CN111148983A - 用于为试验台容纳机动车的驱动轴的容纳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于为试验台(2)容纳机动车的驱动轴(4)的容纳装置(6)。为了实现与现有技术相比更逼真的负载分布而提出，容纳装置(6)具有用于与试验台(2)连接的至少一个外部单元(18)和由外部单元(18)至少部分地包围的至少一个内部单元(20)，其中，内部单元(20)在相对于外部单元(18)平移方面被固定并且被设计成能围绕至少一个轴线灵活旋转，并且其中，内部单元(20)具有适用于容纳驱动轴(4)的凹槽(40)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检查机动车的驱动轴的试验台，该试验台具有至少一个驱动装置、至少一个负载装置和至少一个容纳装置。
本发明还涉及一种用于在试验台中检查机动车的驱动轴的方法。
背景技术
这种驱动轴尤其被用在客车和商用车中。为了执行检查，例如为了测定磨损或寿命，驱动轴应该被装在试验台中。以这种试验台进行检查是便宜和可靠的，因为结果与外部条件较少地相关。此外，与机动车中的试驾相比，试验台中的测试更容易再现。试验台应能够例如逼真地模拟不同轮负载和轴负载。对于实际的负载分布而言，需要使用轴的静态和动态负载以及悬挂。
专利文献EP 0 293 425 B1描述了一种用于检查机动车的驱动轴的方法，其中，由轴壳体、轴变速器和至少一个轴组成的驱动轴被装到试验台中，在驱动侧被驱动并且在输出侧被制动，其中，在检查由驱动功能和承载功能组成的、轴的整体功能时，在驱动状态中由与驱动和制动无关的附加力为轴加载。
公开文献DE 3 818 661 A1描述了一种用于测试复杂的驱动系统、例如被驱动的机动车轴的检查装置，其中，由计算机建立的负荷总和经由设备直接传给这种机动车的轮缘。该设备包含用于产生横向力和纵向力以及力偶的可控的控制机构。此外，该设备经由电模拟驱动器驱动。可控的控制机构和电模拟驱动器经由具有计算机的控制装置互连，从而能够产生任意的负荷总和。
公开文献DE 10 2012 101 613 A1描述了一种用于机动车的或用于底盘开发的机动车的轴的试验台，在其上还能够模拟转动的轮子的回旋力矩。试验台具有与机动车的至少一个轴连接的轮代替系统，其包括轮代替件和用于驱动轮代替件的机构。试验台还具有用于将试验力、力矩和运动沿着纵向、横向和/或高度方向引导到机动车或机动车的轴中的装置，其中，用于驱动轮代替件的机构适用于使轮代替件转动，并且用于引导试验力、力矩和运动的装置适用于，通过将试验力、力矩和运动沿着纵向、横向和/或高度方向引导到机动车或机动车的轴中来产生转动的轮代替件的回旋力矩。
公开文献EP 1 837 538 A2描述了一种接合轴承，其具有内环和外环，其中，外环具有限定了沿着纵向布置在端部的第一肩部和沿着纵向布置在第二端部的第二肩部的长度和外圆周，其中，第二端部通常与第一端部相对置。第一肩部和第二肩部的尺寸被确定为使得第一肩部和第二肩部向着壳体壁挤压，其中，壳体壁限定了用于在其中定位接合轴承的钻孔。
公开文献DE 10 2011 085611 A1描述了一种用于密封轴承的轴承组件的设计方案，其包括用于固定要支承的构件的固定可行方案，其中，轴承组件或者要支承的构件具有用于密封的凹槽，以使轴承组件与要支承的构件至少防水地连接。
公开文献US 2013/055804 A1描述了一种用于动态检查各个底盘构件或机动车的整个轴系统的试验台。该试验台包括试验台框架。该试验台框架具有安装区域，安装区域被设置用于将整个轴系统沿着第一安装方向安装至安装区域中。紧固装置被设置用于将各个底盘构件沿着第二安装方向固定安装至紧固装置上，其中，第二安装方向与第一安装方向不同。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于为试验台容纳机动车的驱动轴的容纳装置，利用其实现与现有技术相比更逼真的负载分布。
根据本发明，该目的通过一种用于检查机动车的驱动轴的试验台实现，该试验台具有至少一个驱动装置、至少一个负载装置和至少一个这种容纳装置，其中，容纳装置具有用于与试验台连接的至少一个外部单元和由外部单元至少部分地包围的至少一个内部单元，其中，内部单元在相对于外部单元平移方面被固定并且被设计成能围绕多于一个轴线灵活旋转，并且其中，内部单元具有适用于容纳驱动轴的凹槽。
根据本发明，该目的还通过一种用于在试验台中检查机动车的驱动轴的方法实现，该试验台具有至少一个驱动装置、至少一个负载装置和至少一个容纳装置，其中，容纳装置具有用于与试验台连接的至少一个外部单元和由外部单元至少部分地包围的至少一个内部单元，其中，内部单元在相对于外部单元平移方面被固定并且被设计成能围绕多于一个轴线灵活旋转，并且其中，驱动轴由内部单元的凹槽容纳。
