DE10037412C2 - Antriebs- und Getriebeprüfstand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebs- und Getrie­ beprüfstand, vorzugsweise zur Durchführung von Akustik-, Schwingungs- und Funktionsprüfungen, mit einer Einspann­ vorrichtung zum Einspannen eines zu prüfenden Prüflings, vor­ zugsweise eines Getriebes, einer Antriebs- bzw. Abtriebskompo­ nente bspw. eines Elektroantriebs, einer Antriebs-/Getriebe- Integrallösung oder einer Getriebekomponente, mit einer An­ triebsvorrichtung, zumindest einer Abtriebsvorrichtung, und ei­ nem Rahmengestell.

Ein Getriebeprüfstand herkömmlicher Art ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 39 05 983 A1 bekannt. Der darin beschriebe­ ne Prüfstand weist einen Grundrahmen auf, der sich über die gesamte Länge des Prüfstands erstreckt. Auf diesem Grundrahmen sind die einzelnen Komponenten des Prüfstands angebracht. Die Einspannvorrichtung für das Getriebe Prüflingsträger) befindet sich etwa mittig auf dem Grundrahmen und liegt zwischen einer Antriebsvorrichtung und einer Abtriebsvorrichtung. Antriebsvor­ richtung und Abtriebsvorrichtung sind beispielsweise über Wel­ lenstränge mit dem Getriebe kuppelbar. Die Antriebsvorrichtung oder die Abtriebsvorrichtung sind insgesamt auf einem jeweils zugeordneten Schlitten aufgenommen, der zur Erleichterung des An- bzw. Abkoppelns des jeweiligen Wellenstranges gegenüber der Einspannvorrichtung verschiebbar ist. Angetrieben werden die Schlitten über Verschiebemotoren, die am Grundrahmen abgestützt sind und beispielsweise mittels eines Spindelantriebs mit dem jeweiligen Schlitten zusammenwirken.

Die EP 02 52 246 A2 beschreibt eine Prüfeinrichtung für An­ triebseinheiten. Ein Geräuschprüfstand für PKW-Getriebe ist aus der DE 39 26 281 C2 bekannt. Der aus der DE 39 26 281 C2 be­ kannte Getriebeprüfstand ist modular und weist eine Einspann­ vorrichtung zum Einspannen eines zu prüfenden Prüflings, eine Antriebsvorrichtung, zumindest eine Abtriebsvorrichtung und ein Gestell auf, wobei voneinander unabhängige Module vorhanden sind und Einspannvorrichtung, Antriebsvorrichtung und Abtriebs­ vorrichtung jeweils einem Modul zur Ausbildung eines Funktions- Moduls (Zentralkörper-Modul, Antriebs-Modul, Abtriebs-Modul) zugeordnet sind.

Die Definition des Begriffes "Modul" findet sich im "Lexikon der Informatik und Datenverarbeitung", H.-J. Schneider, Hrsg., 2. Aufl., München u. a.: Oldenbourg 1986, S. 376; danach "bezeichnet man im allgemeinen ein System miteinander verbunde­ ner Komponenten als modular, wenn einzelne Module entfernt, hinzugefügt oder durch andere ersetzt werden können". Auch die US 4,356,724 zeigt einen Getriebeprüfstand mit Rahmenmodulen.

Der Aufsatz von J. Herrmann und J. Timmers "Geräusch­ untersuchungen als Hilfsmittel der Fertigungskontrolle", Indu­ strieanzeiger, Essen, 87. Jahrgang, Nr. 17, 26. Februar 1965, [Seiten 309-314] zeigt auch ein Rahmen-Modul.

Ein Nachteil der aus der DE 39 05 983 A1 bekannten Getriebe­ prüfstände ist darin zu sehen, daß ein Umbau oder eine Umrü­ stung auf eine andere zu prüfende Getriebeart - wenn überhaupt - nur mit sehr viel Aufwand durchführbar ist. Da die einzelnen Komponenten des Prüfstands auf einem gemeinsamen Grundrahmen vorgesehen sind, ist die Flexibilität deutlich eingeschränkt. In vielen Fällen ist ein Umbau nur durch Ersatz des Grund­ rahmens möglich, was nicht nur hohe Kosten verursacht sondern auch sehr viel Zeit benötigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Prüfstand der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß insbesondere eine leichte Umrüstbarkeit auf eine andere Ge­ triebeart, einen anderen Getriebetyp bzw. eine andere Antriebs­ komponente möglich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei dem Prüf­ stand der vorgenannten Art dadurch gelöst, daß das Rahmen­ gestell als voneinander unabhängige Rahmen-Module vorgesehen ist, wobei Einspannvorrichtung, Antriebsvorrichtung und Ab­ triebsvorrichtung jeweils einem Rahmen-Modul zur Ausbildung ei­ nes Funktions-Moduls (Zentralkörper-Modul, Antriebs-Modul, Ab­ triebs-Modul) zugeordnet sind.

