AT528805B1 - Getriebeprüfstandsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Getriebeprüfstandsvorrichtungen mit einer Antriebseinheit (10), welche eine Antriebswelle (16) aufweist, einem Antriebseinheitstragrahmen (12), über den die Antriebseinheit (10) auf einer Grundstruktur (14) befestigt ist, einer Drehmomentübertragungseinrichtung (18), welches ein Eintriebselement (38), welches zumindest indirekt drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (16) verbunden ist, und ein Abtriebselement (58) aufweist, einem zu testenden Getriebe (22), welches ein Getriebegehäuse (24), eine im Prüfbetrieb mit dem Abtriebselement (58) der Drehmomentübertragungseinrichtung (18) drehmomentübertragend verbundene Eingangswelle (20) und eine Ausgangswelle (28) aufweist, einem Dynamometer (34), dessen Eintrittswelle (32) zumindest indirekt mit der Ausgangswelle (28) des zu testenden Getriebes (22) drehmomentübertragend verbunden ist, und einem Dynamometertragrahmen (36), über den der zumindest eine Dynamometer (34) auf der Grundstruktur (14) befestigt ist, sind bekannt. Um auf zusätzliche Ständer und Tragrahmen verzichten zu können, wird vorgeschlagen, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (18) radial von einem Befestigungsgehäuse (26) umgeben ist, das ein erstes Anbauteil (62) aufweist, über welches das Befestigungsgehäuse (26) am Antriebseinheitstragrahmen (12) befestigt ist, ein zweites Anbauteil (92) aufweist, über welche das Getriebegehäuse (24) am Befestigungsgehäuse (26) befestigt ist, und eine gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung (74) aufweist, die zwischen den beiden Anbauteilen (62, 92) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

GETRIEBEPRÜFSTANDSVORRICHTUNG

[0001] Die Erfindung betrifft eine Getriebeprüfstandsvorrichtung mit einer Antriebseinheit, welche eine Antriebswelle aufweist, einem Antriebseinheitstragrahmen, über den die Antriebseinheit auf einer Grundstruktur befestigt ist, einer Drehmomentübertragungseinrichtung, welche ein Eintriebselement, welches zumindest indirekt drehmomentübertragend mit der Antriebswelle verbunden ist, und ein Abtriebselement aufweist, einem zu testenden Getriebe, welches ein Getriebegehäuse, eine im Prüfbetrieb mit dem Abtriebselement der Drehmomentübertragungseinrichtung drehmomentübertragend verbundene Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweist, einem Dynamometer, dessen Eintrittswelle zumindest indirekt mit der Ausgangswelle des zu testenden Getriebes drehmomentübertragend verbunden ist, und einem Dynamometertragrahmen, über den das zumindest eine Dynamometer auf der Grundstruktur befestigt ist.

[0002] Derartige Getriebeprüfstandsvorrichtungen werden zur Untersuchung und Prüfung von Getrieben in der Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung eingesetzt und simulieren hierzu reale Betriebsbedingungen, wie sie im Fahrzeug auftreten, um die Leistung und Qualität des Getriebes zu bewerten und Schwachstellen zu identifizieren. Dabei können Langzeittests und Verschleißanalysen, NVH-Analysen (Noise, Vibration, Harshness) oder thermische Tests durchgeführt werden und so die Funktion, Effizienz, Haltbarkeit und die Geräuschentwicklung der Getriebe bewertet werden. Der Aufbau dieser Getriebeprüfstände besteht üblicherweise aus einer als Fundament des Prüfstands dienenden Grundstruktur zur Befestigung und Aufnahme aller Komponenten, die häufig schwingungsisoliert ausgeführt wird, um externe Einflüsse zu minimieren. Auf der Grundstruktur sind Tragrahmen für eine Antriebseinheit und ein oder mehrere Lastmaschinen, die auch als Dynamometer bezeichnet werden, befestigt. Die Antriebseinheit dient zum Antrieb des Getriebes und weist zumeist einen Elektromotor auf, dessen Drehmoment, Drehzahl und Leistung in weiten Bereichen eingestellt werden kann. Mit dem Ausgang oder den Ausgängen des zu testenden Getriebes ist der oder sind die Dynamometer verbunden, welche die Gegenlast zur Simulation der im Fahrzeug auftretenden Kräfte und Momente erzeugen und üblicherweise einen Elektromotor beziehungsweise einen Generator oder eine Wirbelstrombremse aufweisen. Das Dynamometer und die Antriebseinheit werden über Wellen und Kupplungen mit dem zu testenden Getriebe verbunden, welches üblicherweise auf einer Getriebehalterung angeordnet ist, welche auf der Grundstruktur befestigt wird. Des Weiteren weisen die Prüfstände die erforderlichen Mess- und Sensorsysteme und insbesondere einen Drehmomentsensor auf, um die entsprechenden Messdaten zu erfassen. Der Prüfstand weist des Weiteren zumeist entsprechende Regel- und Steuereinheiten sowie gegebenenfalls erforderliche Kühl- und Ölversorgungssysteme auf.