下列有关容纳装置的优点和优选的实施方案能够相应转用于试验台和试验方法。
本发明的构思在于，给出一种在试验台中的用于驱动轴的容纳装置，其中确保在驱动轴的负载和负载分布方面尽可能逼真地容纳驱动轴。为了确保逼真的容纳，驱动轴经由特别安装在原始的悬挂点处的内部单元被固定并且稳定容纳。因此，驱动轴的容纳尤其如在车辆中那样实现。内部单元由外部单元至少部分地包围，其中，内部单元与驱动轴在相对于外部单元平移方面被固定并且被设置成能围绕多于一个轴线灵活旋转，从而尤其在力冲击和力矩冲击方面产生与在车辆中相同的自由度。通过驱动轴的这种容纳实现了逼真的负载分布。
在一个优选的设计方案中，内部单元具有部分地呈球形的表面。特别地，内部单元具有相对于赤道对称的球层形的表面。球层(也被称为球片)是整个球体的由两个平行的平面分割形成的部分。在相对于赤道对称的球层中，两个平行的圆形截面的面积相同。球层的圆形区域形成朝向外部单元的接触面。内部单元借助这种部分地呈球形的表面以三维方式转动并且借助相对于赤道对称的设计方案在平移方面不能运动。
在另一个优选的实施方式中，至少在用于内部单元的支承面的区域中，外部单元具有与内部单元的部分地呈球形的表面相对应的接触面。特别地，相对应的接触面是部分地呈球形的留空部，该留空部基本上对应于内部单元的部分地呈球形的表面的反面。特别地，通过对应的接触面的相对于赤道对称的设计方案，由外部单元部分地包围内部单元，其中，内部单元相对于外部单元在平移方面被固定和是能灵活旋转的。
在另一个有利的设计方案中，内部单元的部分地呈球形的表面和/或外部单元的相对应的接触面被涂覆尤其含钼的层。这些面中的至少一个面被渗碳，随后被锰磷酸盐化处理并且基于二硫化钼被润滑涂层。可替换地，钼涂层通过火焰喷涂方式被涂在这些面的至少一个面上，其中，钼涂层由于其冶金特性具有特别好的附着能力。钼涂层的层厚在0.1mm与2.0mm之间。这种涂层优化了内部单元和外部单元之间的摩擦性能。
特别有利的是，内部单元实施为至少两部分。通过两部分的实施方式能容易和快速地安装驱动轴。
在另一个优选的实施方式中，负载装置具有用于轮毂轴承的机构，负载装置能够经由用于轮毂轴承的机构与驱动轴连接。用于轮毂轴承的机构尤其包括至少一个支承单元，驱动轴通过该支承单元与负载装置逼真地连接。
特别有利的是，用于轮毂轴承的机构包括用于接收轴向力的支承单元。特别地，支承单元在轴向上灵活地安装在轮毂处。通过这种支承单元，实现了驱动轴的无轴向力的负载。
在另一个有利的设计方案中，负载装置具有用于为驱动轴加载特别是动态变化的附加力的至少一个液压缸。动态变化的附加力通过液压缸的上升和下降产生并且尤其沿径向作用在驱动轴上。通过径向作用在驱动轴上的这种动态变化的附加力，例如能在试验台中再现地面不平情况。
特别有利的是，负载装置具有用于传递特别是动态变化的附加力的推杆。通过推杆能改变特别是动态变化的附加力的力方向，这实现了行驶特性和行驶情况的逼真的模拟。
在一个有利的实施方式中，试验台具有用于模拟上升斜度和/或下降斜度的回转驱动器。通过回转驱动器还逼真地模拟了不同行驶情况中的行驶特性。
在另一个有利的设计方案中，试验台具有用于使试验台与基座在振动方面解耦的机构。通过试验台与基座的这种在振动方面的解耦，驱动轴的检查结果不会由于外部作用(例如其它的试验台或其它的机器)而失真。反过来，来自试验台的干扰不被传递至基座。
有利的是，用于使试验台在振动方面解耦的机构包括弹簧元件。弹簧元件的应用实现了试验台与基座的简单并且低成本的解耦。
附图说明
接下来根据附图所示的实施例来详细描述和阐述本发明。在此示出：
图1示出用于机动车的驱动轴的试验台的三维立体图，
图2示出在容纳装置的区域中的、用于机动车的驱动轴的试验台的剖面图，
图3示出在容纳装置的区域中的、用于机动车的驱动轴的试验台的三维立体图，
图4示出容纳装置的内部单元的三维立体图，
图5示出具有驱动轴的容纳装置的横截面。
相同的附图标记在不同的附图中具有相同的含义。
具体实施方式
图1示出了用于机动车的驱动轴4的试验台2的三维立体图，其中，驱动轴4为了检查而布置在容纳装置6中。驱动轴4以在平移方面固定并且能灵活旋转的方式由容纳装置6在原始的悬挂点处容纳。驱动轴4因此在力冲击和力矩冲击方面具有与在车辆中安装的状态相同的自由度。
驱动轴4包括轴壳体、轴变速器和至少一个轴。试验台2包括驱动装置8，驱动装置具有驱动马达10。驱动马达10例如经由万向轴与驱动轴4的构造为差速器的轴变速器连接，其中万向轴因为简明原因在图1中未示出。在输出侧，驱动轴4在两侧与负载装置12连接，其中，负载装置12在两侧具有负载机器14。负载机器14例如实施为电马达。驱动轴4通过负载机器14不仅静态地、还动态地、特别是振荡地并且在两侧不同地加载。经由驱动装置8的驱动马达10在驱动侧驱动驱动轴4，并且经由负载装置12的负载机器14在输出侧制动驱动轴。
负载装置12具有布置在两侧的支承单元16，支承单元在轴向上灵活地安装在驱动轴4的轮毂处。支承单元16通过接收轴向力实现了驱动轴4的无轴向力的负载。
通过驱动轴4的这种容纳和加载，优化地再现了轴的所有部分的弯曲力矩。借助于试验台2，在考虑实际的轮负载的情况下测试驱动轴4。为了使外部影响最小化，使试验台2与基座22在振动方面解耦。试验台2与基座在振动方面的解耦经由弹簧元件22实现。
图2示出了在容纳装置6的区域中的、用于机动车的驱动轴4的试验台2的剖面图。经由冷却管25利用冷却介质、例如空气冷却容纳的驱动轴4。特别地，通过冷却管25的例如经由喷嘴引导至驱动轴4的冷却介质模拟迎面风。
驱动轴4的容纳装置6在轴变速器的两侧上分别具有用于与试验台2连接的外部单元18并且分别具有由外部单元18部分地包围的内部单元20。内部单元20具有部分地呈球形的表面26，其中，内部单元20在部分地呈球形的表面26的隆起区域中放置在外部单元18上。在外部单元18与内部单元20之间的支承面的区域中，外部单元18具有与内部单元29的部分地呈球形的表面26相对应的接触面28。内部单元20实施为两部分，其中，驱动轴4至少形状配合地与内部单元20连接。内部单元20借助其部分地呈球形的表面26以在平移方面固定并且能灵活旋转的方式被容纳在外部单元18中。此外，在两侧分别安装回转驱动器30，其用于模拟试验台2的容纳装置6处的上升斜度和/或下降斜度。
驱动轴4在驱动状态中能加载与驱动和制动无关的、模拟地面不平情况的动态变化的附加力。特别地，附加力包括：牵引力，其例如在机动车制动和加速时出现；和弯曲力矩，其例如在机动车转弯行驶或者侧向倾斜时出现。附加力以液压方式经由液压缸32产生，液压缸布置在支承单元16之下。支承单元16经由自动润滑装置33被润滑，自动润滑装置根据需要将润滑剂、特别是油脂经由喷嘴挤压到支承单元中。附加力的至少一部分经由推杆34被传递。图2中的试验台2的另外的实施方案对应于图1中的实施方案。
图3示出了在容纳装置6的区域中的、机动车的驱动轴4的试验台2的三维立体图。图3中的试验台的实施方案对应于图2中的实施方案。
图4示出了容纳装置6的内部单元20的三维立体图。内部单元20由钢制成并且具有部分地呈球形的表面26。内部单元的部分地呈球形的表面26具有相对于赤道39对称的球层的形状并且因此被称为相对于赤道对称的球层。相对于赤道39对称的球层的圆形区域被设置为用于外部单元18的接触面并且被渗碳，随后被锰磷酸盐化处理并且基于二硫化钼被润滑涂层，以便优化摩擦性能。
此外，内部单元20实施为两部分，其中，第一部分36和第二部分38经由连接元件、例如销钉、螺钉或螺栓相互插接，或可替换地能拆卸地相互连接。此外，内部单元20包括用于容纳驱动轴4的凹槽40，其中，驱动轴4通过内部单元20的第一部分36、第二部分38的连接被固定。
图5示出了具有驱动轴4的容纳装置6的横截面，其中，驱动轴4经由适配单元42被容纳在图4所示的内部单元20的凹槽40中。适配单元42经由连接元件44、特别是螺钉或螺栓与驱动轴4的原始悬挂点连接。与驱动轴固定连接的内部单元20以在平移方面固定并且能灵活旋转的方式被容纳在外部单元18中，其中，内部单元20的被涂覆的部分地呈球形的表面26能运动地支承在外部单元18的相对应的接触面28上。特别地，外部单元18的相对应的接触面28同样被渗碳，随后被锰磷酸盐化处理并且基于二硫化钼被润滑涂层，以便优化摩擦性能。容纳装置6的另外的实施方案对应于图2中的实施方案。
总之，本发明涉及一种用于为试验台2容纳机动车的驱动轴4的容纳装置6。为了实现与现有技术相比更逼真的负载分布而提出，容纳装置6具有用于与试验台2连接的至少一个外部单元18和由外部单元18至少部分地包围的至少一个内部单元20，其中，内部单元20在相对于外部单元18平移方面被固定并且被设计成能围绕至少一个轴线灵活旋转，并且其中，内部单元20具有适用于容纳驱动轴4的凹槽40。
Claims (22)
1.一种用于检查机动车的驱动轴(4)的试验台(2)，所述试验台具有至少一个驱动装置(8)、至少一个负载装置(12)和至少一个容纳装置(6)，
其中，所述容纳装置(6)具有用于与所述试验台(2)连接的至少一个外部单元(18)和由所述外部单元(18)至少部分包围的至少一个内部单元(20)，