Das heißt, daß die einzelnen Komponenten des Getriebeprüfstands nicht auf einem gemeinsamen Rahmengestell angebracht sind, son­ dern daß vielmehr der gesamte Getriebeprüfstand modular aus einzelnen unabhängigen Modulen aufgebaut ist. Ein solcher modu­ larer Aufbau macht es möglich, den Getriebeprüfstand quasi als Baukastensystem aus einzelnen Modulen zusammenzusetzen, wobei einzelne Module getriebeunspezifisch ausgelegt sind und damit für unterschiedlichste Getriebearten und Getriebetypen einge­ setzt werden können. Dies hat beträchtliche Vorteile im Hin­ blick auf die Kosten. So lassen sich nicht nur die Kosten zur Umrüstung eines Getriebeprüfstands reduzieren, sondern auch die Kosten für die getriebeunspezifischen Module, da sie in Klein­ serien mit hohem Standardisierungsgrad herstellbar sind. Ent­ wicklungsschleifen, detailliertere Schwingungs- und Berech­ nungsaufwendungen/-optimerungen, Soft- und Hardwareoptimierun­ gen und stetige Qualitätsverbesserungen werden damit ermög­ licht.

Neben den reduzierten Herstellungs- und Umrüstkosten lassen sich auch Kosten bei der Instandhaltung einsparen, da ein Mo­ dulaufbau instandhaltungsfreundlicher ist. Duch Wiederverwen­ dung der Module ergibt sich überdies ein Ressourcenschutz.

Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, daß sich durch den hohen Standardisierungsgrad und die vielen getriebeunspezi­ fischen Komponenten extrem kurze Lieferzeiten realisieren las­ sen.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist jedes Rahmen-Modul Mittel zum Verbinden (Verbindungsmittel) mit einem anderen Rah­ men-Modul auf. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel der Rah­ men-Module an vorbestimmten (standardisierten) Stellen ange­ bracht. Besonders bevorzugt sind die Verbindungsmittel als Flanschverbindungen ausgebildet.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß die einzelnen Rahmen- Module einfach und insbesondere wieder lösbar miteinander ver­ bunden werden können. Damit ist es jederzeit möglich, ein Rah­ men-Modul durch ein anderes Rahmen-Modul zu ersetzen oder bei­ spielsweise die Anordnung der einzelnen Rahmen-Module zu verän­ dern, so daß auf einen anderen Getriebetyp umgestellt werden kann. Flanschverbindungen haben sich dabei als besonders einfa­ che und dennoch sichere Verbindungen herausgestellt.

Besonders bevorzugt sind an dem Zentralkörper-Modul zumindest ein Antriebs-Modul und ein Abtriebs-Modul lösbar angebracht. Besonders bevorzugt ist das Zentralkörper-Modul getriebe­ spezifisch und die anderen Funktions-Module getriebeunspezi­ fisch ausgebildet. Das heißt, daß die getriebeunspezifischen Funktions-Module für mehrere Getriebetypen einsetzbar sind, während das getriebespezifische Zentralkörper-Modul mit der Einspannvorrichtung auf einen spezifischen Getriebetyp ausge­ richtet ist. Bei Umstellung des Getriebeprüfstands auf ein neu­ es Getriebe muß primär nur das Zentralkörper-Modul mit der Einspannvorrichtung ausgewechselt werden, alle anderen Funktions- Module können durch Anpassung weiter benutzt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abtriebsvorrich­ tung auf ihrem Rahmen-Modul zumindest in eine, vorzugsweise in drei Richtungen verlagerbar angeordnet. Besonders bevorzugt ist auch die Abtriebsvorrichtung auf ihrem Rahmen-Modul zumindest in eine, vorzugsweise in drei Richtungen verlagerbar angeord­ net. Die Antriebsvorrichtung und/oder die Abtriebsvorrichtung sind bevorzugt jeweils auf einer Schlitteneinheit zur axialen Zustellung montiert. Besonders vorteilhaft ist es, die Ab­ triebs- und/oder die Antriebsvorrichtung auf einem unabhängigen Verstell-Modul vorzusehen, das auf das Rahmen-Modul aufsetzbar ist.

Die vorgenannten Maßnahmen führen insbesondere dazu, daß kurze Umrüstzeiten durch die verlagerbare Anordnung erzielbar sind und auch dazu, daß die Anzahl der drehenden Bauelemente sich reduzieren läßt. Die Kopplung der Abtriebswellen an den Prüf­ ling erfolgt direkt, d. h. ohne Zwischenlagerungen, Umlenkungen oder Ausgleichswellen. Die reduzierte Anzahl an drehenden Bau­ elementen hat insbesondere den Vorteil, daß das Auftreten von Unwuchten sehr viel einfacher und entsprechend kostengünstiger unterbunden werden kann. Aufwendige Ausgleichswellen sind dabei nicht erforderlich. Durch die direkte Antriebsart werden die Massenträgheiten der drehenden Teile reduziert und dadurch die Akustik, die Eigenschwingungen, die Dynamik und die erreichbare Regelgüte verbessert.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung auf einem weiteren Rahmen-Modul zur Ausbildung eines Steuerungs-Moduls vorgesehen. Vorzugsweise um­ faßt das Steuerungs-Modul eine Bedienvorrichtung und eine An­ zeigevorrichtung.