[0003] Die bekannten Getriebeprüfstände weisen üblicherweise zusätzliche Ständer zur Aufnahme des Gewichts des Prüflings auf. Dies erfordert eine genaue Ausrichtung der Antriebseinheit zum Prüfling über den Rahmen und den Ständer und erhöht die Rüstzeit solcher Prüfstände beträchtlich.

[0004] Eine solche bekannte Getriebeprüfstandsvorrichtung wird beispielsweise in der EP 3 628 997 A1 offenbart. Bei diesem Prüfstand ist die Antriebseinheit auf einer Grundstruktur über einen Rahmen befestigt, der eine senkrecht verlaufende Befestigungsplatte aufweist, an der eine Anbauplatte befestigt wird, an der wiederum ein Gehäuse des zu testenden Getriebes befestigt wird. Die Antriebswelle der Antriebseinheit ist über eine Kupplung mit einem Drehmoment übertragenden Eintriebselement für das Getriebe verbunden, welche durch eine innere Öffnung der Anbauplatte in das Getriebegehäuse ragt. Die Befestigungsplatte muss bei der Rüstung des Prüfstandes ausgerichtet werden, um eine korrekte Achsausrichtung des Prüflings zur Antriebseinheit sicherzustellen. Der Prüfling ist ebenso wie die Antriebseinheit steif mit dem Rahmen verbunden, so dass zwischen dem Prüfling und der Antriebseinheit keine Bewegung stattfinden kann. Dies hat zur Folge, dass Bewegungen der Antriebseinheit über den Rahmen unmittelbar auf das Gehäuse des Getriebes und umgekehrt übertragen werden. Dies beeinflusst jedoch die Ergebnisse

bei Vibrations- und Geräuschmessungen, da die durch das Getriebe verursachten Vibrationen nicht mehr von den Vibrationen des Prüfstands getrennt betrachtet werden können. Des Weiteren bleibt der Montageaufwand bei einem Getriebewechsel durch die notwendige Ausrichtung der Befestigungsplatte zum Antriebsmotor hoch. Durch die Hybridisierung werden jedoch die Getriebe immer schwerer, so dass eine andere geeignete Aufhängung im Prüfstand benötigt wird.

[0005] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Getriebeprüfstandsvorrichtung zu schaffen, bei der die Rüstzeit bei Wechsel des zu testenden Getriebes deutlich verringert werden kann und die Ergebnisse bei den NVH-Messungen verbessert werden. Die Prüflingsaufnahme soll sowohl den Winkelversatz einer Fehlausrichtung des Getriebes zur Antriebseinheit als auch Versätze und Axialkräfte durch Lastwechsel und Schaltvorgänge im Prüfling während des Testlaufs ausgleichen. Hierbei sollen keine zusätzlichen Belastungen auf das Getriebe und die Prüftechnik einwirken. Entsprechend sollen wirkende Kräfte durch Relativbewegungen zwischen dem Prüfling und der Antriebseinheit kompensiert werden. Auch soll ein Umbau auf verschiedene Getriebekonfigurationen ermöglicht werden, so dass auch ein Umbau von transversalen zu longitudinalen Anordnungen einfach durchgeführt werden können soll.

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeprüfstandsvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

