Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Hier werden Fragen zur Technik und zur Restauration des Unimog gestellt.

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 07.04.2016, 21:51

Hallo Mathias,

natürlich kann man versuchen die Riefen wegzuschleifen - am Laufsatz und am Gehäuse! - und vielleicht sogar eine neue Beschichtung aufzubringen. Das soll auch schon mal gemacht worden sein. Aber einen Erfolgsbericht kenne ich bisher nicht.

Da die Pumpen eines meiner Dauerthemen ist und lange bleiben wird und neuwertige Pumpen rar sind, wird die Aufarbeitung von Pumpen möglicherweise noch anzugehen sein. Aber erst mal sammle ich weiter Erfahrung mit den Schäden.
Liebe Grüße

Christoph

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 16.05.2016, 20:10

Liebe Unimog-Freunde,

heute war mal wieder ein Kombipresser nach abgeschlossener Reparatur zu prüfen.

Der Kompressor wurde neu gelagert und gedichtet, der Zylinder nachgehont und ist anschließend gut in Schuss (24 l-Behälter in 100 Sekunden von 0 auf 5 bar).

Die Pumpe ist leider so verschlissen, dass sie kalt/warm mit HLP32 bei 1000 U/min nur noch 130/90 bar bringt. Aber immerhin, selbst diese Werte sind gar nicht so häufig zu finden.

Der Prüfstand sieht noch ein wenig wirr aus. Das ist den vielen verschiedenen Prüflingen geschuldet, für die stets neu gerüstet werden muss.
Dateianhänge
P1160131_klein.jpg
P1160133_klein.jpg
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Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 19.03.2017, 20:39

Liebe Unimog-Freunde,

mein Leistungsprüfstand hat dieser Tage einen krassen Vergleich bei WESTINGHOUSE 1P41 bzw. WABCO 4161000000 (am Kombipresser) gezeigt:

Defekte Pumpe, Volumenstrom bricht von 8 l/min bei 0 bar auf 0 l/min bei 30 bis 40 bar zusammen
https://www.youtube.com/watch?v=_y9U8iRn9VA

Fabrikneue Pumpe, Volumenstrom geht von 9 l/min bei 0 bar auf 8 l/min bei 150 bar zurück (das sind 2 kW)
https://www.youtube.com/watch?v=c3jtfmEQiiM

Öltemperatur 40°C, Drehzahl ca. 1150 U/min
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P1190103_klein.jpg
Liebe Grüße

Christoph

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon toheju » 19.03.2017, 21:11

Hallo Christoph,

vielen Dank für Deine beständige Berichterstattung. Ich lese immer gerne mit und freue mich über neue Beiträge. Allerdings in der Hoffnung, dass ich Deine Tipps so schnell nicht brauchen werde :D

Viele Grüße
Tobias
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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 16.11.2017, 14:31

Liebe Unimog-Freunde,

die Ordnung bleibt oft auf der Strecke. Verschiedene Schläuche kreuzen sich in der Luft und einiges Werkzeug liegt herum. Doch die Möglichkeiten des Prüfstands werden immer besser und vielfältiger.

Neueste Errungenschaft: ein Kreuztisch. Damit lässt sich der Keilriementrieb mit 4 Rillen an der Treibscheibe und zwei unterschiedlichen Riemenscheiben an der ZF-Servopumpe schnell umstellen. Zusammen mit zwei Motordrehzahlen ergeben sich 16 verschiedene Pumpendrehzahlen.

Nun zu meiner aktuellen Aufgabe. Aus den Werkstatthandbüchern 406 sind für die ZF-Servopumpe folgende Prüfwerte genannt:

1. im Leerlauf (Übersetzung Motor/Pumpe 0,8 (ins Schnelle oder ins Langsame?), widersprüchliche Angaben: 500, 700, 1000 U/min, welche gilt? Für Pumpe oder für Motor?)
4,2 l/min bei 50 bar

2. im Leerlauf (Motordrehzahl 700 U/min)
7 l/min bei 130 bar

3. bei Motordrehzahl 2230 U/min
9 l/min bei 130 bar

Da die Prüfung nach 1. am einfachsten durchzuführen ist, wäre ich dankbar für die Angabe der tatsächlich zutreffenden Werte.
Dateianhänge
P1210657_klein.jpg
Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 16.11.2017, 20:35

Liebe Unimog-Freunde,

nach intensiver Recherche habe ich doch noch präzise Angaben gefunden, siehe Diagramm für Mindest-Volumenströme unten. Wer wohl die diffusen Daten in den Werkstatthandbüchern verbrochen hat?
Dateianhänge
ZF Pumpenkennlinien.jpg
Liebe Grüße

Christoph

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon Helmut-Schmitz » 17.11.2017, 11:42

