AT501579A1 - Prüfstandsanordnung für fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für mittels Brennkraftmaschinen angetriebene Landfahrzeuge, mit zumindest einem Rollenprüfstand mit Mess- und Vereorgungsaggregaten für das zu prüfende Fahrzeug.

Prüfstandsanordnungen der genannten Art sind bekannt und in unterschiedlichsten Ausbaustufen für verschiedenste Aufgaben der Messtechnik an Fahrzeugen in Verwendung. Das zu prüfende Fahrzeug wird im einfachsten Falle mit seinen Antriebsrädern auf eine Einzel- oder Doppelrolle des Rollenprüfstandes gestellt und mittels einer geeigneten Feststelleinrichtung relativ zum Rollenprüfstand fixiert. Die über das Fahrzeug bzw. dessen Antriebsräder äquivalent zum Normalbetrieb auf der Straße angetriebene bzw. gebremste Prüfstandsrolle ist über eine heutzutage zumeist elektrische Antriebs- bzw. Belastungsmaschine gesteuert bremsbar bzw. auch antreibbar, womit bereits vielfältigste Messaufgaben und Simulationen durchgeführt werden können. So beispielsweise Leistungsmessung, Drehmomentmessung, Fehlersuche unter Last, Lastsimulation und dgl.. Bekannt und in Verwendung sind dabei Anordnungen auch mit mehreren separat steuerbaren Rollen beispielsweise für die Prüfung von Allradfahrzeugen.

Insbesondere im Entwicklungsbereich sowie zum Teil auch im Bereich der Endkontrolle der Fahrzeughersteller sind derartige Prüfstandsanordnungen in weiter ausgebauten Stufen in Verwendung, bei denen einerseits zusätzlich zu den über die Prüfstandsrollen bzw. die damit gekoppelten Elektromaschinen durchführbaren Messaufgaben und ermittelbaren Messresultaten noch eine Vielzahl weiterer Mess- und Versorgungsaggregate für das zu prüfende Fahrzeug zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Messgeräte für den Kraftstoffverbrauch, Abgasmessgeräte, akustische Messgeräte, Temperaturüberwachungsgeräte für Kühl- und Schmiermedien und dgl., sowie andererseits zusätzliche Anordnungen zur Kühlluft- bzw. Kühlwasserkonditionierung, zur separaten Kühlung und Aufbereitung von Schmiermedien, bzw, diverse Einrichtungen zur zentralen Messdatenerfassung und Auswertung sowie zur Steuerung der Prüfabläufe und Ähnliches vorgesehen sind. All das macht moderne Prüfstandsanordnungen der eingangs genannten Art relativ teuer und bringt damit in erhöhtem Maße die Forderung nach einer möglichst hohen Auslastung ins Spiel, damit sich derartige Anordnungen für den Betreiber auch amortisieren.

Speziell im Bereich der Fahrzeugentwicklung stellt sich sowohl bei den Fahrzeugher-stellem als auch bei den Teilbereiche der Fahrzeugentwicklung als Dienstieister anbietenden Entwicklern immer häufiger heraus, dass die Auslastung derartig hochspezifischer Prüfstandsanordnungen relativ gering ist und üblicherweise kaum über 50% hinausgeht oder zumeist sogar drunter liegt. Davon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Auslastung derartiger Prüfstandsanordnungen zu verbessern, um rascher und sicherer zu einer Amortisation der getätigten Aufwendungen zu kommen, was nicht zuletzt auch einer weiteren Verbreitung und einer intensiveren Verwendung derartiger, den Fahrzeugbereich insgesamt letztendlich umweltverträglicher und sicherer machenden Anordnungen entgegenkommt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die vorliegende Erfindung von der Überlegung aus, dass der neben den erwähnten Rollenprüfständen noch existierende andere große Bereich von Prüfständen im Umfeld der Fahrzeugentwicklung und Herstellung, nämlich der Bereich der Motor- und Antriebstrangprüfstände, zur Folge der immer höher werdenden Anforderungen an die Prüftechnik und auch zur Folge der damit immer mehr ansteigenden Rüstzeiten zwischen den eigentlichen Prüfungen chronisch überlastet ist, was heutzutage nur durch Bereitstellung weiterer Kapazitäten, also der Installierung weiterer teuerer Motor- bzw. Antriebstrangprüfstände, möglich ist Nachdem aber die Mess- und Versorgungstechnik im Bereich von Rollenprüfständen einerseits und von Motor- bzw. Antriebstrangprüfständen andererseits heutzutage weitgehend ähnlich ist und in großen Bereichen sogar übereinstimmt wird gemäß der vorliegenden Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass für den Rollenprüfstand zusätzlich zumindest eine mobile Plattform mit einer Befestigungsanordnung zur Aufnahme einer zu prüfenden, mit zumindest einem Teil der Mess- und Versorgungsaggregate des Rollenprüfstandes verbindbaren Brennkraftmaschine, sowie eine Feststelleinrichtung zum Fixieren der relativen Position der mobilen Plattform am Rollenprüfstand vorgesehen wird, womit für den Rollenprüfstand eine zusätzliche Auslastungsmöglichkeit als Motorprüfstand geschaffen ist. Die in diesem Zusammenhang erforderlichen zusätzlichen Investitionen am Rollenprüfstand werden durch dessen verbesserte Auslastungsmöglichkeit rasch überkompensiert und sind insbesondere dann vergleichsweise vemachlässigbar, wenn gegebenenfalls damit im Bereich von parallel vorhandenen eigentlichen Motorprüfständen die Anschaffung einer kompletten zusätzlichen Einheit entbehrlich wird.