[0007] Die erfindungsgemäße Getriebeprüfstandsvorrichtung weist eine Antriebseinheit auf, über die eine Antriebswelle in Drehung versetzt wird. Üblicherweise wird diese Antriebseinheit als Elektromotor ausgeführt, der in weiten Bereichen bezüglich seines Drehmomentes und seiner Drehgeschwindigkeit regelbar ist. Es ist jedoch auch möglich, die Antriebseinheit beispielsweise als Verbrennungsmotor auszuführen. Diese Antriebseinheit ist über einen Antriebseinheitstragrahmen auf einer Grundstruktur befestigt. Unter Antriebseinheitstragrahmen wird ein üblicherweise steifes Bauteil verstanden, welches die Antriebseinheit trägt und diese auch zumindest teilweise umgeben kann beziehungsweise ein Gehäuse der Antriebseinheit ausbildet und über entsprechende Füße auf der Grundstruktur befestigt ist. Diese Grundstruktur besteht zumeist aus einer Platte, die über Schwingungsdämpfer auf dem Boden aufliegt und Strukturen aufweist, die eine Befestigung an verschiedenen Orten der Platte beispielsweise über Schrauben ermöglichen. Des Weiteren weist die Getriebeprüfstandsvorrichtung eine Drehmomentübertragungseinrichtung auf, welche ein Eintriebselement, welches zumindest indirekt mit der Antriebswelle verbunden ist, und beispielsweise als Wellenadapter zur Antriebswelle ausgeführt sein kann und ein Abtriebselement aufweist, welches ebenfalls als Wellenadapter, jedoch zu einer Eingangswelle eines zu testenden Getriebes ausgeführt sein kann. Das Eintriebselement überträgt ein Drehmoment von der Antriebswelle der Antriebseinheit über die Drehmomentübertragungseinrichtung und das Abtriebselement entsprechend auf das zu testende Getriebe, welches in einem Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Getriebe weist eine im Prüfbetrieb mit dem Abtriebselement der Drehmomentübertragungseinrichtung drehmomentübertragend verbundene Eingangswelle und zumindest eine Ausgangswelle auf, die entsprechend den Abtrieb des Getriebes bildet. Die Ausgangswelle des zu testenden Getriebes ist zumindest indirekt dehmomentübertragend mit einer Eintrittswelle eines Dynamometers, welches als Lastmaschine dient, verbunden. Ein solches Dynamometer kann beispielsweise als elektrische Maschine im Generatorbetrieb oder als Wirbelstrombremse ausgeführt werden und simuliert auf dem Prüfstand das Gegendrehmoment, welches beim im Fahrzeug eingebauten Getriebe durch das Fahrzeug im Fahrbetrieb entstehen würde. Das Dynamometer ist über einen Dynamometertragrahmen ebenfalls auf der Grundstruktur befestigt. Erfindungsgemäß ist die Drehmomentübertragungseinrichtung radial von einem Befestigungsgehäuse umgeben und weist ein erstes Anbauteil auf, über welche das Befestigungsgehäuse am Antriebseinheitstragrahmen beziehungsweise am zum Antriebseinheitstragrahmen gehörenden Antriebseinheitsgehäuse befestigt ist. Des Weiteren weist das Befestigungsgehäuse ein zweites Anbauteil auf, über welche das Getriebegehäuse am Befestigungsgehäuse befestigt ist. Zwischen diesen beiden Anbauteilen weist das Befestigungsgehäuse eine gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung auf. Dies bedeutet, dass die beiden Anbauteile zumindest indirekt über die zwischen ihnen angeordnete Befestigungsgehäusekupplung miteinander verbunden sind. Unter gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung wird ein Bauteil verstanden, welches einerseits

die entsprechende Befestigung sicherstellt und andererseits diese nicht steif ausführt, sondern eine gewisse Relativbewegung eines Kupplungsgliedes zum anderen Kupplungsglied sowohl in radialer als auch in axialer Richtung und somit auch einen gewissen Winkelversatz zwischen diesen beiden Kupplungsteilen zulässt. Die Funktionsweise ist entsprechend ähnlich der eines kardanischen Gelenkes, bei dem jedoch mit wachsender Winkelabweichung von der Mittelachse oder wachsendem radialen Versatz die Gegenkraft zunimmt, so dass die Bewegungsfreiheit in gewissen Grenzen eingeschränkt wird. Durch eine derartige Befestigungsstruktur kann das Getriebe auf dem Prüfstand am Rahmen der Antriebseinheit ohne zusätzliche Ständer oder Rahmen montiert werden, wodurch die Rüstzeiten deutlich verringert werden können. Des Weiteren kann auf ein aufwendiges Ausrichten des Getriebes zur Antriebseinheit verzichtet werden, da sowohl Winkelversätze einer Fehlausrichtung des Getriebes zur Antriebseinheit als auch Versätze durch Lastwechsel und Schaltvorgänge im Getriebe während des Prüflaufs ausgeglichen werden können. So werden zusätzliche Belastungen auf das Getriebe und die Prüftechnik verhindert. Des Weiteren wirkt die Befestigungsgehäusekupplung als dämpfendes Zwischenglied, durch welches verhindert wird, dass sich Vibrationen der Antriebseinheit auf das Getriebegehäuse übertragen. Umgekehrt werden Vibrationen des Getriebes nicht auf den Tragrahmen der Antriebseinheit übertragen, wodurch am Prüfstand zusätzliche Geräusche und Vibrationen entstehen würden. Dies führt zu deutlich besseren Ergebnissen bei der NVH-Analyse. So werden die Hebelarme verkürzt, wodurch Kräfte und vorhandene Relativbewegungen reduziert werden. Der ohnehin steife Rahmen der Antriebseinheit kann so auch für die Abstützung der Prüflingsmasse genutzt werden.

[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebegehäuse ausschließlich über das Befestigungsgehäuse und den Antriebseinheitstragrahmen mit der Grundstruktur verbunden. So kann auf zusätzliche Abstützungen des Getriebes zur Grundstruktur verzichtet werden, was die Rüstzeiten insbesondere bei Getriebewechseln deutlich verringert.

[0009] Vorzugsweise weist die gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung ein erstes Befestigungsgehäusekupplungsteil und ein zweites Befestigungsgehäusekupplungsteil auf, welche unter Zwischenlage von Dämpfungselementen miteinander verbunden sind. So ergibt sich eine besonders einfach aufgebaute Ausführung der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung. Die Dämpfungselemente oder das dämpfende Element wird bezüglich der Kraftübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen angeordnet.

[0010] Die Kraftübertragung zwischen den Kupplungsteilen erfolgt entsprechend über die Dämpfungselemente, wobei unter Kraft hier insbesondere die wirkende Schwerkraft oder Kräfte durch entstehende Bewegungen zu verstehen ist. Bei Getrieben mit sehr hohen Gewichten kann gegebenenfalls eine Abstützung unter dem ersten Befestigungsgehäusekupplungsteil vorgesehen werden.

