DE102005035295A1

DE102005035295A1 - Anbindungsvorrichtung an einen Prüfstand, Prüfstand und Verfahren zum Anbinden einer Kurbelwelle an einen Prüfstand

Info

Publication number: DE102005035295A1
Application number: DE200510035295
Authority: DE
Inventors: Martin Waldmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: DE102005035295B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anbindungsvorrichtung für eine Kurbelwelle (11) einer Verbrennungskraftmaschine an einen Prüfstand und einen Prüfstand. Erfindungsgemäß ist an der Kurbelwelle (11) eine Schwungmasse (15) mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment (16) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anbindungsvorrichtung an einen Prüfstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Prüfstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 sowie ein Verfahren zum Anbinden einer Kurbelwelle an eine Prüfstand gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 12.

Zum Testen von Verbrennungskraftmaschinen sind Prüfstände bekannt. Bekannt ist, dass dort Schwungräder eingesetzt werden. Durch die Anbindung der erheblichen Massen kann es zu einer Schädigung der Kurbelwelle der im Prüfstand montierten Verbrennungskraftmaschine kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anbindungsvorrichtung für einen Prüfstand und einen Prüfstand, mit der ein fahrzeugnaher Test der Verbrennungskraftmaschine erfolgen kann sowie ein Verfahren zum Anbinden einer Kurbelwelle an einen Prüfstand zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anbindungsvorrichtung für eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine an einen Prüfstand und der Prüfstand mit einer Anbindungsvorrichtung weisen neben ihren gattungsgemäßen Merkmalen das weitere Merkmal auf, dass an der Kurbelwelle eine Schwungmasse mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment angeordnet ist. Mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment lassen sich anwendungsnahe Belastungen der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Kurbelwelle simulieren. Die Anbindungsvorrichtung ist vorzugsweise in der Art einer realen Wandlerankopplung realisiert.

In einer günstigen Ausgestaltung ist für die Schwungmasse eine zusätzliche Abstützung an einer Antriebswelle vorgesehen. Dies entspricht einer Situation, die einem realen Automatikgetriebe mit Wandler entspricht.

Vorteilhaft ist die Schwungmasse biegeweich an die Antriebswelle angebunden. Dies kommt der realen Einbausituation der Verbrennungskraftmaschine sehr nahe. Mit ein und derselben Anbindung ist es möglich, Wandlermassenträgheitsmomente von unterschiedlichen Seriengetrieben realitätsnah nachzubilden, ohne die Kurbelwelle durch zusätzliche Biegebelastungen im Prüfstand zu beaufschlagen.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist eine Entkopplungseinheit zur Schwingungsisolierung zwischen einer Bremse und der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Die Bremse ist insbesondere eine Motorbremse. Die Entkopplungseinheit kann mit oder ohne Dämpfung ausgebildet sein.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist eine separate Startereinheit zum Starten der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, vorzugsweise ein separater Anlasserkranz mit einem Anlasser. Es gelingt mit der Ausgestaltung, den Prüfstand unabhängig von einer realen Bremsenart der Verbrennungskraftmaschine im Betriebszustand in einem Fahrzeug, z.B. Elektromaschine, Wirbelstrombremse, Wasserbremse, und unabhängig von der realen Startervariante, z.B. motorseitig oder getriebeseitig, zu betreiben.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist eine Mehrzahl von Gruppen von Anschraubpunkten vorgesehen, die korrespondierend zu Anschraubpunkten von unterschiedlichen serienmäßigen Mitnehmerblechen angeordnet sind. Es können verschiedene Varianten gängiger Mitnehmerbleche montiert werden. Damit kann eine Simulation einer Verbindung mit einem realen Automatikgetriebe nahe am Fahrzeugeinsatz erreicht werden. Es ist insbesondere möglich, auch für eine Motorsteuerung übliche Geberringe mit Marken für einen oberen Totpunkt der Kurbelwelle anzubringen.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist zusätzlich oder alternativ eine Mehrzahl von über einen Umfang verteilten Aufnahmebohrungen auf gleichem Radius vorgesehen, in die Massekörper, insbesondere aus Wolfram, einbringbar sind. Die Massekörper sind bevorzugt paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Antreiben einer Kurbelwelle an einem Prüfstand wird die Kurbelwelle mit einer Schwungmasse mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment verbunden.

Dadurch, dass das Massenträgheitsmoment variabel ist, kann durch variables Einstellen des Massenträgheitsmoments eine Abbildung eines an die Kurbelwelle angeschlossenen Bauteils, insbesondere eines Wandlers oder eines anderen Übertragungsglieds, erfolgen.

Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
1 schematisch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Anbindungsvorrichtung in einem Prüfstand;
2a: eine Draufsicht auf eine günstige Anbindungsvorrichtung, b: einen Massestift.
1 zeigt in schematischer Darstellung zur Veranschaulichung der Erfindung eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anbindungsvorrichtung 10 in einem Prüfstand. An eine Kurbelwelle 11 einer zeichnerisch nicht ausgeführten, am Prüfstand montierten Verbrennungskraftmaschine ist ein Serienmitnehmerblech 12 angeschraubt. An der Kurbelwelle 11 ist eine Prüfstandsglocke 14 drehbar gelagert, wobei sich das Serienmitnehmerblech 12 innerhalb der Prüfstandsglocke 14 befindet. Die Prüfstandsglocke 14 öffnet sich zu einer Antriebswelle 13, die eine axiale Fortsetzung der Kurbelwelle 11 bildet. Zwischen der Antriebswelle 13 und dem Serienmitnehmerblech 12 ist eine Schwungmasse 15 mit variabel verstellbaren Massenträgheitsmomenten 16 angeordnet. Die durch Rechtecke dargestellten Massen können z.B. radial verschoben werden.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Aufnahmebohrungen jeweils auf gleichem Radius verteilt sind, in die jeweils Massekörper einbringbar sind. Wegen des geringen vorhandenen Bauraums bestehen die Massekörper bevorzugt aus einem Material mit hohem spezifischem Gewicht, besonders bevorzugt aus Wolfram. Die Massekörper werden vorzugsweise paarweise eingebracht und liegen sich diametral gegenüber. Gegen Herausrutschen aus den Aufnahmebohrungen sind geeignete, an sich bekannte Klemm- und/oder Haltevorrichtungen vorgesehen. Bevorzugt sind die Massekörper als Stifte ausgebildet.
Die Schwungmasse 15 ist drehfest mit dem Serienmitnehmerblech 12 und der Kurbelwelle 11 verbunden. Zusätzlich ist die Schwungmasse 15 mit einer zusätzlichen Abstützung 18 an der Antriebswelle 13 gelagert. Die Schwungmasse 15 ist durch die zweifache Lagerung biegeweich an die Antriebswelle 13 angebunden.
Zwischen der Schwungmasse 15 und der Antriebswelle 13 ist eine Entkopplungseinrichtung 17 angeordnet, mit der durch z.B. eine weiche Ankopplung Schwingungen zwischen einer am freien Ende der Antriebswelle 13 angeordneten Motorbremse 21 und der Verbrennungskraftmaschine entkoppelbar bzw. isolierbar sind.
An der Abstützung 18 ist ein Anlasserkranz 19 mit einem Starter 20 vorgesehen, um unabhängig von einer realen Startereinheit die Verbrennungskraftmaschine starten zu können.
2a zeigt in einer Draufsicht die Anbindungsvorrichtung 10, in der eine Mehrzahl von Gruppen von Anschraubpunkten 22, 23, 24 zu erkennen sind, die korrespondierend zu Anschraubpunkten von unterschiedlichen serienmäßigen Mitnehmerblechen angeordnet sind. 2b zeigt beispielhaft einen stiftförmigen Massekörper 25. Solche Massekörper 25 können alternativ oder zusätzlich bevorzugt paarweise diametral gegenüberliegend in entsprechende Aufnahmebohrungen eingesteckt sein, die auf gleichem Radius angeordnet sind. Es sind mit der Anbindungsvorrichtung 10 unterschiedliche serienmäßige Mitnehmerbleche montierbar, um die Prüfbedingungen für die Verbrennungskraftmaschine fahrzeugnah gestalten zu können.
Durch die Möglichkeit des variablen Einstellens des Massenträgheitsmoments ist eine Abbildung eines an die Kurbelwelle angeschlossenen Wandlers eines automatischen Getriebes oder anderer Übertragungsglieder durchführbar. Mithin lassen sich am Prüfstand Praxisfälle simulieren, wobei insbesondere Schwingungsvorgänge nachgebildet werden können.

10: Anbindungsvorrichtung
11: Kurbelwelle
12: Serienmitnehmerblech
13: Antriebswelle
14: Prüfstandsglocke
15: Schwungmasse
16: variables Massenträgheitsmoment
17: Entkopplungseinrichtung
18: zusätzliche Abstützung
19: Anlasserkranz
20: Starter
21: Motorbremse
22: Anschraubpunkt
23: Anschraubpunkt
24: Anschraubpunkt
25: Massekörper

Claims

Anbindungsvorrichtung für eine Kurbelwelle (11) einer Verbrennungskraftmaschine an einen Prüfstand, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kurbelwelle (11) eine Schwungmasse (15) mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment (16) angeordnet ist.
Anbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schwungmasse (15) eine zusätzliche Abstützung (18) an einer Antriebswelle (13) vorgesehen ist.
Anbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse (15) biegeweich an die Antriebswelle (13) angebunden ist.
Anbindungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entkopplungseinheit (17) zur Schwingungsisolierung zwischen einer Bremse (21) und der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
Anbindungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Startereinheit (19, 20) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
Anbindungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Gruppen von Anschraubpunkten (22, 23, 24) vorgesehen ist, die korrespondierend zu Anschraubpunkten von unterschiedlichen serienmäßigen Mitnehmerblechen angeordnet sind.
Anbindungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von über einen Umfang verteilten Aufnahmebohrungen auf gleichem Radius vorgesehen ist, in die Massekörper (25), insbesondere aus Wolfram, einbringbar sind.
Prüfstand mit einer Anbindungsvorrichtung für eine Kurbelwelle (11) einer Verbrennungskraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kurbelwelle (11) eine Schwungmasse (15) mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment angeordnet ist.
Prüfstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schwungmasse (15) eine zusätzliche Abstützung (18) an einer Antriebswelle (13) vorgesehen ist.
Prüfstand nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entkopplungseinheit (17) zur Schwingungsisolierung zwischen einer Bremse (21) und der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
Prüfstand nach zumindest einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Startereinheit (20, 21) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
Verfahren zum Anbinden einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine an einen Prüfstand, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle mit einer Schwungmasse mit einem variabel einstellbaren Massenträgheitsmoment verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch variables Einstellen des Massenträgheitsmoments eine Abbildung eines an die Kurbelwelle angeschlossenen Bauteils, insbesondere eines Wandlers oder eines anderen Übertragungsglieds, erfolgt.