In besondere bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mobile Plattform und/oder deren Befestigungsanordnung für die Brennkraftmaschine zusätzlich zur Aufnahme eines mit der zu prüfenden Brennkraftmaschine abtriebseitig verbundenen Getriebes, gegebenenfalls samt weiteren Teilen des Antriebstranges eines Fahrzeuges, ausgebildet Ist. Damit ist aus dem erfindungsgemäß aufgerüsteten Rollenprüfstand in einem sehr einfachen weiteren Ausbauschritt ein weitestgehend vollwertiger Prüfstand für zumindest Teile des Antriebstranges des Fahrzeuges geworden, was die oben bereits angesprochenen Vorteile der vorliegenden Erfindung noch erhöht.

Die mobile Plattform kann in Weiterbildung der Erfindung eine elektrische Antriebs-bzw. Belastungsmaschine für die über eine Prüfwelle verbindbare, zu prüfende Brennkraftmaschine, bzw. den zu prüfenden Antriebstrang, aufweisen, womit der Rollenprüfstand nur hinsichtlich seiner Mess- und Vereorgungsaggregate für die Motor- bzw. Antriebstrangprü- fung benützt wird - die mobile Plattform wird dabei in bevorzugter Weise mittels der Feststelleinrichtung auf der (den) gebremsten Rolle(n) des Rollenprüfstandes zentriert fixiert -die Rollen des Rollenprüfstandes bzw. dessen Dynamometer werden dabei also nicht mitbenutzt. Dies hat den Vorteil, dass die separate elektrische Antriebs- bzw. Belastungsmaschine auf der mobilen Plattform spezifisch für die Motor- bzw. Antriebstrangprüfung ausgelegt werden kann, wobei dafür übliche im Bereich derartiger Prüfstände eingesetzte Elektroma-schinen Verwendung finden können.

In anderer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die mobile Plattform abtriebseitig der zu prüfenden Brennkraftmaschine, bzw. des zu prüfenden Antriebstranges, aber auch eine Verbindungswelle zum Antrieb eines auf zumindest eine der Messrollen des Rollenprüfstandes einwirkenden Antriebselementes, vorzugsweise eines der Räder der mobilen Plattform selbst, aufweisen, womit die Notwendigkeit einer separaten Elektromaschine entfällt und direkt das (die) Dynamometer des Rollenprüfstandes mitverwendet werden kann (können). Dies ist für viele Mess-, Prüf- und Simulationsaufgaben auch am Motor- bzw. Antriebstrang ausreichend und senkt die zusätzlichen Kosten für die mobile Plattform zur erfindungsgemäßen Aufrüstung des Rollenprüfstandes erheblich.