[0011] Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die beiden unter Zwischenlage der Dämpfungselemente miteinander verbundenen Befestigungsgehäusekupplungsteile flanschförmig ausgebildet sind. Entsprechend können die beiden Flansche unter Zwischenlage des oder der Dämpfungselemente miteinander verbunden werden. Dabei ist unter Zwischenlage nicht zwangsläufig eine Anordnung der Dämpfungselemente zwischen den Flanschflächen zu verstehen, sondern es kann auch die Kraftübertragung über die den Kraftschluss herstellenden Elemente durch entsprechende Dämpfungselemente erfolgen.

[0012] Vorteilhafterweise sind die Dämpfungselemente elastische Kunststoffteile. Diese sind kostengünstig herstellbar und können bezüglich ihrer chemischen Zusammensetzung an die Erfordernisse angepasst werden. Durch die Elastizität dieser Teile wird die dämpfende Wirkung erzeugt, da die Kunststoffteile sich entsprechend der anliegenden Belastung verformen und bei wachsender Belastung jeweils eine wachsende Gegenkraft erzeugen. So wird eine haltbare und zuverlässige Dämpfung der Kupplung sichergestellt.

[0013] In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform sind die Dämpfungselemente in Löchern der Befestigungsgehäusekupplungsteile angeordnet, über deren zueinander gerichtete Flanschflächen die Dämpfungselemente in Richtung der gegenüberliegenden Flanschflächen der Befestigungsgehäusekupplungsteile ragen und mit ihrem über die Löcher hinausragenden Enden ge-

gen die gegenüberliegenden Flanschflächen der Befestigungsgehäusekupplungsteile anliegen. Die beiden Flanschflächen liegen somit nicht unmittelbar gegeneinander an, sondern eine der Flanschflächen liegt jeweils gegen die vorstehenden Enden der elastischen Kunststoffteile an. Durch elastische Verformung kann so ein gewisser Winkel zwischen den beiden Mittelachsen der Flansche zur Verfügung gestellt werden und somit ein Winkelversatz ausgeglichen werden.

[0014] In einer wiederum weiterführenden Ausführungsform umgeben die Dämpfungselemente Schäfte von Schrauben, mittels derer die Dämpfungselemente mit dem gegenüberliegenden Befestigungsgehäusekupplungsteil verbunden sind. Neben dem Winkelversatz können auf diese Weise auch radiale Versätze durch die Dämpfungselemente ausgeglichen werden.

[0015] Vorzugsweise ist das erste Anbauteil fest mit dem ersten Befestigungsgehäusekupplungsteil der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung verbunden. Auf diese Weise kann die axiale Länge des Befestigungsgehäuses verringert werden, wodurch auch das durch die Gewichtskraft wirkende Moment reduziert werden kann.

[0016] Besonders bevorzugt ist es, wenn das Befestigungsgehäuse ein Zwischenlagergehäuseteil aufweist, das an seiner ersten axialen Seite fest mit dem zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteil der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung verbunden ist und an seiner entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Anbauteil verbunden ist. Dieses Zwischenlagerelement kann durch die axial kurze Anbindung der Antriebswelle ebenfalls kurz aufgebaut werden und stellt eine versatzfreie Anbindung der Drehmomentübertragungseinrichtung zum Getriebe sicher.

[0017] Um auch einen radialen Versatz oder einen Winkelversatz zwischen der Antriebswelle der Antriebseinheit beziehungsweise des fest damit verbundenen Eintriebselementes der Drehmomentübertragungseinrichtung zur Eingangswelle des zu testenden Getriebes beziehungsweise zum fest damit verbundenen Abtriebselement der Drehmomentübertragungseinrichtung auszugleichen, ist das Eintriebselement mit dem Abtriebselement zumindest indirekt über eine drehsteife Kupplung drehmomentübertragend verbunden. Eine solche Kupplung kann unterschiedlich ausgeführt werden.

[0018] Des Weiteren dient ein erster Wellenadapter vorzugsweise als Eintriebselement der Drehmomentübertragungseinrichtung und ein zweiter Wellenadapter als Abtriebselement. Über diese Wellenadapter kann entsprechend einfach eine Verbindung zur Antriebswelle der Antriebseinheit und zur Eingangswelle des Getriebes hergestellt werden. Durch einen einfachen Austausch des zweiten Wellenadapters ist auch eine Anpassung an unterschiedlich ausgestaltete Eingangswellen der zu testenden Getriebe möglich.

[0019] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn im Zwischenlagergehäuseteil eine Lagereinheit angeordnet ist, über die eine Lagerwelle im Zwischenlagergehäuseteil drehbar gelagert ist. Diese gesonderte Lagerwelle kann bei der Umrüstung im Zwischenlagergehäuseteil verbleiben und an die angrenzenden Bauteile der Drehmomentübertragungsvorrichtung angeschlossen werden. Auf einen zusätzlichen Austausch kann somit verzichtet werden, da die Zentrierung der Lagerwelle immer korrekt über das direkt angeschlossene Anbauteil erfolgt, die für jedes zu testende Getriebe angepasst wird.