其中，所述内部单元(20)在相对于所述外部单元(18)平移方面被固定并且被设计成能围绕多于一个轴线灵活旋转，并且
其中，所述内部单元(20)具有适用于容纳所述驱动轴(4)的凹槽(40)。
2.根据权利要求1所述的试验台(2)，其中，所述内部单元(20)具有部分地呈球形的表面(26)。
3.根据权利要求2所述的试验台(2)，其中，至少在用于所述内部单元(20)的支承面的区域中，所述外部单元(18)具有与所述内部单元(20)的所述部分地呈球形的表面(26)相对应的接触面(28)。
4.根据权利要求2或3所述的试验台(2)，其中，所述内部单元的所述部分地呈球形的表面(26)和/或所述外部单元(18)的相对应的所述接触面(28)被涂覆尤其含钼的层。
5.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述内部单元(20)实施为至少两部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述驱动轴(4)经由适配单元(42)被容纳在所述内部单元20的所述凹槽(40)中。
7.根据权利要求6所述的试验台(2)，其中，所述适配单元(42)经由连接元件(44)、特别是螺钉或螺栓与所述驱动轴4的原始悬挂点连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述负载装置(12)具有用于轮毂轴承的机构，负载机器(14)能够经由所述用于轮毂轴承的机构与所述驱动轴(4)连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述用于轮毂轴承的机构包括用于接收轴向力的支承单元(16)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述负载装置(12)具有用于为所述驱动轴(4)加载特别是动态变化的附加力的至少一个液压缸(32)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，其中，所述负载装置(12)具有用于传递特别是动态变化的附加力的推杆(34)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，所述试验台具有用于模拟上升斜度和/或下降斜度的回转驱动器(30)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的试验台(2)，所述试验台具有用于使所述试验台(2)与基座(22)在振动方面解耦的机构。
14.根据权利要求13所述的试验台(2)，其中，用于使所述试验台(22)在振动方面解耦的所述机构包括弹簧元件(24)。
15.一种用于在试验台(2)中检查机动车的驱动轴(4)的方法，所述试验台具有至少一个驱动装置(8)、至少一个负载装置(12)和至少一个容纳装置(6)，
其中，所述容纳装置(6)具有用于与所述试验台(2)连接的至少一个外部单元(18)和由所述外部单元(18)至少部分包围的至少一个内部单元(20)，
其中，所述内部单元(20)在相对于所述外部单元(18)平移方面被固定并且被设置成能围绕多于一个轴线灵活旋转，并且
其中，所述驱动轴(4)由所述内部单元(20)的凹槽(40)容纳。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述驱动轴(4)在驱动侧被驱动并且在输出侧被制动，其中，在驱动状态中为所述驱动轴(4)加载与驱动和制动无关的特别是动态变化的附加力。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，以液压方式产生特别是动态变化的附加力。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，测量以液压方式产生的附加力。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，由推杆(34)传递附加力。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中，由至少一个支承单元(16)接收轴向力。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其中，由回转驱动器模拟上升斜度和/或下降斜度。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的方法，其中，使所述试验台与基座在振动方面解耦。
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