen für unterschiedliche Federvorspannungen und Kolbenhübe sowie ein Vergleich der Federkennlinie und eine FFT-Analyse.