[0020] Ein besonders kompakter Aufbau wird dadurch erreicht, dass die Lagerwelle an ihrem ersten axialen Ende mit der Kupplung fest verbunden ist und an ihrem zweiten axialen Ende mit dem zweiten Wellenadapter fest verbunden ist. Entsprechend weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine geringe axiale Länge auf.

[0021] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Kupplung radial von der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung umgeben ist. So erfolgt der Versatzausgleich im Wesentlichen in einer gemeinsamen in radialer Richtung verlaufenden Ebene auf gleicher axialer Länge. So werden Spannungen zwischen dem Befestigungsgehäuse und der Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere im Bereich der Lagerwelle beziehungsweise des Zwischenlagergehäuseteils vermieden.

[0022] In einer weiterführenden Ausführungsform ist die Kupplung als Doppellamellenkupplung ausgebildet. Diese eignet sich in besonderer Weise zum Ausgleich eines radialen Versatzes oder

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eines Winkelversatzes.

[0023] Vorzugsweise sind das Zwischenlagergehäuseteil, die Befestigungsgehäusekupplung und die Anbauteile über Schrauben miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine einfache und wieder lösbare Montage sowie die Anpassung des Befestigungsgehäuses an verschiedene Getriebe oder auch Antriebseinheiten.

[0024] Auch ist es vorteilhaft, wenn der erste Wellenadapter mit einem ersten Kupplungsglied der Kupplung und die Lagerwelle mit dem zweiten Wellenadapter über Schrauben und die Lagerwelle mit einem zweiten Kupplungsglied der Kupplung über eine Presspassung miteinander verbunden sind. Auch hierdurch entsteht zu den Wellenadaptern eine lösbare, jedoch feste Verbindung und ermöglicht die Anpassung an verschiedene zu testende Getriebe. Auch bleibt die Kupplung einfach austauschbar.

[0025] Zusätzlich sind das erste Anbauteil über Schrauben mit dem Antriebseinheitstragrahmen und das zweite Anbauteil mit dem Getriebegehäuse des zu testenden Getriebes verbunden. Somit kann das gesamte Befestigungsgehäuse einfach lösbar mit dem Antrieb und dem Getriebe verbunden werden. Dies vereinfacht die Montage und verkürzt die Rüstzeit.

[0026] Des Weiteren ist es möglich, dass das zu testende Getriebe zwei Ausgangswellen aufweist, die jeweils mit einer Eintrittswelle eines Dynamometers drehmomentübertragend verbunden sind. Beide Dynamometer können ebenfalls auf der Grundstruktur angeordnet werden. So können eine Vielzahl verschiedener Getriebe getestet werden.

[0027] Es wird somit eine Getriebeprüfstandsvorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der eine sehr schnelle Umrüstung auf verschiedene Getriebe möglich ist. Die Messdaten sind zuverlässig, da eine gegenseitige Beeinflussung der Antriebseinheit und des Getriebes vermieden wird. Das Befestigungsgehäuse und die Drehmomentübertragungsvorrichtung sind aneinander angepasst und ermöglichen den Ausgleich eines geringen Winkelversatzes bei einer Fehlausrichtung des Getriebes zur Antriebseinheit als auch Versätze durch Lastwechsel und Schaltvorgänge im zu testenden Getriebe während des Testlaufs. Unerwünschte Belastungen des zu testenden Getriebes oder der verwendeten Prüftechnik werden zuverlässig vermieden.

[0028] Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Getriebeprüfstandsvorrichtung ist in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren beschrieben.

[0029] Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Getriebeprüfstandsvorrichtung.

[0030] Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung und eines Befestigungsgehäuses der erfindungsgemäßen Getriebeprüfstandsvorrichtung aus Figur 1 in geschnittener Darstellung.

[0031] Die in der Figur 1 dargestellte, erfindungsgemäße Getriebeprüfstandsvorrichtung besteht aus einer Antriebseinheit 10, welche als Elektromotor ausgeführt ist, der bezüglich seiner Geschwindigkeit und seines Drehmomentes über einen großen Bereich geregelt werden kann. Diese Antriebseinheit 10 ist auf einem Antriebseinheitstragrahmen 12 befestigt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch ein Gehäuse des Elektromotors bildet. Der Antriebseinheitstragrahmen 12 ist wiederum auf einer Grundstruktur 14 befestigt, welche als Fundament der Getriebeprüfstandvorrichtung dient und unter Zwischenlage von Dämpfungselementen auf einem Boden aufliegt.

[0032] Die Antriebseinheit 10 weist eine Antriebswelle 16 auf, die in einer ein Drehmoment übertragenden Weise mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung 18 verbunden ist, die in der Figur 2 dargestellt ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 18 ist an ihrem entgegengesetzten axialen Ende mit einer Eingangswelle 20 eines zu testenden Getriebes 22 wiederum drehmomentübertragend verbunden.