Die Befestigungsanordnung für die zu prüfende Brennkraftmaschine bzw. den zu prüfenden Antriebstrang kann in weiters bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine auf der mobilen Plattform fixierbare Montage- oder Prüfpalette umfassen, was die erforderliche Rüstzeit zur Bestückung der mobilen Plattform deutlich verringert, da die Brennkraftmaschine bzw. der zu prüfende Antriebstrang bereits in vormontierter Form vorliegen kann und nur mehr auf die mobile Plattform aufgebracht und mit den Mess- und Versorgungsaggregaten die noch nicht angeschlossen sind verbunden zu werden braucht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der beigeschlossenen Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Rg. 1 zeigt dabei eine Prüfstandsanordnung mit einem Rollenprüfstand nach heutigem Stande der Technik und Rg. 2 und 3 zeigen entsprechende Anordnungen nach der vorliegenden Erfindung.

Die Prüfstandsanordnung nach Rg. 1 dient zur Prüfung eines Fahrzeuges 1 und besteht im wesentlichen aus einem Rollenprüfstand 2 mit diversen Mess- und Versorgungsaggregaten (3 bis 11) für das zu prüfende Fahrzeug 1. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit ist hier beispielsweise zu verweisen auf eine Kraftstoffversorgungseinheit 11 zur Zuführung verschiedenster Kraftstoffsorten, die über eine Kraftstoffmess-Einheit 3 auf hier nicht weiter dargestellte Weise dem Fahrzeug 1 zugeführt werden können. Mit 4 ist ein Prüfstandsautomatisierungssystem bezeichnet, das Anlagentechnik, Prüfstandsmesstechnik und sicherheitsrelevante Messgrößen vereint und auf verschiedenste der dargestellten Mess- und Versorgungseinheiten Einfluss nimmt. Im oberen Bereich des geschlossenen Prüfraumes 12 kann über Einheiten 5 eine Luftkonditionierung und -klimatisierung vorgenommen werden - Pfeile 13 symbolisieren die entsprechende Luftbewegung. Mit 8 ist ein bei derartigen Anordnungen heutzutage üblicher Kabelgalgenkopf mit sogenannter Boom-Box zum Anschluss diverser hier nicht weiter dargestellter Sensoren bezeichnet. 7 symbolisiert eine Kaltwasserversorgung und 6 eine Anordnung zur Zuführung von Zuluft bzw. Verbrauchsluft. Mit 9 sind zwei Einheiten zur Abgasabsaugung und mit 10 ist die Stromversorgung der Anordnung bezeichnet. Nicht dargestellt aber Bestandteil aller Emissionsrollenprüfstände sind Emissionsmessgeräte wie Abgasanalyseanlagen, Constant Volume Sampling (CVS) Systeme und Opacimeter.

Das zu prüfende Fahrzeug 1 steht mit seinen Rädern 14 auf den Rollen 15 des Rollenprüfstandes 2 und wird hier lediglich durch die schematisch angedeuteten Zentrierrollen 16 zentriert. Zur Fixierung der relativen Position des Fahrzeuges 1 auf dem Rollenprüfstand 2 wird das Fahrzeug durch verschiedene nicht näher dargestellte Feststelleinrichtungen am Boden fixiert.. Abgesehen von der dargestellten Ausführung des Rollenprüfstandes 2 gibt es auch einfachere Ausführungen derartiger Prüfstände mit nur einer RoHenanordnung (für die angegebene Fahrzeugachse). Für allradbetriebene Fahrzeuge kommen Rollenprüfstände 2 mit zwei bis vier separat antreib- bzw. bremsbaren Rollen 15 in Verwendung - Prüfstände für Motorräder können auch nur eine einzige derartige Rolle aufweisen.

Um die Auslastung von Rollenprüfständen 2 gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik zu verbessern ist bei der in Flg. 2 dargestellten Ausgestaltung nach der vorliegenden Erfindung zusätzlich zumindest eine mobile Plattform 17 mit einer Befestigungsanordnung 18 zur Aufnahme einer zu prüfenden, mit zumindest einem Teil der Mess- und Versorgungsaggregate (3 bis 11) des Rollenprüfstandes 2 verbindbaren Brennkraftmaschine 19 sowie eine Feststelleinrichtung 20 zur Fixierung der relativen Position der mobilen Plattform 17 am Rollenprüfstand 2 vorgesehen, der damit mit einfachsten Aufwendungen zu einem weitgehend vollwertigen Motorprüfstand wird. Soweit für die jeweiligen Aufgaben erforderlich, können alle oder einzelne der zu Rg. 1 beschriebenen, an der Prüfstandsanordnung vorhandenen Mess- und Versorgungsaggregate (3 bis 11) auch für die Motorprüfung verwendet werden, womit für die zusätzliche Auslastungsmöglichkeit des eigentlichen Rollenprüfstandes 2 zur Motorprüfung nur sehr geringe zusätzliche Investitionen - insbesondere für die mobile Plattform 17 - erforderlich sind.

Bei der Anordnung nach Rg. 2 ist auf der mobilen Plattform 17 eine zusätzliche elektrische Antriebs- bzw. Belastungsmaschine 21 (beispielsweise eine Permanentmagnet- bzw. Asynchronmaschine oder Ähnliches) für die über eine Prüfwelle 22 verbindbare zu prüfende Brennkraftmaschine 19 vorgesehen, welche für verschiedenste Prüfaufgaben an der zu prüfenden Brennkraftmaschine 19 besser geeignet ist als die üblicherweise ein relativ großes Trägheitsmoment aufweisende Kombination von Prüfstands-Rolle 15 samt Dynamometer. Die mobile Plattform 17 ist gemäß Fig. 2 auch unabhängig von den ruhenden bzw. gebremsten Rollen 15 des Rollenprüfstandes 2 fixiert - die Rollen 15 samt deren nicht weiter dargestellten Dynamometern werden hier also nicht benützt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 3 sind die gleichen bzw. funktionell gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hier vorerst auf die obige Beschreibung zu Fig. 1 und 2 verwiesen.

Abweichend von der Anordnung nach Fig. 2 ist in Fig. 3 nun die mobile Plattform 17 so auf den Rollen 15 des Rollenprüfstands 2 platziert, dass die Räder 23 zum Transport der mobilen Plattform 17 ähnlich wie die Räder des Fahrzeuges 1 in Fig. 1 auf den Rollen 15 bzw. jeweils zwischen den Zentrierrollen 16 zu liegen kommen. Mittels der Feststelleinrichtung 20 wird die mobile Plattform 17 zusätzlich fixiert. Weiters ist hier eine die Befestigungsanordnung 18 für die zu prüfende Brennkraftmaschine 19 und ein mit dieser abtriebseitig verbundenes Getriebe 24 tragende, auf der mobilen Plattform 17 auf hier nicht weiter dargestellte Weise fixierbare Montage- bzw. Prüfpalette 25 vorgesehen, womit der Austausch der zu prüfenden Aggregate schnell und mit kurzer Rüstzeit ausgeführt werden kann. Die mobile Plattform 17 weist abtriebseitig des zu prüfenden, aus Brennkraftmaschine 19 und Getriebe 24 bestehenden Antriebstrangteiles Verbindungswellen 26 (samt Winkelgetriebe 27) zum Antrieb eines auf zumindest eine der Messrollen 15 des Rollenprüfstandes 2 einwirkenden Antriebselementes (hier zumindest eines der Räder 23 der mobilen Plattform selbst) auf. Auf diese Weise braucht (was für viele Mess- bzw. Prüfaufgaben ausreichend ist) keine zusätzliche Elektromaschine (21 in Fig. 2) auf der mobilen Plattform 17 vorgesehen werden, was die zusätzlichen Investitionen für die erfindungsgemäße Prüfstandsausbildung verringert. Im Falle der Anordnung gemäß Rg. 3 ist natürlich zumindest die in der Darstellung rechte Rolle 15 des Rollenprüfstandes 2 ungebremst und normal durch das bzw. die Dynamometer antreib- bzw. bremsbar (im Falle beispielsweise von hier nicht weiter dargestellten Prüfungen eines kompletten 4-Rad-Antriebstrages könnten auch vier separat auf die Rollen 15 des Rollenprüfstandes 2 einwirkende Räder 23 der mobilen Plattform 17 zur Anwendung kommen).

Bedarfsweise könnten die Anordnungen nach Rg. 2 und 3 natürlich auch beliebig kombiniert zur Verwendung kommen; so beispielsweise eine Montage- bzw. Prüfpalette 25 zusammen mit einer auf der mobilen Plattform 17 zusätzlich vorgesehenen elektrischen Maschine 21.