Hallo Christopg
so ein Kreuztisch ist eine feine Sache. Leider sind die meistens konstruktiv bedingt etwas massiver. Sofern dein Prüfstand stationär ist, kann man das hinnehmen. Einfacher wäre ein Freuquenzumrichter. Damit kannst du die Drehzahl auch unter Prüflast kontinuierlich erhöhen, wenn du einen Leistungsknick oder die Leistungskurve ermitteln möchtest.
Seitens MB sind die Drehzahlen in den mir bekannten Angaben immer auf die Motordrehzahl bezogen, sofern nichts weiter angegeben ist. Die Motorölpumpe dreht mit eigener Drehzahl, Liefermenge und Druck beziehen sich aber auf die Motordrehzahl. Auch für die Einspritzpumpe wird die Motordrehzahl (Leerlauf und Enddrehzahl) angegeben, obwohl die nur die ESP-Drehzahl bekanntlich nur die Hälfte beträgt. Bosch selber gibt auf dem Typenschild dazu die "eigene" Drehzahl an. Bei der Zapfwelle wird dies in der Bezeichnung explizit angegeben.
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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 17.11.2017, 11:56

Hallo Helmut,

einen Servomotor habe ich schon. Leider noch nicht den entsprechenden Antriebsregler dafür. Mit dem Kreuztisch komme ich aber auch ganz gut zurecht.

Tatsächlich beziehen sich die Drehzahlangaben in den Werkstatthandbüchern - wie Du sagst - stets auf die Motordrehzahl, wie nun die folgende Tabelle der Pumpengrenzwerte zeigt.
Dateianhänge
ZF 7633 Pumpengrenzwerte und Wirkungsgrade.jpg
Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 18.11.2017, 13:05

Liebe Unimog-Freunde,

mit den plausiblen Werten aus der vorherigen Tabelle liegen nun die zutreffenden Prüfkriterien vor. Es zeigt sich aber auch auf welch schlechtem Niveau des Wirkungsgrades die ZF-Pumpe liegt. Der Gesamtwirkungsgrad ist ja noch um den mechanischen Wirkungsgrad schlechter.

Drei Pumpen wurden geprüft:
1. Blaue Kennlinie: Eine fabrikneue Pumpe
2. Grüne Kennlinie: Eine im 406 seit 1969 betriebene Pumpe
3. Rote Kennlinie: Eine Pumpe vom Teilemarkt

Wenn die gestrichelte Linie über dem roten Dreieck verläuft, ist das 50 bar-Kriterium erfüllt.
Wenn die durchgezogene Linie über dem roten Gleicheitszeichen verläuft, ist das 130 bar-Kriterium erfüllt.
Die Pumpe vom Teilemarkt ist also unbrauchbar, jedenfalls für den 406.

Das Diagramm endet bei 120 bar, weil erstens 130 bar mit einer Toleranz von 10% unterschritten werden dürfen und zweitens ab 120 bar das Druckbegrenzungsventil beginnt zu öffnen und damit den eigentlichen Pumpenwert verfälschen kann.

Nächste Aufgabe: Feststellen inwieweit die von mir auch angewandten pneumatischen Tests mit den hydraulischen bezüglich ihrer Ergebnisse zusammenpassen.
Dateianhänge
ZF 7633 Pumpengrenzwerte Diagramm.jpg
Liebe Grüße

Christoph

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon DocLang2 » 19.11.2017, 14:18

Hallo Christoph
das wird interessant eine Korrelation zwischen Hydraulik und Pneumatik herzustellen. Hatte beruflich in der ABS/ESP-Entwicklung schon damit zu tun. Ich kann nur sagen, das ist nicht trivial, da sich eben manche Leckageursachen pneumatisch total anders verhalten wie hydraulisch. Und Restmengen an Öl und Schmutz sind Gift für eine pneumatische Prüfung.
Aber es kommt eben darauf an in welche Zielrichtung man möchte, grobe Fehler findet man auf jeden Fall auch pneumatisch.
Viel Erfolg dabei
Peter
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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 20.11.2017, 13:02

Hallo Peter und alle anderen,

Messungen mit Druckluft werden in der Hydraulik zum Beispiel beim Honen von Schieber- und Zylinderbohrungen in Ventilen und Pumpen angewendet. Das ist also Stand der Technik.

Meine pneumatischen Prüfungen funktionieren auch mit sehr guter Übereinstimmung mit den tatsächlichen hydraulischen Werten bei Ventilen (Steuerblöcken), Kolbenmaschinen und Außenzahnradpumpen. Bei der ZF-Servopumpe hingegen sind mir schon früher Unstimmigkeiten bei den pneumatischen Messungen aufgefallen.

Bei Pumpen (Messung als Motor) und Motoren wende ich bisher drei Methoden an:

1. Definierter geringer Zulauf von Luft (5 bar über Düse 0,4 mm) bei festgesetzter Welle. Gemessen wird der Staudruck. (Eignung für sehr enge Passungen, also geringe Leckage). Es wird der Mittelwert aus Messungen bei verschiedenen Stellungen der Welle genommen.

2. Variabler Zulauf von Luft. Gemessen werden Druck und Volumenstrom, die sich ergeben, wenn sich bei sinkender Drehzahl die Welle gerade noch dreht. (Eignung für größere Leckagen)

3. Variabler Zulauf von Luft bei festgesetzter Welle. Gemessen wird der Volumenstrom, der notwendig ist um einen bestimmten Druck (hier 2,5 bar) zu erzeugen. Es wird der Mittelwert aus Messungen bei verschiedenen Stellungen der Welle genommen.

Angewandt auf die drei vorher hydraulisch geprüften Pumpen ergibt sich:

Prüfmethode/
... Pumpe // CL neu // FS oT // FS mT
Hydraulisch // 1,0 //0,8 // 0,6
Pneumatisch 1 // 0,6 // 0,8 // 0,7
Pneumatisch 2 //0,25 // 0,83 // 1,0
Pneumatisch 3 // 0,74 // 0,96 // 1,0
Tabelle: Relative Wertung der Leistungsfähigkeit der Pumpen aufgrund der einzelnen Prüfergebnisse

Daraus ergibt sich:

Pneumatisch 1 ist vollkommen unbrauchbar, jedenfalls mit dem geringen Zulauf.

Pneumatisch 2 ergibt statt des erwarteten ein umgekehrtes Ergebnis bei der Volumenstrommessung während der Staudruck bei gebrauchten Pumpen abnimmt. Die Werte von CL neu und FS oT liegen zu weit auseinander. Die Skala stimmt also nicht.

Pneumatisch 3: Die Prüfergebnisse sind auch hier entgegensetzt zu den erwarteten und die Skala ist ebenfalls nicht plausibel.

Fazit: Meine drei Prüfmethoden zeigen bei der ZF-Servopumpe keinen verwertbaren Zusammenhang mit der tatsächlichen hydraulischen Leistung. Damit ist klar, dass es in der Vergangenheit zu widersprüchlichen Aussagen kommen musste.

Möglicherweise gibt es bei dem vorliegenden Gerotor-Prinzip Verformungen unter höherem Druck und/oder strömungsmechanische Effekte, die von der statischen Prüfung mit geringem Druck nicht erfasst werden, im praktischen Betrieb aber zu einer Verringerung der inneren Leckage und damit Erhöhung des Wirkungsgrades führen.
Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 16.12.2018, 18:52

Liebe Unimog-Freunde,

diesmal ist ein WESTINGHOUSE Kompressor aus einem 406 dran. Ist wie im 411 und 421, nur etwas größer mit 150 cm³/U. Ersatzteile gibt's dafür auch so gut wie keine mehr. Deshalb war diese Reparatur glücklich, da alles mit Nacharbeit und ein paar neuen Dichtungen erledigt werden konnte.

Ein sehr gutes Ergebnis: https://youtu.be/iLeGHjg8Seo

PS: Die grüne Kennlinie ist nicht zutreffend! Falsch ausgewertet!
Dateianhänge
2018_12_16_Diagramm.jpg
GOPR0559.JPG
Zuletzt geändert von OPTI-MOG am 30.03.2019, 12:12, insgesamt 1-mal geändert.
Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 15.02.2019, 20:05

Liebe Unimog-Freunde,

oft zahlt sich Hartnäckigkeit und Ausdauer aus. So hoffentlich auch hier.

Nach langer Suche scheint ein Lieferant gefunden zu sein, der die Ventilteller und Federn für die Saug- und Druckventile des Kompressors WESTINGHOUSE 1V41 bzw. 411 005 1000 nachfertigen kann und sogar möchte. Und zwar aus rostfreiem Federstahl.

Es müssen noch einige Dinge geklärt werden. Doch wenn wir Glück haben, gibt es in ein paar Wochen eine verlässliche Reparaturmöglichkeit für die Ventile. Der Ventilsitz lässt sich ja fast immer nacharbeiten, wenn er verschlissen sein sollte.
Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 09.03.2019, 19:45

Liebe Unimog-Freunde,

es ist soweit, wenigstens schon mal für das Druckventil.

Der Sitz wird nachgearbeitet, das Ventilplättchen und die Feder kommen neu, und wenn der Einbauraum für den Ventilsitz im Zylinderkopf beschädigt ist, wird noch ein hauchdünner Viton-O-Ring eingebaut.
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Liebe Grüße

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Re: Prüfstand für Kompressoren und Pumpen

Beitragvon OPTI-MOG » 10.03.2019, 17:47

... und hier die Teile mit den schwächeren Federn für das Saugventil.

Dann kann der Dauertest demnächst beginnen.
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Liebe Grüße

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