[0033] Das Getriebe 22 ist in einem Getriebegehäuse 24 angeordnet, welches über ein Befestigungsgehäuse 26, welches die Drehmomentübertragungseinrichtung 18 radial umgibt, mit dem Antriebseinheitstragrahmen 12 der Antriebseinheit 10 verbunden.

[0034] Aus dem Getriebegehäuse 24 ragen zwei Ausgangswellen 28, die jeweils beispielsweise über kardanische Gelenke 30 drehmomentübertragend mit jeweils einer Eintrittswelle 32 von zwei Dynamometern 34 verbunden sind. Die Dynamometer 34 dienen in bekannter Weise zur Erzeugung einer Last und somit eines Gegendrehmomentes für das Getriebe 22, wodurch eine durch ein Fahrzeug auf das Getriebe 22 wirkende Last simuliert werden kann. Die beiden Dynamometer 34 sind, wie die Antriebseinheit 10, über einen Dynamometertragrahmen 36 mit der Grundstruktur 14 verbunden, wobei die Dynamometertragrahmen 36 Gehäuse der Dynamometer 34 aufnehmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Dynamometer 34 durch im Generatorbetrieb laufende Elektromaschinen gebildet.

[0035] In der Figur 2 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Befestigungsgehäuses 26 sowie der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 18 dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 18 weist als Eintriebselement 38 einen ersten Wellenadapter 40 auf, der über Schrauben 42 mit dem Ende der Antriebswelle 16 der Antriebseinheit 10 verbunden wird. Der Wellenadapter 40 weist entsprechend zwei flanschförmig ausgeformte axiale Enden auf, wobei das zur Antriebswelle 16 entgegengesetzte Ende über Schrauben 42 mit einem ersten Kupplungsglied 44 einer drehsteifen Kupplung 46 verbunden ist, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Doppellamellenkupplung ausgebildet ist. Das Drehmoment wird von der Antriebswelle über das erste Kupplungsglied 44 auf ein erstes Lamellenpaket 48 übertragen. Ein Zwischenstück 50 leitet das Drehmoment an ein zweites Lamellenpaket 52 weiter, welches wiederum mit einem zweiten Kupplungsglied 54 über Schrauben 42 verbunden ist und so dieses Kupplungsglied 54 antreibt. Über diese Doppellamellenkupplung können axiale, radiale und winklige Versätze ausgeglichen werden, ohne die Übertragungseffizienz zu beeinträchtigen, so dass keine vollständig korrekte Ausrichtung der Antriebswelle 16 zur Eingangswelle 20 des Getriebes 22 erfolgen muss, wodurch der Aufwand bei der Rüstung des Prüfstandes deutlich reduziert wird.

[0036] Das zweite Kupplungsglied 54, welches als Nabe ausgeführt ist, ist über eine Presspassung mit einer Lagerwelle 56 verbunden, deren entgegengesetztes Ende wiederum mit einem Abtriebselement 58 in Form eines zweiten Wellenadapters 60 über Schrauben 42 verbunden ist. Dieser Wellenadapter 60 dient zur Verbindung der Drehmomentübertragungseinrichtung 18 mit der Eingangswelle 20 des Getriebes 22 und kann entsprechend bei Prüfung eines anderen Getriebes 22 bei der Rüstung entsprechend ausgetauscht werden, um ihn an die Eingangswelle 20 des Getriebes 22 anzupassen.

[0037] Da diese Drehmomentübertragungseinrichtung 18 ebenso wie das zu testende Gehäuse nicht selbstständig in ihren Positionen verbleiben würden, wird das Befestigungsgehäuse 26 genutzt, welches die Drehmomentübertragungseinrichtung 18 radial umgibt und über welche die Drehmomentübertragungseinrichtung 18 an ihrer Abtriebsseite gelagert wird und das Getriebegehäuse 24 und damit das zu testende Getriebe 22 am Getriebeprüfstand befestigt wird.

[0038] Das Befestigungsgehäuse 26 besteht aus einem ersten Anbauteil 62, welches über Schrauben 42 am Antriebseinheitstragrahmen 12 befestigt wird und an seinem ersten axialen Ende zur Befestigung eine flanschförmige Erweiterung 64 aufweist, durch deren innere Öffnung das Eintriebselement 38 in das Innere des Befestigungsgehäuses ragt. Von dieser flanschförmigen Erweiterung 64 erstreckt sich ein kurzer Rohrstutzen 66, dessen Umfangswand an einer Seite offen ausgebildet sein kann, in Richtung eines ersten Befestigungsgehäusekupplungsteils 68, welches erneut durch Schrauben 42 am ersten Anbauteil 62 befestigt ist. Dabei ragt der Rohrstutzen 66 zur Zentrierung in eine entsprechende Ausnehmung 70 am ersten Befestigungsgehäusekupplungsteil 68.