Zur Prüfung beispielsweise der Kaltstarteigenschaften oder der Tieftemperatur-Laufeigenschaften einer zu prüfenden Brennkraftmaschine bzw. auch einer zu prüfenden Brennkraftmaschine samt Teilen des zu prüfenden Antriebstranges könnte die mobile Plattform 17 gemäß Rg. 2 inklusive Brennkraftmaschine 19 und Elektromaschine 21 vor der Ein- bringung in den Rollenprüfstand 2 auch separat in einem Kälteschacht gekühlt werden. Auch können natürlich (beispielsweise für Akustikmessungen) auch zusätzliche Aggregate und Komponenten im Bereich des Rollenprüfstandes 2 bzw. auf der mobilen Plattform 17 erforderlich werden, um die Nutzungsmöglichkeiten und damit die Auslastung der erfindungsgemäßen Prüfstandsanordnung weiter zu verbessern. Die Mobilität der Plattform 17 könnte abgesehen von der dargestellten Ausführung mit eigenen Rädern auch beispielsweise über hier nicht dargestellte Möglichkeiten zur Verwendung separater Transportmittel, wie etwa eines Hubstaplers, Deckenkranes oder Ähnliches sichergestellt werden, wobei für diesen Fall bei Anordnungen gemäß Hg. 3 andere Antriebsanordnungen für die zur Prüfling verwendeten Rollen 15 des Rollenprüfstands 2 vorzusehen wären - beispielsweise direkte Wellenverbindungen, Riemenantriebe oder Ähnliches.

Wesentlich Ist in allen Fällen, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der bekannte Rollenprüfstand gemäß Ausführung in Hg. 1 durch geringe zusätzliche Aufwendungen zu einem Motor- bzw. Antriebstrangprüfstand aufgerüstet und damit mit besserer Auslastung betrieben werden kann.

Patientansprache;

Claims (6)

1. «* Patentansprüche:

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   1. Prüfstandsanordnung für Fahrzeuge (1), insbesondere für mittels Brennkraftmaschinen (19) angetriebene Landfahrzeuge, mit zumindest einem Rollenprüfstand (2) mit Mess- und Vereorgungsaggregaten (3 bis 11) für das zu prüfende Fahrzeug (1), gekennzeichnet durch zumindest eine mobile Plattform (17) mit einer Befestigungsanordnung (18) zur Aufnahme einer zu prüfenden, mit zumindest einem Teil der Mess- und Versorgungsaggregate (3 bis 11) des Rollenprüfstandes (2) verbindbaren Brennkraftmaschine (19), sowie eine Feststelleinrichtung (20) zur Fixierung der relativen Position der mobilen Plattform (17) am Rollenprüfstand (2).
2. 2. Prüfstandsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Plattform (17) und/oder deren Befestigungsanordnung (18) zur Aufnahme eines mit der zu prüfenden Brennkraftmaschine (19) abtriebsseitig verbundenen Getriebes (24), gegebenenfalls samt weiteren Teilen des Antriebsstranges eines Fahrzeuges, ausgebildet ist.
3. 3. Prüfstandsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Plattform (17) eine elektrische Antriebs- bzw. Belastungsmaschine (21) für die über eine Prüfwelle (22) verbindbare, zu prüfende Brennkraftmaschine (19), bzw. den zu prüfenden Antriebsstrang, aufweist.
4. 4. Prüfstandsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Plattform (17) mittels der Feststelleinrichtung (20) auf der (den) gebremsten Rolle(n) (15) des Rollenprüfstandes (2) zentriert fbderbar ist.
5. 5. Prüfstandsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Plattform (17) abtriebsseitig der zu prüfenden Brennkraftmaschine (19), bzw. des zu prüfenden Antriebsstranges, eine Verbindungswelle (26) zum Antrieb eines auf zumindest eine der Messrollen (15) des Rollenprüfstandes (2) einwirkenden Antriebselementes, vorzugsweise eines der Räder (23) der mobilen Plattform (17) selbst, aufweist.
6. 6. Prüfstandsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsanordnung (18) für die zu prüfende Brennkraft- • · · · · · * · α ·· • · · ··· · · · υ I • · · · · · ···· · ······ ♦ · ·· ···· ·· ···· · ··· maschine (19) bzw. den zu prüfenden Antriebsstrang eine auf der mobilen Plattform (17) fixierbare Montage- oder Prüfpalette (25) umfasst. Wien, am 01. Dezember 2004 AVL List GmbH in Graz (AT) vertreten durch: Patentanwälte