Die Fortführung des modularen Aufbaus hat auch bei der Ausge­ staltung des Steuerungs-Moduls Vorteile, beispielsweise da­ durch, daß das Auswechseln der Bedienvorrichtung sehr schnell möglich ist. Darüber hinaus ist auch das Steuerungs-Modul durch einen standardisierten Aufbau kostengünstig herstellbar.

Zur Prüfung von Schaltgetrieben weist die Bedienvorrichtung vorzugsweise eine Handschaltung auf, die manuell betätigt wird. Vorzugsweise enthält das Steuerungs-Modul einen Schaltroboter, der die Handschaltung während der Prüfung eines Getriebes betä­ tigt. Das Steuerungs-Modul weist für diesen Schaltroboter einen Einschubplatz auf.

Dies hat den Vorteil, daß sich das Steuerungs-Modul jederzeit und ohne großen Aufwand aufrüsten läßt, indem ein Schalt­ roboter-Modul in den vorgesehenen Einschubplatz eingesteckt wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist zumindest dem Antriebs- Modul und dem Abtriebs-Modul jeweils ein Schaltschrank-Modul zugeordnet, wobei das Schaltschrank-Modul der elektrischen Ver­ sorgung und Ansteuerung des jeweiligen Funktions-Moduls dient. Bevorzugt ist zumindest dem Antriebs-Modul und dem Abtriebs- Modul jeweils ein Software-Modul zugeordnet, wobei das Soft­ ware-Modul der Ablaufsteuerung des jeweiligen Funktions-Moduls dient.

Diese Maßnahmen führen zu einer weiteren konsequenten Fortset­ zung des modularen Aufbaus, nicht nur auf der maschinenbautech­ nischen Seite sondern auch auf der elektrischen und der pro­ grammtechnischen Seite. Diese Modularität führt dazu, daß die Funktions-Module in sich autark sind, d. h. unabhängig von ande­ ren Funktions-Modulen. Dies hat den Vorteil, daß der Auf- bzw. Umbau eines Getriebeprüfstands einfach und schnell ausführbar ist. Darüber hinaus können die einzelnen Funktions-Module unab­ hängig voneinander getestet und gewartet werden. Dies führt zu einer deutlichen Vereinfachung der Instandhaltung solcher An­ triebs- und Getriebeprüfstände.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Antriebsvorrichtung und/oder die Abtriebsvorrichtung von jeweils einer kompakten Schallschutzkabine umgeben, um eine Schallisolierung zu erzie­ len.

Dies hat den Vorteil, daß der Störgeräuschpegel deutlich ge­ senkt werden kann, insbesondere für Akkustikprüfungen.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein Meß-Modul vorgese­ hen, daß eine Meßvorrichtung und ein Rahmen-Modul umfaßt.

Besonders bevorzugt ist ein weiteres Modul zur elektrischen An­ steuerung des zu prüfenden Getriebes (Automatikgetriebe) vorge­ sehen. Weiter bevorzugt ist ein Modul zur automatischen Bela­ dung der Einspannvorrichtung mit einem zu prüfenden Getriebe/­ Getriebekomponente vorgesehen. Besonders bevorzugt ist des wei­ teren ein Modul zur automatischen Ölbefüllung eines Getriebes vorgesehen.

Diese Maßnahmen führen zu einer weiteren Steigerung der Lei­ stung des Getriebeprüfstands, wobei die einzelnen Komponenten wiederum modular aufgebaut sind, um die bereits zuvor genannten Vorteile zu erzielen. Insbesondere lassen sich bestehende Ge­ triebeprüfstände einfach und schnell durch die vorgenannten Mo­ dule erweitern.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines mo­ dularen Getriebeprüfstands am Beispiel einer Front- Quer-Struktur;

Fig. 2a-e schematische perspektivische Darstellungen verschie­ dener Module eines Getriebeprüf­ stands nach der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines Getriebeprüfstands nach der Erfindung am Beispiel einer Front-Quer- Struktur; und

Fig. 4a-e graphische Darstellungen verschiedener Getriebeprüf­ stand-Strukturen.

In Fig. 1 ist ein Antriebs- und Getriebeprüfstand (kurz Getrie­ beprüfstand) mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Aus Über­ sichtlichkeitsgründen wurde eine schematische Darstellung die­ ses Getriebeprüfstands 10 verwendet. Darüber hinaus wurde das zu prüfende Getriebe nicht eingezeichnet.

Der Getriebeprüfstand 10 umfaßt ein Antriebs-Modul 12, sowie ein erstes Abtriebs-Modul 14 und ein zweites Abtriebs-Modul 16. Ferner ist ein sogenanntes Zentralkörper-Modul 18 vorgesehen. Um dieses Zentralkörper-Modul 18 herum sind die beiden Ab­ triebs-Module 14, 16 und das Antriebs-Modul 12 gruppiert und über bekannte Flanschverbindungen mit dem Zentralkörper-Modul 18 lösbar verbunden. Diese Flanschverbindungen sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Das Abtriebs-Modul 14 umfaßt ein Rahmen-Modul 20, das der Ein­ fachheit wegen in Fig. 1 quaderförmig dargestellt ist. Das Rah­ men-Modul 20 ist jedoch üblicherweise aus verschiedenen Längs- und Querträgern aufgebaut, wobei einzelne Trägerelemente mit Polymer-Beton gefüllt sind.

Das Rahmen-Modul 20 trägt ein besonders steif ausgebildetes Verstell-Modul 22, das ebenfalls nur schematisch dargestellt ist. Dieses Verstell-Modul 22 ermöglicht zusammen mit einer Zu­ stell-Schlitteneinheit eine Verlagerung der oberen Fläche 24 in X-, Y- und Z-Richtung. Die Verlagerung dieser Fläche 24 läßt sich auf unterschiedliche Art und Weise realisieren, beispiels­ weise durch Stellmotoren oder Hydraulikzylinder.

Auf der Fläche 24 ist eine Abtriebsvorrichtung 26 vorgesehen. Diese Abtriebsvorrichtung 26 umfaßt ein Gehäuse 28, das eine Elektromaschine (Motor, Generator; in Fig. 1 nicht dargestellt) aufnimmt. Um eine Verlagerbarkeit der Abtriebsvorrichtung 26 in X-Richtung (Zustellrichtung) zu erreichen, ist die Schlitten­ einheit vorgesehen, auf der das Verstell-Modul 22 angebracht ist. Die Schlitteneinheit ist mit dem Verstell-Modul 22 verbun­ den und der Übersichtlichkeit wegen in Fig. 1 nicht darge­ stellt.

An der Stirnseite 30 des Gehäuses 28 ist eine Platte 32 vorge­ sehen, durch die eine schematisch angedeutete Abtriebswelle 34 hindurchtreten kann, um eine Verbindung zwischen Prüfling, bspw. Getriebe und Elektromaschine herzustellen.

Das Abtriebs-Modul 14 umfaßt ferner ein Schaltschrank-Modul, das in Fig. 1 schematisch dargestellt ist und mit dem Bezugs­ zeichen 36 gekennzeichnet ist. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel ist das Schaltschrank-Modul 36 mit dem Rahmen-Modul 20 verbunden. Das Schaltschrank-Modul 36 umfaßt den gesamten de­ zentralen Elektrik-Anteil zum Betrieb des Abtriebs-Moduls 14.

Das zweite Abtriebs-Modul 16 ist in gleicher Weise wie das be­ reits erläuterte Abtriebs-Modul 14 aufgebaut, so daß zur Ver­ einfachung gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekenn­ zeichnet sind. Auf eine nochmalige Beschreibung wird deshalb verzichtet.

An der Rückseite 38 des Gehäuses 28 des zweiten Abtriebs-Moduls 16 sind zwei Öffnungen 40 dargestellt, die der Belüftung der im Gehäuse 28 untergebrachten Elektromaschine dienen.

In der Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt, daß optional eine Schallschutzkabine vorgesehen sein kann, die Abtriebsvorrichtung 26 und Verstell-Modul 22 vollständig um­ gibt, um eine Schallisolierung zu erreichen. Eine solche Schallschutzkabine kann selbstverständlich auch für das Ab­ triebs-Modul 14 oder das Antriebs-Modul 12 vorgesehen sein.

Im Hintergrund verdeckt durch die beiden Abtriebs-Module 14 und 16 ist das Antriebs-Modul 12 angeordnet, das einen ähnlichen Aufbau wie die beiden Abtriebs-Module 14, 16 aufweist. Das An­ triebs-Modul 12 umfaßt ebenfalls ein Rahmen-Modul 20, auf dem bei Bedarf ein Verstell-Modul vorgesehen werden kann. Auf Rah­ men-Modul oder Verstell-Modul ruht wiederum eine Antriebsvor­ richtung 44, die ein Gehäuse 46 und einen in diesem Gehäuse 46 untergebrachten Elektromotor (nicht dargestellt) aufweist. Auch das Antriebs-Modul 12 umfaßt ein Schaltschrank-Modul 36, das ebenfalls an dem Rahmen-Modul 20 angebracht ist.

Das Zentralkörper-Modul 18 umfaßt ebenfalls ein Rahmen-Modul 20 und gegebenenfalls eine Einspannvorrichtung, die der Übersicht­ lichkeit wegen in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt ist. Diese Einspannvorrichtung dient dazu, den Prüfling, z. B. das Getriebe oder eine Getriebekomponente, festzuhalten.

Das Rahmen-Modul 20 des Zentralkörper-Moduls 18 hat an seiner Vorderseite 52 einen Einschnitt 54. Dieser Einschnitt 54 soll das Ein- und Ausbringen des Getriebes aus der Einspann­ vorrichtung von der Vorderseite 52 her erleichtern.

In dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau des Getriebeprüfstands 10 liegen die beiden Abtriebs-Module 14, 16 in einer Linie und zu beiden Seiten des Zentralkörper-Moduls 18. Das Antriebs-Modul 12 liegt an der Rückseite des Zentralkörper-Moduls 18, wobei eine Antriebswelle oder ein Antriebsriemen senkrecht zu den Ab­ triebswellen 34 verläuft.

Zur lösbaren Befestigung der Rahmen-Module 20 an dem Rahmen- Modul 20 des Zentralkörper-Moduls 18 sind jeweils Verbindungs­ mittel an vorgegebenen Stellen um jedes Rahmen-Modul 20 herum (in Umfangsrichtung) vorgesehen. Damit soll insbesondere ge­ währleistet sein, daß beispielsweise das Antriebs-Modul 12 und das Abtriebs-Modul 14 nach einer veränderten Struktur (vgl. Fig. 4) angeordnet werden können.

An der Rückseite des Getriebeprüfstands 10 ist eine Meßvorrich­ tung angeordnet, die in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt ist. Diese Meßvorrichtung ist ebenfalls auf einem Rahmen-Modul 20 angebracht. Die Meßvorrichtung kann beispielsweise Sensoren zur Geräuschmessung eines Getriebes aufweisen.

Da die grundsätzliche Funktion eines solchen Getriebeprüfstands allgemein bekannt ist, soll darauf nicht weiter eingegangen werden. Die Funktion des vorliegenden Getriebeprüfstands 10 un­ terscheidet sich auch nicht von der Funktion bisheriger Getrie­ beprüfstände.

In Fig. 2 sind verschiedene Module des Getriebeprüfstands 10 dargestellt, wobei zur Vereinfachung gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauelemente verwendet werden.

In Fig. 2a ist ein Abtriebs-Modul 14 dargestellt, das ein Rah­ men-Modul 20 und eine Abtriebsvorrichtung 26 umfaßt. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung wurde auf das Verstell-Modul 22 verzichtet und statt dessen das Rahmen-Modul 20 entsprechend in der Höhe erweitert (doppelte Bauhöhe).

Bei dieser Ausgestaltung ist die Abtriebsvorrichtung 26 ledig­ lich in einer Richtung, nämlich in X-Richtung, verlagerbar (zu­ stellbar). Eine Verstellmöglichkeit in Y- und Z-Richtung ent­ fällt.

In Fig. 2b ist ebenfalls ein Abtriebs-Modul 14 dargestellt, das dem in Fig. 2a gezeigten im wesentlichen entspricht. Der einzi­ ge Unterschied besteht darin, daß das in Y-Richtung erweiterte Rahmen-Modul 20 in Form von zwei Rahmen-Untermodulen 20' vorge­ sehen ist.

Dies hat den Vorteil, daß eine Umrüstung zu der in Fig. 2c ge­ zeigten Lösung sehr einfach möglich ist. Hierfür muß lediglich das obere Rahmen-Untermodul 20' durch das bereits erläuterte Verstell-Modul 22 ersetzt werden.

In Fig. 2d ist das Antriebs-Modul 12 dargestellt, das die An­ triebsvorrichtung 44 und das Rahmen-Modul 20 umfaßt. Das Rah­ men-Modul 20 ist - wie in Fig. 2a - ebenfalls in doppelter Bau­ höhe ausgebildet. Selbstverständlich kann dieses Rahmen-Modul 20 auch in Form von zwei Rahmen-Untermodulen 20' oder mit einem Rahmen-Modul 20 und einem Verstell-Modul 22 ausgebildet sein. Die Antriebsvorrichtung 44 umfaßt das Gehäuse 46, das an einer Seitenwand 56 die Öffnung 50 aufweist, durch die eine Antriebs­ welle oder ein Antriebsriemen durchläuft. Selbstverständlich kann diese Öffnung 50 auch an einer Stirnseite des Gehäuses 46 angeordnet sein.

In Fig. 2e ist das Zentralkörper-Modul 18 ohne Einspann­ vorrichtung dargestellt. Das Rahmen-Modul 20 weist die bereits beschriebene Rechteckform in Draufsicht auf, wobei an der Vor­ derseite ein Einschnitt 54 vorgesehen ist. Dieses Zentral­ körper-Modul 18 ist bedingt durch die Einspannvorrichtung ge­ triebespezifisch ausgebildet. Die anderen Module des Getriebe­ prüfstands 10 sind demgegenüber weitgehend getriebeunspezifisch ausgebildet. Die Einspannvorrichtung und das Zentralkörper- Moduls 18 sind jedoch immer an das zu prüfende Getriebe ange­ paßt.

In Fig. 2e ist ein Steuerungs- und Überwachungs-Modul 60 darge­ stellt, das aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht ein­ gezeichnet wurde. Dieses Steuerungs- und Überwachungs-Modul 60 (im folgenden kurz Steuerungs-Modul genannt) wird an der Vor­ derseite 52 des Zentralkörper-Moduls 18 angebracht.

Das Steuerungs-Modul 60 umfaßt eine Bedienvorrichtung 62 und eine Anzeigevorrichtung 64. Die Anzeigevorrichtung 64, bei­ spielsweise in Form eines Flachbildschirms, dient der Anzeige der Meßergebnisse und des Betriebszustands des Getriebeprüf­ stands. Die Bedienvorrichtung 62 dient der Einstellung bestimm­ ter Parameter der einzelnen Module des Getriebeprüfstands sowie der Steuerung des Prüfablaufs.

Das Steuerungs-Modul 60 umfaßt einen Einschubplatz 68, der in Fig. 2e durch eine Abdeckplatte abgedeckt ist. In diesen Ein­ schubplatz 68 läßt sich ein Schaltroboter-Modul 70 einschieben, um bei einem Schaltungsgetriebe automatisch die Gangwechsel vorzunehmen. Das Schaltroboter-Modul 70 ist in Fig. 2g gezeigt, während das Steuerungs-Modul 60 mit eingesetztem Schaltroboter- Modul 70 in Fig. 2f dargestellt ist. Deutlich zu erkennen ist ein Schalthebel 72, der von dem Schaltroboter bewegt wird.

Schließlich ist in Fig. 2h ein Belade-Modul 74 dargestellt, das mit einer Vorderseite 76 in den Einschnitt 54 des Zentral­ körper-Moduls 18 eingesetzt wird. Der vordere Abschnitt des Be­ lademoduls 74 ist folglich an die Form des Einschnitts 54 des Zentralkörper-Moduls 18 angepaßt. Mit diesem Belade-Modul 74 ist es möglich, Getriebe automatisch in den Getriebeprüfstand zu bringen und diese aus dem Getriebeprüfstand wieder herauszu­ transportieren.

Anhand der in Fig. 2 gezeigten einzelnen Module des Getriebe­ prüfstands zeigt sich, daß quasi ein Baukastensystem geschaffen wurde, das einen sehr flexiblen Aufbau eines Getriebeprüfstands ermöglicht. Darüber hinaus lassen sich die einzelnen Module im­ mer wieder von dem Zentralkörper-Modul 18 lösen und beispiels­ weise in anderen Getriebeprüfständen gleicher oder anderer Kon­ figuration einsetzen.

In den Fig. 4a bis 4e sind einige Beispiele dargestellt, wie sich ein Getriebeprüfstand mit Hilfe der in Fig. 2 dargestell­ ten Module für unterschiedliche Getriebearten aufbauen läßt. So ist beispielsweise in Fig. 4a ein Getriebeprüfstand aufgebaut, der zur Prüfung eines sogenannten Inline-Getriebes dient. Hier­ für sind ein Abtriebs-Modul und ein Antriebs-Modul in einer Li­ nie angeordnet, wobei das Zentralkörper-Modul 18 zwischen den beiden anderen Modulen liegt.

In Fig. 4b umfaßt der Getriebeprüfstand zwei in einer Linie liegende Abtriebs-Module 14, 16 und ein parallel zu einem Abtriebs-Modul 16 liegendes Antriebs-Modul 12. Das Zentralkörper- Modul 18 liegt zwischen den beiden Abtriebs-Modulen 14, 16. Dieser Getriebeprüfstand läßt die Prüfung eines Front-/Quer- Getriebes zu.

Ein Allradgetriebe wird mit der in Fig. 4c dargestellten Struk­ tur eines Getriebeprüfstandes geprüft. Hier werden insgesamt drei Abtriebs-Module 14, 16 und ein Antriebs-Modul 12 verwen­ det.

In Fig. 4d ist ein Getriebeprüfstand mit zwei Abtriebs-Modulen 14, 16 und einem Antriebs-Modul 12 vorgesehen, um ein Hinter­ achsgetriebe/Verteilergetriebe prüfen zu können.

Schließlich ist in Fig. 4e die Struktur eines Getriebeprüf­ stands zur Prüfung eines Winkelgetriebes dargestellt, wobei das Abtriebs-Modul 14 und das Antriebs-Modul 12 auf parallelen, versetzt zu einander laufenden Linien liegen.

Aus dieser kurzen und nicht abschließenden Aufzählung verschie­ dener Beispiele von Getriebeprüfstand-Strukturen zeigt sich, daß das zuvor erwähnte Baukastensystem viele unterschiedliche Getriebeprüfstände ermöglicht, ohne daß hierfür jeweils spezi­ ell angepaßte Rahmengestelle, Antriebs- oder Abtriebsvorrich­ tungen etc. notwendig wären. Bei all den gezeigten Getriebe­ prüfständen muß lediglich das Zentralkörper-Modul 18 und die Einspannvorrichtung an das jeweilige Getriebe angepaßt werden. Alle anderen Module bleiben hinsichtlich ihres Aufbaus gleich.

In Fig. 3 ist der Getriebeprüfstand 10 in Draufsicht darge­ stellt, wobei nur beispielhaft eine Front-Quer-Anordnung gezeigt ist. Auch hier werden der Einfachheit wegen wiederum gleiche bereits gezeigte Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf deren nochmalige Beschreibung soll deshalb verzichtet werden.

Fig. 3 läßt die in den Abtriebs- bzw. Antriebsvorrichtungen vorgesehenen Elektromotoren 80 erkennen. Der Elektromotor 80 der Antriebsvorrichtung 12 dient zur Übertragung von Drehener­ gie auf das zu prüfende Getriebe, das mit dem Bezugszeichen 90 gekennzeichnet ist. Dieses Getriebe 90 ist in einer Einspann­ vorrichtung auf dem Zentralkörper-Modul 18 eingespannt. Die Drehenergie wird über eine sehr kurze Antriebswelle 82 und einen quer dazu laufenden Riemen 84 auf die Antriebsseite des Getriebes 90 übertragen.

Abtriebsseitig ist das Getriebe 90 jeweils mit einer Abtriebs­ welle 86 gekoppelt, die jeweils zu den Elektromotoren 80 der Abtriebsvorrichtungen 26 laufen. Die beiden Elektromotoren 80 der Abtriebsvorrichtungen 26 dienen dazu, Energie aufzunehmen und insbesondere eine Belastung zu simulieren. Da im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel zwei Abtriebsvorrichtungen 26 vorgese­ hen sind, können die auf beide Abtriebsseiten des Getriebes 90 aufgebrachten Belastungen unsymmetrisch aufgebracht werden (z. B. bei Kurvenfahrten). Alle Elektromotoren können im 4- Quadranten-Betrieb betrieben werden (Zug-/Schub- und unsymme­ trische Belastungssituationen). Damit werden beispielsweise der Verbrennungsmotor und die Radlasten eines Fahrzeugs nachgebil­ det und auf den Prüfling aufgebracht.

Fig. 3 läßt ferner das Steuerungs-Modul 60 erkennen, das an der Vorderseite 52 des Zentralkörper-Moduls 18 angebracht ist und sich quer zur Längsachse L des Getriebeprüfstandes erstreckt. Das Steuerungs-Modul 60 umfaßt einen Schalthebel 72, der von einer Bedienperson P betätigt wird. Diese Betätigung wird über Seilzüge 88 auf das Getriebe 90 übertragen.

In der Draufsicht sind noch die Schallschutzkabinen 42 zu er­ kennen, die die einzelnen Module umgeben.

Im Handhabungsbereich der Bedienperson P ist eine Schiebetür 92 vorgesehen, die den Bereich des Einschnitts 54 nach außen hin abschirmen kann. Nach Beendigung eines Prüflaufs wird die Schiebetür 92 geöffnet, und die Bedienperson P kann in diesen inneren Bereich hinein, um das Getriebe 90 auszubauen und bei­ spielsweise über einen Kran aus dem Getriebeprüfstand 10 her­ auszuheben (bei nicht automatisierter Beladung).

Wie bereits erwähnt, sind die Abtriebsvorrichtungen 26 auf einem Schlitten verlagerbar angeordnet. Dieser Schlitten wird jeweils über einen Stellmotor angetrieben, der in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 94 gekennzeichnet ist.

Ebenfalls in Fig. 3 ist eine Meßvorrichtung 96 dargestellt, die einen Meßsensor 97 umfaßt, der an dem Getriebe 90 zur Messung anliegt. Dieser Meßsensor 97 dient der Geräuschmessung.

Alle meß- und steuerungsrelevanten Informationen werden dem Rechner 66 des Steuerungs-Moduls 60 beispielsweise über einen Feldbus zugeführt. Dort werden die Daten aufgezeichnet und ent­ sprechend ausgewertet. Der Aufbau der Software orientiert sich ebenfalls an dem modularen Konzept des Getriebeprüfstands und gliedert sich deshalb ebenfalls in einzelne Software-Module.

Nach alledem zeigt sich, daß das erfindungsgemäße "Baukasten­ system", das unterschiedliche Module umfaßt, eine sehr flexible Gestaltung eines Getriebeprüfstands zuläßt. Insbesondere können bestehende Getriebeprüfstände schnell umgerüstet werden, ohne - wie bisher - größere Umbaumaßnahmen im Bereich des Rahmen­ gestells vornehmen zu müssen. Die Modularität der einzelnen Ge­ triebeprüfstandskomponenten erleichtert zudem das Testen und das Warten der Komponenten und läßt die Herstellung einzelner Module in Kleinserien zu. Dies führt zu beträchtlichen Kostenersparnissen bei der Herstellung.

Es versteht sich, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel rein beispielhaften Charakter hat und die Erfindung nicht darauf be­ schränkt ist. So kennt der Durchschnittsfachmann beispielsweise zur Erzielung der Verstellbarkeit der Abtriebsvorrichtungen ohne weiteres unterschiedliche Lösungen. Dies gilt auch für den rein schematisch dargestellten Aufbau der Rahmen-Module. Dar­ über hinaus lassen sich in dem gezeigten Prüfstand auch An­ triebskomponenten, wie Elektromotoren etc., prüfen. Der Prüf­ stand ist also nicht beschränkt auf die Prüfung von Getrieben.

Weitere Anwendungsgebiete sind die Funktions-, Schwingungs-, Leistungs- und/oder Akustik-Prüfungen von Komponenten und ins­ besondere Elektroantrieben neuer innovativer Antriebstechniken, auch im Zusammenspiel von Leistungsabruf und Energierückspei­ sung von/zu elektrischen Energiequellen oder (Zwischen-) Spei­ chern (Brennstoffzellen, Batterien, Akkumulatoren, etc.). Die Prüfungen können unter Simulation und Aufbringung realer Last­ situationen durchgeführt werden.

Claims (22)

1. Antriebs- und Getriebeprüfstand, vorzugsweise zur Durch­ führung von Akustik-, Schwingungs- und Funktionsprüfungen, mit einer Einspannvorrichtung zum Einspannen eines zu prü­ fenden Prüflings, vorzugsweise eines Getriebes (90), einer Antriebs- bzw. Abtriebskomponente bspw. eines Elektroan­ triebs, einer Antriebs-/Getriebe-Integrallösung oder einer Getriebekomponente, einer Antriebsvorrichtung (44), zumin­ dest einer Abtriebsvorrichtung (26), und einem Rahmen­ gestell, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell als voneinander unabhängige Rahmen-Module (20) vorgesehen ist, wobei Einspannvorrichtung, Antriebsvorrichtung (44) und Abtriebsvorrichtung (26) jeweils einem Rahmen-Modul (20) zur Ausbildung eines Funktions-Moduls (Zentralkörper-Modul (18), Antriebs-Modul (12), Abtriebs-Modul (14)) zugeordnet sind.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je­ des Rahmen-Modul (20) Mittel zum Verbinden (Verbindungs­ mittel) mit einem anderen Rahmen-Modul (20) aufweist.

3. Prüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel der Rahmen-Module (20) an vorbestimmten (standardisierten) Stellen angebracht sind.

4. Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel als Flanschverbindungen ausgebildet sind.

5. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine direkte Kopplung einer Abtriebs­ welle der Abtriebsvorrichtungen am Prüfling herstellbar ist.

6. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zentralkörper-Modul (18) zumin­ dest ein Antriebs-Modul (12) und ein Abtriebs-Modul (14, 16) lösbar angebracht ist.

7. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralkörper-Modul (18) getriebe­ spezifisch und die anderen Funktions-Module (14, 16) im wesentlichen getriebeunspezifisch ausgebildet sind.

8. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen-Modul (20) Rahmenteile auf­ weist, die mit Polymer-Beton ausgegossen sind.

9. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsvorrichtung (26) auf ihrem Rahmen-Modul (20) zumindest in eine, vorzugsweise in zwei Richtungen verlagerbar angeordnet ist.

10. Prüfstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Antriebsvorrichtung (44) und/oder die Abtriebsvorrichtung (26) jeweils eine Schlitteneinheit zur axialen Zu­ stellung vorgesehen ist.

11. Prüfstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsvorrichtung (26) auf einem Verstell-Modul (22) vorgesehen ist, das auf das Rahmen-Modul (20) aufsetzbar ist.

12. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungs- und Über­ wachungsvorrichtung zur Ausbildung eines Steuerungs-Moduls (60) vorgesehen ist.

13. Prüfstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungs-Modul (60) eine Bedienvorrichtung (62) und eine Anzeigevorrichtung (64) umfaßt.

14. Prüfstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienvorrichtung (62) eine Handschaltung (72) auf­ weist.

15. Prüfstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungs-Modul (60) einen Einschubplatz (68) für ein Schaltroboter-Modul (70) aufweist.

16. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest dem Antriebs- und dem Abtriebs-Modul (12, 14, 16) jeweils ein Schaltschrank- Modul (36) zugeordnet ist, wobei das Schaltschrank-Modul (36) der elektrischen Versorgung und Ansteuerung des je­ weiligen Funktions-Moduls (12, 14, 16) dient.

17. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest dem Antriebs- und dem Ab­ triebs-Modul (12, 14, 16) jeweils ein Software-Modul zuge­ ordnet ist, wobei das Software-Modul der Ablaufsteuerung des Funktions-Moduls dient.

18. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsvorrichtung (44) und/oder Ab­ triebsvorrichtung (26) von einer Schallschutzkabine (42) umgeben sind, um eine Schallisolierung zu erreichen.

19. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meß-Modul (96) vorgesehen ist, das eine Meßvorrichtung (97) und ein Rahmen-Modul (20) umfaßt.

20. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modul zur elektrischen Ansteuerung des zu prüfenden Getriebes vorgesehen ist.

21. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modul zur automatischen Beladung (74) der Einspannvorrichtung mit einem zu prüfenden Ge­ triebe vorgesehen ist.

22. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß ein Modul zur automatischen Ölbefüllung eines Getriebes vorge­ sehen ist.