[0039] Das erste Befestigungsgehäusekupplungsteil 68 bildet mit einem zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteil 72 eine gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung 74. Die beiden Befestigungsgehäusekupplungsteile 68, 72 weisen zueinander gerichtete Flanschflächen 76 auf, in denen Löcher 78, 80 für Schraubverbindungen ausgebildet sind. In Umfangsrichtung betrachtet wechseln sich Löcher 78 größeren Durchmessers mit Löchern 80 kleineren Durchmessers ab, wobei die kleineren Löcher 80 des ersten Befestigungsgehäusekupplungsteils 68 jeweils gegenüberliegend zu den größeren Löchern 78 des zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteils 72

angeordnet sind und die kleineren Löcher 80 des zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteils 72 jeweils gegenüberliegend zu den größeren Löchern 78 des ersten Befestigungsgehäusekupplungsteils 68 angeordnet sind. In jedem der größeren Löcher 78 ist ein hohlzylinderförmiges elastisches Dämpfungselement 82, welches als elastisches Kunststoffteil ausgebildet ist, angeordnet, welches mit seiner Umfangswand gegen die Innenwand der Löcher 80 anliegt und durch welches jeweils eine Schraube 42 gesteckt ist, deren Schraubenschaft 83 sich zunächst durch die kleineren Löcher 80 und anschließend durch die Dämpfungselemente 82 im jeweils anderen Befestigungsgehäusekupplungsteil 68, 72 erstreckt, um das erste Befestigungsgehäusekupplungsteil 68 am zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteil 72 über Schrauben 42 mittels einer Mutter 84 zu befestigen. Die axiale Länge der Dämpfungselemente 82 ist etwas größer gewählt als die axiale Dicke der Befestigungsgehäusekupplungsteile 68, 72, wodurch beim Anziehen der Schrauben 42 axiale Enden 86 der Dämpfungselemente 82 jeweils gegen die gegenüberliegende Flanschfläche 76 der Befestigungsgehäusekupplungsteile 68, 72 gepresst wird. Über die Anzahl und das Material der Dämpfungselemente 82 können auch die Dämpfungseigenschaften variiert werden.

[0040] Diese gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung 74 umgibt die Kupplung 46, so dass ein gegebenenfalls vorhandener Winkelversatz oder axialer Versatz im Bereich der Befestigungsgehäusekupplung 74 etwa in einer gleichen radialen Ebene verläuft wie ein Versatz, der durch die Kupplung 46 ausgeglichen wird.

[0041] Am entgegengesetzten axialen Ende der zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteils 72 ist ein Zwischenlagergehäuseteil 88 über Schrauben 42 befestigt, in dessen Inneren eine Lagereinheit 90 angeordnet ist, über die die Lagerwelle 56 gelagert wird.

[0042] Am wiederum entgegengesetzten axialen Ende des Zwischenlagergehäuseteils 88 ist ein zweites Anbauteil 92 in Form einer im Wesentlichen flanschförmigen Anbauplatte über Schrauben 42 befestigt. An dieses zweite Anbauteil 92 wird das Getriebegehäuse 24 des zu testenden Getriebes 22 geschraubt. Das zweite Anbauteil 92 wird entsprechend bei der Umrüstung des Prüfstandes auf ein anderes Getriebe 22 ausgetauscht. Alternativ kann dieses Anbauteil 92 verschiedene Lochkreise aufweisen, die zu verschiedenen Getriebegehäuse passen.

[0043] Durch die Verwendung der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung kann das Getriebegehäuse ohne zusätzliche Tragrahmen oder andere Tragelemente mit der Antriebseinheit verbunden werden. Dabei wird über das erste Anbauteil eine korrekte Ausrichtung zur Antriebseinheit sichergestellt. Durch das zweite Anbauteil sowie das daran befestigte Lagergehäuseteil wird auch eine korrekte Ausrichtung des Getriebes zur Lagerwelle sichergestellt. Entstehende radiale Versätze oder Winkelversätze werden am Befestigungsgehäuse durch die Dämpfungselemente und im Bereich der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch die Kupplung ausgeglichen. Eine gegenseitige Beeinflussung der Antriebseinheit und des Getriebes oder eine Fehlausrichtung dieser zueinander wird auf diese Weise vermieden. Auch Versätze durch Lastwechsel und Schaltvorgänge im zu testenden Getriebe während des Testlaufs werden verhindert. So können unerwünschte Belastungen des zu testenden Getriebes oder der verwendeten Prüftechnik verhindert werden, ohne das Getriebe aufwendig mittels Träger ausrichten zu müssen. Stattdessen kann auf eine separate Abstützung des zu testenden Getriebes vollständig verzichtet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Getriebeprüfstandsvorrichtung mit einer Antriebseinheit (10), welche eine Antriebswelle (16) aufweist, einem Antriebseinheitstragrahmen (12), über den die Antriebseinheit (10) auf einer Grundstruktur (14) befestigt ist, einer Drehmomentübertragungseinrichtung (18), welche ein Eintriebselement (38), welches zumindest indirekt drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (16) verbunden ist, und ein Abtriebselement (58) aufweist, einem zu testenden Getriebe (22), welches ein Getriebegehäuse (24), eine im Prüfbetrieb mit dem Abtriebselement (58) der Drehmomentübertragungseinrichtung (18) drehmomentübertragend verbundene Eingangswelle (20) und eine Ausgangswelle (28) aufweist, einem Dynamometer (34), dessen Eintrittswelle (32) zumindest indirekt mit der Ausgangswelle (28) des zu testenden Getriebes (22) drehmomentübertragend verbunden ist, einem Dynamometertragrahmen (36), über den das zumindest eine Dynamometer (34) auf der Grundstruktur (14) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (18) radial von einem Befestigungsgehäuse (26) umgeben ist, das ein erstes Anbauteil (62) aufweist, über welches das Befestigungsgehäuse (26) am Antriebseinheitstragrahmen (12) befestigt ist, ein zweites Anbauteil (92) aufweist, über welche das Getriebegehäuse (24) am Befestigungsgehäuse (26) befestigt ist, und eine gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung (74) aufweist, die zwischen den beiden Anbauteilen (62, 92) angeordnet ist.

