DE102004025828B3 - Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für ein Kraftfahrzeug mit einer Laufrolle oder Lauftrommel zum direkten Antreiben oder Verzögern mindestens eines Rades des Kraftfahrzeuges, mit einem elektrischen Außenläufermotor (15, 16), dessen Außenrotor (15) mit der Laufrolle (10) oder Trommel (10) verbunden ist und dessen innenliegender Stator (16) gegen Drehung abgestützt ist, und Einrichtungen zur Messung des Abstützmomentes, wobei der Außenrotor (15) nur an einer seiner Seiten an der Laufrolle oder Trommel befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rollenprüfstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zur Prüfung von fahrdynamischen Parametern und auch der Abgaswerte von durch Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen werden Rollen- oder Trommelprüfstände eingesetzt, die eine Simulation unterschiedlicher Fahrbedingungen unter Last ermöglichen. Zur Durchführung von Untersuchungen, beispielsweise der Bremsfunktionen, der Abgasemissionen oder dergleichen, wird das zu prüfende Fahrzeug im Rollenprüfstand lagegerecht fixiert, wobei je nach der Auslegung des Prüfstandes entweder die beiden Räder einer Achse oder aber die beiden Räder mehrerer Achsen auf dem Scheitelbereich je eines Laufrollenpaares aufstehen. Die Laufrollenpaare sind mit Belastungsmaschinen gekoppelt, denen Messelemente und Messvorrichtungen zum Erfassen der entsprechend den verschiedenen Prüfbedingungen auftretenden Drehmomente bzw. Zugkräfte zugeordnet sind.
  • Aus der EP 246 345 B1 ist ein Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge bekannt, der durch einen sogenannten Außenläufermotor angetrieben wird. Der Stator des Elektromotors ist fest auf einer drehbar an einem Gestell gelagerten Hohlwelle angeordnet. Der außen um den Stator umlaufende Rotor ist innen am Mantel der Prüfrolle befestigt, welche drehbar auf der Hohlwelle gelagert ist. Die Stromzuleitungen und Steuerungsleitungen des Elektromotors werden durch das Innere der Hohlwelle geführt. Zur Kühlung wird in die Hohlwelle Kühlluft eingeblasen, die durch Bohrungen in das Innere der Prüfrolle strömt und durch weitere Bohrungen wieder abströmen kann.
  • Durch die Befestigung des Rotors innen am Mantel der Prüfrolle werden Schläge oder Deformationen, die durch den Prüfbetrieb verursacht werden können, auf den Rotor übertragen. Dadurch kann sich der Spalt zwischen Stator und Rotor so verkleinern, dass es zu Betriebsstörungen kommt.
  • Die DE 101 20 294 A1 zeigt einen Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, dessen Prüfrolle durch einen Außenläufermotor angetrieben wird und der Rotor innen am zylindrischen Mantel der Prüfrolle befestigt ist.
  • Aus der US 6,439,037 B1 ist ebenfalls ein Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Außenläufermotor als Antrieb bekannt. Durch die beidseitige Befestigung des Rotors direkt am Rollenkörper, werden auch bei dieser Anordnung Schläge oder sonstige Kräfte, die durch den Prüfbetrieb entstehen, auf den Rotor übertragen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit eines derartigen Prüfstandes zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Durch die einseitige Befestigung des Rotors an einer Seitenwand der Prüfrolle werden Schläge oder Verformungen der Rolle, die beispielsweise durch Unwuchten oder Höhenschläge an den Fahrzeugrädern verursacht werden, nicht auf den Rotor übertragen.
  • Durch die Anordnung des Außenläufers bzw. Rotors in einer tassenförmigen Hülle, mit der er seitlich an der Stirnwand befestigt ist, lässt sich der Stator vorteilhaft einfach zusammen mit der Welle seitlich in die Prüfolle einschieben, wodurch die Montage besonders vorteilhaft erleichtert wird.
  • Durch die platzsparende Anordnung von Lüftergebläsen im Inneren der Prüfrolle, kann eine vorteilhaft kompakte Gesamtanlage erreicht werden.
  • Mit einer Kühlflüssigkeit die über Kühlkanäle durch den Stator geführt wird, kann die Kühlung des Außenläufermotors besonders vorteilhaft verbessert werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung näher erläutert. In den zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigen, die
  • 1 einen erfindungsgemäßen Rollenprüfstand in einer Seitenansicht, die
  • 2 einen Längsschnitt A-A durch die Laufrolle dieses Ausführungsbeispiels gemäß 1, die
  • 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Laufrolle mit einer anderen Kühleinrichtung und die
  • 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Laufrolle mit einer weiteren Ausführung der Kühleinrichtung.
  • Die 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgeführten Rollenprüfstand wie er entsprechend der strengeren Umweltauflagen bei einem Fahrzeug 8 mit Verbrennungsmotor vorzugsweise für die stationäre Abgasmessung verwendet wird, während über die Laufrolle 10 und die Räder 7 verschiedene Lasten in den Antriebsstrang eingeleitet werden.
  • Das Fahrzeug 8 steht mit seinen angetriebenen Rädern 7 auf dem Scheitel einer Laufrolle 10, die vorzugsweise einen Durchmesser von 48 Zoll aufweist und mit einer fahrbahnähnlichen Beschichtung versehen ist – beispielsweise mit einem Reibungskoeffizienten von etwa 0,8. Die gezeigte Prüfrolle 10 lässt sich mit ihrem verwindungssteifen kompakten Tragrahmen 1 beispielsweise in eine Grube einlassen, so dass der Rollenscheitel in etwa auf Bodenhöhe liegt und das Fahrzeug leicht auffahren kann. Bei Fahrzeugen mit mehreren angetriebenen Achsen können in einer Grube die erforderliche Anzahl erfindungsgemäßer modular aufgebauter Rollenprüfstände entsprechend hintereinander vorgesehen werden. Bei derartigen Anordnungen ist ein Prüfstand vorzugsweise fest montiert und die weiteren lassen sich auf entsprechenden Vorrichtungen verschieben sowie fixieren, so dass sie sich auf die Abstände der Prüfachsen einrichten lassen. Die Grube wird entsprechend der Sicherheitsvorschriften zwischen den Scheiteln der Laufrollen 10 in Bodenhöhe mit flexiblen befahrbaren Elementen abgedeckt. Das Fahrzeug 8 wird mit geeigneten Mitteln so in der Ebene fixiert, dass die Messwerte nicht beeinflusst werden und das Wegrollen sowie seitliche Versetzungen des Fahrzeuges 8 ausgeschlossen sind.
  • Durch die Ansteuerbarkeit lassen sich einerseits mehrere hintereinander angeordnete modulare Prüfstände so miteinander verknüpfen, dass die Prüfung mehrerer angetriebener Achsen möglich ist und andererseits lassen sich die Prüfungsabläufe automatisieren. Dazu wird vorzugsweise ein Leitrechner mit geeigneter Software vorgesehen, der beispielsweise einen Fahrautomaten zum Ausführen der gesetzlich vorgegebenen Fahrprogramme ansteuert sowie die dazugehörenden Belastungszustände – wie beispielsweise Fahrwiderstand durch Bremsen oder Simulation von Schubbetrieb bei Bergabfahrt durch Antreiben – an der Laufrolle 10 einstellt. Durch entsprechende Software-Produkte lassen sich auf einfache Weise die unterschiedlichen gesetzlichen Prüfzyklen verschiedener Länder durchführen, die von Kurzzeittests weniger Minuten bis zu Dauertests über mehrere Tage und längere Zeit andauern können. Erfindungsgemäße Prüfstände sind vorzugsweise für den Dauerlauf ausgelegt.
  • Selbstverständlich lässt sich ein erfindungsgemäßer Prüfstand auch zur Simulation unterschiedlicher Fahrbedingungen bei der Messung von fahrdynamischen Parametern, Bremsfunktionen und sonstigen Eigenschaften an Kraftfahrzeugen verwenden. Hierzu kann für jedes Fahrzeugrad jeweils ein eigener erfindungsgemäßer Prüfstand vorgesehen werden, deren Belastungszustände über den Leitrechner an jedem Rad einzeln einstellbar sind – beispielsweise zur Prüfung von Antiblockierbremssystemen. Durch die Anordnung im Inneren der Laufrolle 10, steht die Belastungsmaschine seitlich nicht über, so dass sich erfindungsgemäße Prüfstände so schmal bauen lassen, dass zwei nebeneinander aufgestellte Prüfstände etwa den gleichen Bauraum benötigen wie ein einzelner für beide Räder einer Achse.
  • Die für beide Räder 7 einer Achse durchgehende Laufrolle 10 wird durch einen sogenannten Außenläufermotor angetrieben bzw. verzögert, der in ihrem Innenraum angeordnet ist. Bei einem derartigen Motor ist der drehfeste Stator zentral im Inneren des Elektromotors angeordnet und der Läufer bzw. Rotor dreht sich außen um den Stator herum.
  • Die als Umfangskräfte zur Simulation verschiedener Fahrzustände in die Räder 7 eingeleiteten Belastungen wirken an der Welle 4 als Drehmoment. Die Welle 4 ist zu beiden Seiten der Laufrolle 10 drehbar in Lagern 5 gelagert und zur indirekten Messung des aus der Belastung resultierenden Drehmoments ist ein Hebel 3 vorgesehen, der sich an einem Kraftmesser 2 – beispielsweise eine Kraftmessdose – am Tragrahmen 1 abstützt. Der Kraftmesser kann sowohl Druck- als auch Zugkräfte aufnehmen und ist signaltechnisch mit dem Leitrechner verbunden, der anhand der übermittelten Istwerte ständig einen Vergleich mit den Sollwerten vornimmt und ggf. die Belastung nachregelt. Anstelle der indirekten Messung kann an der Welle 4 auch ein Messflansch zur Aufnahme des Drehmoments vorgesehen werden.
  • Die, stirnseitig durch Seitenwände 11, 12 verschlossene, Laufrolle 10 kann im Randbereich ihrer umfänglichen Mantelfläche gleichmäßig mit Rillen – oder ähnlichen Vertiefungen – versehen, die bei Überrollung durch die Fahrzeugräder 7 ein Geräusch erzeugen, welches darauf aufmerksam macht, dass das Fahrzeug 8 sich seitlich versetzt hat. Bei Prüfständen mit nur einer Laufrolle 10 für beide Räder einer Achse, kann diese im mittleren Bereich unbeschichtet bleiben oder auch abgesetzt sein, z. B. eine Vertiefung 19 aufweisen. Im Bereich der Vertiefung 19 kann die Rolle 10 durch eine Abdeckung 20 abgeschirmt sein.
  • Die 2 zeigt einen Längsschnitt A-A gemäß 1 durch die Mittelebene der Laufrolle 10 aus dem die Anordnung des Außenläufermotors hervorgeht. Der außen umlaufende Rotor 15 ist in einer Halterung 14 angeordnet, die nur an der einen Seitenwand 11 befestigt ist. Die Halterung 14 kann den Rotor rohrförmig umschließen oder aus einzelnen Stegen aufgebaut sein.
  • Die Seitenwände 11, 12, durch welche die Laufrolle 10 getragen wird, haben auch die Funktion von Lagerschildern und sind mit einem Fest- 13 bzw. einem Los-Lager 13 drehbar auf der Welle 4 geführt. Diese Lager 13 sind vorzugsweise Wälzlager, können aber wahlweise auch als Gleitlager ausgeführt werden.
  • Der Rollenkörper 10 ist über einen Tragring 21 mit der Seitenwand 11 bzw. dem Lagerschild verbunden. Der Tragring 21 kann als Kreisring über den ganzen Innenumfang der Prüfrolle 10 verlaufen und mit Öffnungen versehen sein oder in mehrere Abschnitte unterteilt sein.
  • Durch die besonders vorteilhafte einseitige Befestigung der Halterung 14 an der Seitenwand bzw. dem Lagerschild, werden Schläge oder Deformationen an der Rolle 10 über das Lagerschild sowohl auf den Rotor 15 als auch auf den Stator 16 übertragen. Dadurch bleibt der Abstand zwischen Rotor 15 und Stator 16 auch bei Schlägen oder Deformationen unverändert und der Motor kann unbeeinflusst weiterlaufen.
  • Der Rotor 15 ist vorzugsweise als Kurzschlussläufer ausgeführt, der durch den – drehfest auf der Welle 4 befestigten – Stator 16 in Drehung versetzt wird. Die Erregerwicklungen des Stators 16 werden über elektrische Zuleitungen, welche über Schlaufen aus hochflexiblem Leitungsmaterial durch die – vorzugsweise zumindest teilweise hohle – Welle 4 geführt und momentenfrei an die Stromversorgung angeschlossen werden, so dass Einflüsse auf die Drehmomentbestimmung ausgeschlossen sind. Der Antriebs-/Belastungsmotor ist vorzugsweise als frequenzgesteuerter Drehstrom-Asynchronmotor ausgeführt. Selbstverständlich können auch andere Antriebe bzw. Bremsen vorgesehen werden, wie beispielsweise Synchron- oder Gleichstrommaschinen.
  • Die – am Umfang der Laufrolle 10 in die Räder 7 eingeleiteten Zug- bzw. Bremskräfte – wirken am Stator 16 als Reaktionsmoment. Zur Messung dieses Reaktionsmoments ist die Welle 4 auf beiden Seiten der Laufrolle 10 in Lagern 5 gelagert und vorzugsweise ist an einem Ende der Welle 4 ein Hebel 3 (1) vorgesehen der sich über einen Kraftmesser 2 (1) am Tragrahmen 1 abstützt.
  • Die Welle 4 wird nur im Bereich zwischen dem Hebel 3 und dem Stator 16 unter Torsion gesetzt, die anderen Wellenabschnitte sind torsionsfrei.
  • Die Lagerreibung wird üblicherweise aus den Messergebnissen herausgerechnet. Es können auch Antriebe vorgesehen werden, welche die Käfige mit den Wälzkörpern der beiden Lager in gegenläufiger Richtung gleichmäßig bewegen. Dadurch wird die Lagerbelastung verteilt und die Lagerreibungskräfte der beiden Lager heben sich gegenseitig auf.
  • Sonstige Einflüsse, wie beispielsweise Massenträgheiten, können mit Korrekturkurven im Leitrechner berücksichtigt werden. Statt dem Hebel und der Kraftmessdose kann auch ein Messflansch an der Welle 4 vorgesehen werden, der das Reaktions-/Abstützmoment direkt aufnimmt.
  • Anstelle der Wälzlager können auch hydrostatischen Lager vorgesehen werden, deren, aus der Flüssigkeitsreibung resultierende, Lagerreibung vernachlässigbar klein ist. Zur Druckölversorgung wird vorzugsweise für jedes Gleitlager jeweils eine Ölversorgungseinheit vorgesehen, die im wesentlichen aus einer motorbetriebenen Pumpe, Vorratsbehälter und sonstigen üblichen Regel- bzw. Sicherheitseinrichtungen besteht und ggf. auch das jeweils andere Gleitlager redundant mitversorgen kann. Es kann auch eine zentrale Ölversorgungseinheit eingeplant werden, die mittels Drosseln oder sonstigen Regelungseinrichtungen an beiden Lagern den gleichen Öldruck bereitstellt. Vorzugsweise werden Pumpen eingesetzt, die den Betriebsdruck mit geringer Pulsation erzeugen.
  • Zur Aufnahme von Axialkräften zwischen der Welle 4 und dem Tragrahmen 1 muss eines der Lager 5 als Festlager vorgesehen werden. Dazu kann ein zusätzliches Axiallager oder ein entsprechendes kombiniertes Radial-Axiallager vorgesehen werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendbarkeit von Standardlagern 5 für die Lagerung der Welle 4, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Konstruktion und Herstellung von Sonderlagern notwendig ist.
  • Zur Kühlung des Außenläufermotors 15, 16, werden vorzugsweise zwei Gebläse 18 vorgesehen, die symmetrisch auf beiden Seiten der Welle 4 angeordnet werden können, die durch Öffnungen 6 in der einen Seitenwand 12 Luft ansaugen und auf den Elektromotor leiten. Die Kühlluft kann teilweise durch die Wicklungen des Stators 16 und durch den Spalt zwischen Stator 16 und Rotor 15 sowie durch Öffnungen 6 in der Seitenwand 11 aus der Rolle 10 ausströmen. Auf der Zeichnung ist nur das hintere Gebläse 18 sichtbar, da das andere aufgrund der Schnittdarstellung weggeschnitten ist. Die beiden Gebläse 18 sind vorzugsweise baugleich, so dass sich die Wirkungen ihrer Gewichtskraft gegeneinander aufheben und keinen Einfluss auf die Messung haben. Die Abstützmomente der Lüfterräder werden durch die Lager 5 der Welle 4 aufgenommen und haben auch keinen Einfluss auf die Messung.
  • Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Laufrolle 10 mit einer weiteren Kühleinrichtung. Hierbei ist der Stator 16 mit Kühlrohren 26 durchzogen und über eine Zuleitung 25, welche in der Welle 4 angeordnet ist, wird ein Kühlmittel zugeführt. Mit sehr flexiblen Schläuchen ist die Zuleitung 25 und die nicht dargestellte Abführleitung am Ende der Welle 4 mit einem Wärmetauscher verbunden, durch welchen die Kühlflüssigkeit zur Abkühlung umgewälzt wird. Diese flexiblen Anschlüsse für die Zuleitung 25 und die Abführleitung an der Stirnseite der Welle 4 beeinflussen die Messung nicht. Im dargestellten Beispiel wird das Kühlmittel durch die Welle 4 von einer Seite her zugeführt und durch die Abführleitung an der selben Seite wieder abgeführt, wobei die Kühlrohre 26 im Stator 16 eine Kehre machen müssen. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen das Kühlmittel von einer Seite durch die Welle 4 zuzuführen, ohne Umkehrung durch den Stator zu führen und durch die andere Seite der Welle 4 wieder abzuführen.
  • In 4 ist eine weitere Kühlungseinrichtung dargestellt. Es sind vorzugsweise zwei Gebläse 31 vorgesehen, welche an der vom Motor abgewendeten Seite, Luft ansaugen und durch die Wärmetauscherfläche eines Wärmetauschers 30 auf die Wicklungen des Stators blasen. Die Luft durchströmt die Wicklungen des Stators 16, wobei sie ihn kühlt und strömt radial nach außen aus der Motorhalterung ab und zurück in den Ansaugbereich der Gebläse 31. Der Kühlluftstrom bildet dabei einen geschlossenen Kreislauf innerhalb der Rolle 10. Im Wärmetauscher 30 wird zur Kühlung der Luft Kühlflüssigkeit umgewälzt, die über die Welle 4 von außen zu- und abgeführt werden kann. Die Gebläse 31 werden vorzugsweise symmet risch seitlich der Welle 4 angeordnet, so dass ihre Gewichtskräfte ein sich aufhebendes Drehmoment auf die Welle 4 ausüben.
  • Zur Verbesserung der Kühlwirkung kann der Stator 16 des Außenläufermotors zusätzlich wie im vorhergehenden Beispiel mit Kühlrohren versehen sein, durch welche ebenfalls Kühlflüssigkeit umgewälzt wird.
  • Als weitere Möglichkeit zur Kühlung der elektrischen Maschine kann auf einer Seite ein Rohr berührungslos in die hohlgebohrte Welle 4 eingesteckt werden, durch das ein Luftstrom in die Laufrolle geführt wird. Im Inneren der Laufrolle sind an der Welle Öffnungen vorgesehen, durch welche der Luftstrom in den Innenraum gelangt. Die Kühlungsluft strömt durch die Wicklungen der Elektromaschine bzw. durch den Spalt zwischen Stator und Läufer und gelangt durch Öffnungen nach außen.
  • Bei einer anderen Ausführung wird der Kühlluftstrom von einem Gebläse über entsprechende Luftleiteinrichtungen berührungsfrei zu einer Stirnseite der Laufrolle gelenkt, durch Öffnungen in den Innenraum geführt und durch weitere Öffnungen an der anderen Seitenwand wieder herausgeleitet. An der Austrittsseite können weitere Luftleiteinrichtungen zum Zusammenführen des verwirbelten Luftstromes vorgesehen werden, die beispielsweise mit einem Abluftkamin verbunden sind.
  • Ein wesentlicher Kern der Erfindung ist die einseitige Befestigung des Außenläufermotors an der einen Seitenwand der Laufrolle, wobei Einflüsse wie Schläge oder Deformationen an der Rolle nicht auf den Motorläufer übertragen werden.
  • Zur Vermeidung von Schwingungsanregung kann die Laufrolle 10 mit entsprechender Güte ausgewuchtet werden.
  • Mit einem erfindungsgemäßen Rollenprüfstand ist ein sogenannter 4 Quadranten-Betrieb möglich, das heißt bei Beschleunigung bzw. Verzögerung in beiden Drehrichtungen der Laufrolle 10 kann jeweils neben dem Betrag auch die Richtung des Reaktionsmoments aufgenommen werden.
  • Erfindungsgemäße Prüfstände werden vorzugsweise für Dauerprüfläufe bei der Ermittlung von Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
  • Mit dem erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung lassen sich beispielsweise Antriebs- bzw. Bremsleistungen von etwa 175 Kilowatt bei Geschwindigkeiten von bis zu 250 Kilometern pro Stunde auf eine bis etwa 2500 Kilogramm schwere Prüfachse bringen. Am Rollenscheitel der beispielhaften 48 Zoll Laufrolle 10 lässt sich eine Zug-/Bremskraft von etwa 6500 Newton realisieren. Mit dem erläuterten Rollenprüfstand lassen sich Fahrzeugmassen von etwa 500 bis 2750 Kilogramm simulieren. Baugrößen mit anderen Eckwerten sind selbstverständlich auch möglich.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Rollenprüfstandes sieht die starre Befestigung des Stators 16 vor, indem die Welle 4 durch eine feste Einspannung am Tragrahmen 1 fixiert wird. Hierzu werden die Lager 5 durch Befestigungsmittel beispielsweise Laschen ersetzt, welche die Welle 4 mittels Verschraubungen drehfest am Tragrahmen 1 klemmen. An jeder Einspannstelle werden vorzugsweise Dehnmessstreifen an der Welle 4 vorgesehen, welche die Abstützmomente erfassen und an den Leitrechner weitergeben, wo das gesamte in den Tragrahmen 1 eingeleitete Drehmoment ggf. biegespannungskompensiert ermittelt wird.
  • Um die Probleme einer statisch unbestimmten Lagerung zu vermeiden, kann die feste Einspannung auch nur auf einer Seite vorgesehen werden und das andere Wellenende wird weiterhin drehbar in einem Loslager gelagert. Bei dieser Anordnung kann auf eine zweite Drehmoment-Messstelle verzichtet werden, aber es muss ggf. eine Ölversorgungseinheit für das Lager vorgesehen werden.
  • Anhand der funktionalen Abhängigkeit des Drehmoments einer Elektromaschine von Größen wie elektrischer Spannung, Stromstärke, ggf. Frequenz, Temperatur sowie Drehzahl wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Rollenprüfstandes das Reaktionsmoment über die Messwerte einer oder mehrerer dieser Größen ermittelt. Da die entsprechenden Größen zur Ansteuerung und Regelung des Prüfstandes für die Einstellung der verschiedenen Prüfzustände ohnehin ständig gemessen und im Leitrechner verarbeitet werden, müssen für ihre Ermittlung keine zusätzlichen Messeinrichtungen vorgesehen werden. Auf eine empfindliche mechanische Messanordnung wie Dehnmessstreifen kann bei dieser Lösung verzichtet werden.
  • 1
    Tragrahmen
    2
    Kraftmesser
    3
    Hebel
    4
    Welle
    5
    Lager
    6
    Öffnung
    7
    Rad
    8
    Fahrzeug
    9
    Rille
    10
    Laufrolle
    11
    Seitenwand/Lagerschild
    12
    Seitenwand/Lagerschild
    13
    Lager
    14
    Halterung
    15
    Rotor/Läufer
    16
    Stator
    17
    Öffnung
    18
    Gebläse
    19
    Vertiefung
    20
    Abdeckung
    21
    Tragring
    25
    Kühlmittelleitung
    26
    Kühlrohr
    30
    Wärmetauscher
    31
    Gebläse

Claims (14)

  1. Prüfstand für ein Kraftfahrzeug mit einer Laufrolle oder Lauftrommel zum direkten Antreiben oder Verzögern mindestens eines Rades des Kraftfahrzeuges, mit einem elektrischen Außenläufermotor (15, 16), dessen Außenrotor (15) mit der Laufrolle (10) oder Trommel (10) verbunden ist und dessen innenliegender Stator (16) gegen Drehung abgestützt ist und Einrichtungen zur Messung des Abstützmomentes, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrotor (15) nur an einer seiner Seiten an der Laufrolle oder Trommel befestigt ist.
  2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) mit einer Halterung (14) einseitig an der Seitenwand/Lagerschild (11, 12) befestigt ist.
  3. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (16) auf einer Welle (4) angeordnet ist, die pendelnd in hydrostatischen Gleitlagern (5) oder in Wälzlagern gelagert ist und sich über einen Hebel (3) mit einem Kraftmesser (2) oder über einen Drehmomentmessflansch am Tragrahmen (1) abstützt.
  4. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (16) auf einer Welle (4) angeordnet ist, welche mindestens an einer Stelle starr am Tragrahmen (1) befestigt ist und an jeder starren Befestigungsstelle – zur Messung des Abstützmomentes – Dehnmessstreifen an der Welle (4) vorgesehen sind.
  5. Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützmoment anhand der Betriebsdaten der Elektromaschine ermittelt wird, wobei eine oder mehrere der nachfolgenden Größen verwendet wird: elektrische Spannung, Stromstärke, Frequenz, Temperatur und/oder Drehzahl.
  6. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Drehstrom-Asynchron-Motor ist.
  7. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) hohl ist und über ein berührungsfrei in die Hohlwelle (4) eingeschobenes Rohr Kühlluft ins Innere der Laufrolle (10) geführt wird, sowie eine Stromzuleitung zur elektrischen Maschine über Schlaufen momentenfrei durch die Hohlwelle (4) geführt wird.
  8. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkräfte zwischen der Welle (4) und dem Tragrahmen (1) von einem zusätzlichen Axiallager oder durch ein kombiniertes Radial-Axiallager (5) aufgenommen werden.
  9. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ölversorgungseinheit für die Druckölversorgung der Gleitlager vorgesehen ist.
  10. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitrechner vorgesehen ist, der vorgegebene Fahrprogramme am Fahrzeug steuert und die dazugehörenden Belastungszustände am Prüfstand simuliert.
  11. Prüfstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitrechner mehrere Prüfstände zur Prüfung mehrerer angetriebener Achsen oder mehrerer Räder eines Fahrzeuges aufeinander abgestimmt ansteuert.
  12. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (16) zur Kühlung mit Kühlrohren (26) durchzogen ist, durch welche ein Kühlmittel zuführbar ist.
  13. Prüfstand nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Stators (16) mindestens ein Gebläse (31) vorgesehen ist, welches den Stator (16) mit Kühlluft anbläst.
  14. Prüfstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom im Inneren der Rolle (10) einen geschlossenen Kreislauf bildet und zur Abkühlung der Kühlluft ein Wärmetauscher (30) vorgesehen ist, in welchem ein Kühlmittel umgewälzt wird.
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