   2. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (24) ausschließlich über das Befestigungsgehäuse (26) und den Antriebseinheitstragrahmen (12) mit der Grundstruktur (14) verbunden ist.

   3. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gedämpfte Befestigungsgehäusekupplung (74) ein erstes Befestigungsgehäusekupplungsteil (68) und ein zweites Befestigungsgehäusekupplungsteil (72) aufweist, welche unter Zwischenlage von Dämpfungselementen (82) miteinander verbunden sind.

   4. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden unter Zwischenlage der Dämpfungselemente (82) miteinander verbundenen Befestigungsgehäusekupplungsteile (68, 72) flanschförmig ausgebildet sind.

   5. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (82) elastische Kunststoffteile sind.

   6. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   die Dämpfungselemente (82) in Löchern (78) der Befestigungsgehäusekupplungsteile (68, 72) angeordnet sind, über deren zueinander gerichtete Flanschflächen (76) die Dämpfungselemente (82) in Richtung der gegenüberliegenden Flanschflächen (76) der Befestigungsgehäusekupplungsteile (68, 72) ragen und mit ihrem über die Löcher (78) hinausragenden Enden (86) gegen die gegenüberliegenden Flanschflächen (76) der Befestigungsgehäusekupplungsteile (68, 72) anliegen.

   7. Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (82) Schäfte (83) von Schrauben (42) umgeben, mittels derer die Dämpfungselemente (82) mit dem gegenüberliegenden Befestigungsgehäusekupplungsteil (68, 72) verbunden sind.

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   13.

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   AT 528 805 B1 2026-06-15

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   das erste Anbauteil (62) fest mit dem ersten Befestigungsgehäusekupplungsteil (68) der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung (74) verbunden ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   das Befestigungsgehäuse (26) ein Zwischenlagergehäuseteil (88) aufweist, das an seiner ersten axialen Seite fest mit dem zweiten Befestigungsgehäusekupplungsteil (72) der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung (74) verbunden ist und an seiner entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Anbauteil (92) verbunden ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   das Eintriebselement (38) mit dem Abtriebselement (58) zumindest indirekt über eine drehsteife Kupplung (46) drehmomentübertragend verbunden ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   ein erster Wellenadapter (40) als Eintriebselement (38) der Drehmomentübertragungseinrichtung (18) dient und ein zweiter Wellenadapter (60) als Abtriebselement (58) dient.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   im Zwischenlagergehäuseteil (88) eine Lagereinheit (90) angeordnet ist, über die eine Lagerwelle (56) im Zwischenlagergehäuseteil (88) drehbar gelagert ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach Anspruch 12,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   die Lagerwelle (56) an ihrem ersten axialen Ende mit der Kupplung (46) fest verbunden ist und an ihrem zweiten axialen Ende mit dem zweiten Wellenadapter (60) fest verbunden ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   die Kupplung (46) radial von der gedämpften Befestigungsgehäusekupplung (74) umgeben ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (46) als Doppellamellenkupplung ausgebildet ist.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   das Zwischenlagergehäuseteil (88) die Befestigungsgehäusekupplung (74) und die Anbauteile (62, 92) über Schrauben (42) miteinander verbunden sind.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   der erste Wellenadapter (40) mit einem ersten Kupplungsglied (44) der Kupplung (46) und die Lagerwelle (56) mit dem zweiten Wellenadapter (60) über Schrauben (42) und die Lagerwelle (56) mit einem zweiten Kupplungsglied (54) der Kupplung (46) über eine Presspassung verbunden sind.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   das erste Anbauteil (62) über Schrauben (42) mit dem Antriebseinheitstragrahmen (12) und das zweite Anbauteil (92) mit dem Getriebegehäuse (24) des zu testenden Getriebes (22) verbunden sind.

   Getriebeprüfstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

   das zu testende Getriebe (22) zwei Ausgangswellen (28) aufweist, die jeweils mit einer Eintrittswelle (32) eines Dynamometers (34) drehmomentübertragend verbunden sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen