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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Prüfzellen für Kraftfahrzeuge und insbesondere
Schutzgehäuse
für die
Fahrzeugobjektprüfung.
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Hintergrund der Erfindung
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Als
Teil des ständigen
Ziels von Kraftfahrzeugherstellern, hochwertige Kraftfahrzeuge herzustellen,
wird alles unternommen, um sicherzustellen, dass neue Fahrzeuge
leise sind und unter normalen Betriebsbedingungen ordnungsgemäß funktionieren. Im
Kraftfahrzeuggebiet und insbesondere bei der Fertigung von Brennkraftmaschinenbaugruppen
erfolgt das Prüfen
normalerweise in großem
Maßstab. Das
Prüfen
wird herkömmlicherweise
auf kontinuierliche Weise an einer Vielzahl unterschiedlicher Brennkraftmaschinentypen
zu einem beliebigen Zeitpunkt an einer einzigen Prüfeinrichtung
durchgeführt. Prüfingenieure
und -techniker verwenden häufig
einen Abrichtungsbereich, der das Vorbereiten oder „Abrichten” der Brennkraftmaschinen
vor dem Eintritt in die Brennkraftmaschinen-Prüfzelle
ermöglicht.
Als weiteres Mittel zum Erleichtern des Prüfprozesses und zum Minimieren
der Ausfallzeit des Prüfraums kann
ein Prüfarbeiter
häufig
Brennkraftmaschinen-Transportsysteme verwenden, um die Vorbereitung
und Beförderung
der Brennkraftmaschine zu dem Prüfraum
zu beschleunigen.
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Erstausrüster (OEMs)
von hochwertigen mechanischen Energiequellen wie Motoren, Brennkraftmaschinen
und anderen Kraftmaschinen prüfen
beinahe ausnahmslos die Energiequelle vor deren Freigabe zum Verkauf,
um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß und bis zu ihrer Nennleistung
funktioniert. Leistungsprüfeinrichtungen
(kurz „Leistungsprüfstände”) verschiedener
Ausführungen
werden verwendet, um die Leistungseigenschaften von Motor- und Brennkraftmaschinenbaugruppen,
Getrieben, Antriebsstrangarchitekturen und von Fahrzeugen, die durch
solche Motor- und Brennkraftmaschinenbaugruppen angetrieben werden,
zu ermitteln. Ein Leistungsprüfstand
kann zum Beispiel verwendet werden, um das Drehmoment und die Drehzahl
zu messen, woraus die von einer Brennkraftmaschine erzeugte Leistung
berechnet werden kann.
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Brennkraftmaschinen
werden häufig
geprüft, um
ihre Leistung unter Bedingungen zu verifizieren, die im Wesentlichen
tatsächliche
Einsatzbedingungen reproduzieren. Einige dieser Bedingungen umfassen
Umgebungen extremer Temperaturen. Demgemäß erfordern Arbeiten bei der
Entwicklung von Brennkraftmaschine, Getriebe und Antriebsstrang häufig, dass
die Prüftemperaturen
der mechanischen Bauteile höher
oder niedriger als die vorliegende Umgebungstemperatur sind. Zum
Beispiel erfordern viele Validierungsprüfverfahren vor dem Beginn einer Prüfung eine
nicht der Umgebungstemperatur entsprechende Einwirktemperatur. Die
Mehrzahl dieser Verfahren erfordert eine Haltezeit, die sicherstellt, dass
der Prüfgegenstand
und Fluide (z. B. Brennkraftmaschinen-Kühlmittel, Brennkraftmaschinenöl, Getriebefluid,
Differentialöl,
Zwischenkühler-Kühlfluid,
Kraftstoff etc.) eine vorab festgelegte stabile Temperatur erreicht
haben. Sobald die Temperatur erreicht ist, wird die Prüfung durchgeführt. Zum
Beispiel erfordern bestimmte Verfahren acht Stunden Haltezeit für eine Laufzeit
von 20–30
Minuten. Diese Verfahren prüfen
mechanische Bau teile und liefern Kalibrierungsdaten für Brennkraftmaschinen-
und Getriebe-Steuergeräte.
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Im
Stand der Technik wird diese Art von Umgebungsprüfung für gewöhnlich in einer speziell gebauten,
biegesteifen Klimakammer oder einer eigens dafür vorgesehenen Umgebungsprüfzelle ausgeführt, die
in einer Konstruktionsprüfeinrichtung
eingebaut ist und eigens für
diesen Zweck verwendet wird. Herkömmliche Klimaprüfzellen
sind große
Räume, die
zumindest teilweise gegenüber
der Außenumgebung
isoliert sind. Einrichtungen zum Sichern und Lagern des Prüfkörpers, beispielsweise
ein Prüfstand oder
eine Prüfbühne, sind
in dem Prüfräumen fest eingebaut,
ebenso wie der Leistungsprüfstand
und andere Einrichtungen und Geräteausstattungen,
die zum Prüfen
erforderlich sind. Die Prüfräume sind auch
mit Leitungen verbunden, die durch den Betrieb der Prüfanordnung
erzeugte Wärme
abführen.
Viele Prüfzellen
sind mit Rohren, um zugeordnete Abgasdämpfe abzulassen, und Zufuhrleitungen,
um erforderliche Fluide zu liefern, sowie der erforderlichen Verkabelung
für die
elektrische Stromversorgung und für die Erfassung der Messsignale
ausgestattet.
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Derzeit
eingesetzte biegesteife Prüfeinrichtungen
leiden unter verschiedenen praktischen Nachteilen. Vor allem sind
Umgebungsprüfkammern des
Stands der Technik im Allgemeinen auf eine einzelne definitive Nutzung
beschränkt,
was häufig
wertvollen Raum und wertvolle Prüfeinrichtungen
bindet. Dies bewirkt wiederum eine beträchtliche Verlängerung
der Zeiten, die zum Ausführen
der Prüfungen
erforderlich sind, was die Gesamteffizienz der Prüfeinrichtung
mindert. Zweitens schafft der Prüfraum selbst
eine nicht gerade optimale Arbeitsumgebung für die Arbeiter, die das Prüfobjekt
vor und nach dem Halten bei extremen Temperaturen aufstellen und zerlegen
müssen.
Drittens pflegen biegesteife Schutzgehäuse sehr groß zu sein
und sind nicht einfach an neue Prüfgeräte, Verfahren und Prüfobjektkonfigurationen
anpassbar. Schließlich
sind derzeit gefertigte spezialisierte Klimaprüfkammern sowohl hinsichtlich
des ersten Aufbaus und Aufstellens als auch der Wartungskosten sehr
teuer.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bietet komplette Umgebungsprüfmöglichkeiten,
die bei mit Kraftstoff angetriebenen Brennkraftmaschinen- oder Antriebsstrang-Prüfzellen
ohne die Beschränkungen
durchgeführt
werden können,
die durch die Verwendung eines biegesteifen Klimagehäuses oder
einer dedizierten Umgebungsprüfzelle
eintreten. Die Schutzgehäuse
der vorliegenden Erfindung benötigen
signifikant weniger Grundfläche
als Klimaprüfkammern
des Stands der Technik und verringern den Zeitaufwand, der zum Durchführen von
Nichtumgebungstemperaturprüfungen
erforderlich ist, was die Gesamteffizienz der Prüfeinrichtung merklich verbessert.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht
auch ein Offline-Einwirken von Temperaturen auf die Fahrzeugprüfobjekte (z.
B. Brennkraftmaschine, Getriebe, Brennkraftmaschinen- und Getriebebaugruppe,
kompletter Antriebsstrang etc.), was wertvolle Prüfgeräte freisetzt. Ferner
bieten die Schutzgehäuse
der vorliegenden Erfindung realisierte Verringerungen der anfänglichen
Bau- und Aufstellungskosten sowie der Wartungskosten. Schließlich bietet
die Konstruktion der vorliegenden Erfindung ein viel bedienerfreundlicheres
Arbeitsumfeld als Einrichtungen des Stands der Technik.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird ein Schutzgehäuse zum Abändern der Temperatur eines
Kraftfahrzeug-Prüfobjekts
vorgesehen. Das Schutzgehäuse umfasst
eine bewegliche Palettenanordnung, die ausgelegt ist, um das Prüfobjekt
darauf zu lagern. Die bewegliche Palettenanordnung ist verwendbar,
um das Prüfobjekt
zu und von dem Prüfplatz
des Objekts zu befördern.
An dem Prüfplatz
ist eine biegsame Abdeckung funktionell befestigt. Die biegsame
Abdeckung ist ausgelegt, um zwischen einer ersten Position, in der
sich die Abdeckung in einem im Allgemeinen gefalteten Zustand befindet,
und einer zweiten Position, in der die Abdeckung ausgezogen ist
und an der Palettenbaugruppe angebracht werden kann, vor und zurück zu wechseln.
Wenn die Abdeckung an der Palettenanordnung angebracht ist, wirken
die beiden Elemente derart zusammen, dass sie einen umschlossenen
und im Wesentlichen thermisch isolierten Raum rund um das Prüfobjekt
ausbilden.
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Nach
einer Ausgestaltung dieser bestimmen Ausführungsform umfasst die biegsame
Abdeckung eine thermisch isolierte Stoffhülle, der von der oben liegenden
Struktur des Prüfplatzes
abhängt.
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Nach
einer anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst die biegsame
Abdeckung ein oder mehrere zusammenlegbare Luftkanäle, die mit
der biegsamen Abdeckung integriert sind (d. h. in dieser ausgebildet
oder an dieser angebracht sind). Jeder der zusammenlegbaren Luftkanäle ist derart ausgelegt,
dass er zwischen einem im Allgemeinen gefalteten Zustand und einem
im Allgemeinen ausgezogenen Zustand wechseln kann.
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Gemäß einer
noch anderen Ausgestaltung umfasst die biegsame Abdeckung einen
komplementären
Rahmen, der an einem Ende davon funktionell angebracht ist. Der
komplementäre
Rahmen ist derart ausgelegt, dass er sich mit der beweglichen Palettenanordnung
verbindet und dadurch die biegsame Abdeckung fest an der Palettenanordnung
anbringt.
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Nach
einer noch anderen Ausgestaltung umfasst das Schutzgehäuse auch
ein oben befindliches Seilsystem, das an der oben liegenden Struktur
des Prüfplatzes
funktionell befestigt ist. Das Seilsystem umfasst ein oder mehrere
einziehbare Seile, die an der biegsamen Abdeckung gesichert sind.
Die Seile dienen dazu, die biegsame Abdeckung selektiv von der ersten,
gefalteten Position zur zweiten, ausgezogenen Position (und umgekehrt)
umzupositionieren.
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In
einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform
umfasst das Schutzgehäuse
auch eine thermisch isolierte Objektplane, die derart ausgelegt
ist, dass sie das Prüfobjekt
bedeckt.
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Nach
einer noch anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst das Schutzgehäuse auch
ein oben liegendes Portalsystem, das an der oben liegenden Struktur
des Prüfplatzes
funktionell befestigt ist. Das oben liegende Portalsystem ist an der
biegsamen Abdeckung funktionell angebracht und derart ausgelegt,
dass es diese innerhalb eines bestimmten Bereichs des Prüfplatzes
selektiv umsetzt.
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Nach
einer noch weiteren Ausgestaltung umfasst die biegsame Abdeckung
eine biegesteife Gehäusedecke,
die sich über
einen oberen Verlauf derselben spannt.
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Als
Teil einer anderen Ausgestaltung dieser bestimmten Ausführungsform
umfasst die bewegliche Palettenanordnung eine Bodenplatte mit mehreren
Seitenwänden,
die daran angebracht sind und davon abstehen, um das Prüfobjekt
zu umgeben. Mindestens eine der Seitenwände bildet einen Mediendurchbruch
aus, der sich dadurch erstreckt. Jeder Mediendurchbruch ist derart
ausgelegt, dass er zwischen der Palettenanordnung und den Prüfkomponenten
extern daran eine Zugangsöffnung
vorsieht, wenn die biegsame Abdeckung an der beweglichen Palettenanordnung
angebracht ist. Die bewegliche Palettenanordnung umfasst vorzugsweise
mehrere Lagerelemente, die repositionierbar an der Bodenplatte angebracht
sind. Die Lagerelemente sind derart ausgelegt, dass sie sich mit
dem Prüfobjekt verbinden
und dieses lagern und präzis
ausrichten. Die Bodenplatte umfasst auch ein oder mehrere längliche
Kanäle,
die derart ausgelegt sind, dass sie mit dem Prüfplatz greifen und dadurch
die bewegliche Palettenanordnung im Verhältnis zur biegsamen Abdeckung
für späteres Anbringen
an dieser fixieren und ausrichten.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform bedeckt eine thermisch
isolierte Bodenplane im Wesentlichen die gesamte obere Fläche der
Bodenplatte.
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In
einer anderen Ausgestaltung ist eine Fluidaufbereitungsvorrichtung
an der Bodenplatte befestigt. Die Fluidaufbereitungsvorrichtung
ist zum funktionellen Anbringen an dem Prüfobjekt ausgelegt und dient
zum selektiven Abändern
der Temperatur von Fluiden in dem Prüfobjekt.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein biegsames Prüfgehäuse zum Halten eines Fahrzeugprüfobjekts
bei Nichtumgebungstemperaturen und Prüfen desselben vorgesehen. Das
Prüfgehäuse umfasst
eine bewegliche Palettenanordnung mit einer Bodenplatte, die zum
Anbringen an dem Prüfobjekt
und zum funktionellen Lagern des Prüfobjekts an dieser ausgelegt ist.
An der Bodenplatte sind mehrere Seitenwände angebracht und ragen von
dieser nach oben, um das Prüfobjekt
zu umgeben. Die bewegliche Palettenanordnung dient zum Befördern des
Prüfobjekts
zu und von dem Objektprüfraum.
An der oben liegenden Struktur des Prüfraums ist eine biegsame Abdeckung funktionell
befestigt. Die biegsame Abdeckung ist derart ausgelegt, dass sie
zwischen einer offenen Position, in der die Abdeckung sich in einem
angehobenen und im Allgemeinen gefalteten Zustand befindet, zu einer
geschlossenen Position, in der sich die Abdeckung in einem abgesenkten
und nicht zusammengelegten Zustand befindet, wechselt. In der geschlossenen
Position ist die biegsame Abdeckung an jeweiligen oberen Abschnitten
der Seitenwände
anbringbar. Die Abdeckung wirkt in der geschlossenen Position mit
der Palettenanordnung zusammen, wenn sie an dieser angebracht ist,
um einen umschlossenen und im Wesentlichen thermisch isolierten
Raum um das Prüfobjekt
auszubilden.
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Nach
einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform
umfasst die biegsame Abdeckung eine Anordnung von zusammenlegbaren
Luftleitungen, die daran angebracht sind. Die Luftleitungen sind derart
ausgelegt, dass sie eine oben liegende Zuluftleitung direkt mit
der beweglichen Palettenanordnung fluidverbinden. Die Anordnung
von zusammenlegbaren Luftleitungen dient zum Wechseln mit der biegsamen
Abdeckung zu und von der offenen und geschlossenen Position.
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Nach
einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform
umfasst die bewegliche Palettenanordnung mehrere Mediendurchbrüche, wobei
jeder durch eine Palettenanordnungsseitenwand ausgebildet ist. Jeder
der Mediendurchbrüche sieht
eine Zugangsöffnung
zwischen dem Inneren der Palettenanordnung und Prüfkomponenten
extern daran vor, wenn die biegsame Abdeckung an der beweglichen
Palettenanordnung angebracht ist. In ähnlicher Weise umfasst die
bewegliche Palettenanordnung auch einen ersten Wellendurchbruch,
der sich durch eine erste der mehreren Seitenwände erstreckt, und einen zweiten
Wellendurchbruch, der sich durch eine zweite der mehreren Seitenwände erstreckt,
der zu der ersten Seitenwand senkrecht ist. Jeder der Wellendurchbrüche ist
derart ausgelegt, dass er zwischen der Palettenanordnung und einer Prüfvorrich tung
extern daran ein Wellenverbindungsstück vorsieht, wenn die biegsame
Abdeckung an der beweglichen Palettenanordnung angebracht ist.
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Nach
einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform
umfasst die biegsame Abdeckung eine biegesteife Gehäusedecke,
die sich über
einen oberen Verlauf derselben spannt. Die Gehäusedecke umfasst einen oder
mehrere Leitungskanäle
zum fluidischen Verbinden des Prüfgehäuses mit
einer oben liegenden Abluftleitung.
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Die
vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden eingehenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen und
der besten Methoden zum Durchführen
der vorliegenden Verbindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen
und beigefügten
Ansprüchen
ohne weiteres ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Darstellung in perspektivischer Ansicht eines biegsamen Prüfschutzgehäuses nach einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Darstellung in perspektivischer Ansicht der beweglichen Palettenanordnung
von 1;
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3A ist
eine teilweise frei gebrochene Darstellung in schematischer Seitenansicht
des biegsamen Prüfschutzgehäuses von 1,
wobei die biegsame Abdeckung in einer ersten, offenen Position gezeigt
ist; und
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3B ist
eine teilweise frei gebrochene Darstellung in schematischer Seitenansicht
des biegsamen Prüfschutzgehäuses von 1,
die die biegsame Abdeckung in einer zweiten, geschlossenen Position
zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Unter
Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen in den
gesamten mehreren Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 ein
biegsames Prüfschutzgehäuse nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die in 1 gezeigte
bestimmte Anordnung ist lediglich für beispielhafte Zwecke vorgesehen.
Somit können
die allgemeine Anordnung und Ausrichtung der Bestandteile des biegsamen
Prüfschutzgehäuses innerhalb
des Schutzumfangs der beigefügten
Ansprüche
abgewandelt werden. Diesbezüglich versteht
sich, dass die Adjektive, die hierin verwendet werden, um räumliche
Beziehungen der Bestandteile zu spezifizieren, beispielsweise vorne,
hinten, horizontal, vertikal, oberer, unterer, etc., räumliche
Beziehungen angeben, wie sie bezüglich
ihrer geplanten Ausrichtungen im Verhältnis zum Prüfplatz vorliegen, wenn
sie darin funktionell ausgerichtet sind. Dennoch können die
spezifizierten räumlichen
Beziehungen innerhalb des Schutzumfangs der hier beigefügten Ansprüche verändert werden.
Schließlich
sind die hierin vorgelegten Zeichnungen nicht maßstabsgetreu und sind lediglich
für informative
Zwecke vorgesehen. Somit sind die einzelnen und relativen Maße, die
in den Zeichnungen gezeigt sind, nicht als einschränkend aufzufassen.
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Das
biegsame Prüfschutzgehäuse, das
in 1 allgemein bei 10 gezeigt ist und hierin
nachstehend als „Schutzgehäuse” bezeichnet
ist, ist zum Abändern
der Temperatur eines Kraftfahrzeug-Prüfobjekts in Prüfzellen
für mit
Kraftstoff betriebene Brennkraftmaschinen und Antriebsstränge (in
einer beispielhaften Konfiguration in 1 bei 12 gezeigt)
als Teil einer Antriebsstrangprüfeinrichtung
hohen Volumens gedacht. Es versteht sich jedoch natürlich, dass
die vorliegende Erfindung in anderen Prüfbetrieben und Prüfeinrichtungen
eingesetzt werden kann, die von einem großen biegsamen Gehäuse profitieren
würden,
wie es hierin beschrieben ist. Ferner kann das Schutzgehäuse 10 der
vorliegenden Erfindung allein für
die „Offline”-Vorbereitung
von Prüfobjekten
genutzt werden. Das Schutzgehäuse 10 kann
zum Beispiel fern der Prüfzelle 12 aufgestellt oder
aufgebaut werden und allein für
Einwirken von Nichtumgebungstemperaturen verwendet werden, wie aus
der folgenden eingehenden Beschreibung mühelos verständlich wird.
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Unter
weiterem Bezug auf 1 besteht das Schutzgehäuse 10 im
Allgemeinen aus zwei primären
Elementen: einem oberen Gehäuseteil
bzw. einer biegsamen Abdeckung 14 und einem unteren Gehäuseteil
bzw. einer beweglichen Palettenanordnung 16. In der Ausführungsform
von 1 umfasst die biegsame Abdeckung 14 eine
thermisch isolierte Hülle 18,
die aus Kunstfaserisolierung hergestellt werden kann. Die Hülle 18 ist
mit einer im Allgemeinen kastenförmigen,
zusammenlegbaren Balgkonfiguration gezeigt, die an ihrem einen Ende
von der oben liegenden Struktur des Prüfplatzes 12 abhängt. In
der Ausführungsform
von 1 ist die Hülle 18 zum
Beispiel an einer komplementären
biegesteifen Gehäusedecke 20 (in 3A und 3B besser
sichtbar) befestigt und abgehängt.
Die Hülle 18 ist
entlang eines oberen Endes derselben an dem Außenumfang der Gehäusedecke 20 befestigt,
so dass sich die Decke 20 über den oberen Verlauf der
Hülle 18 spannt und
diesen abdichtet. Die Gehäusedecke 20 ist
wiederum mittels eines oben liegenden Portalsystems, das in 1 allgemein
durch das Bezugszeichen 22 bezeichnet ist und das wie nachstehend
beschrieben derart ausgelegt ist, dass es die biegsame Abdeckung 14 in nerhalb
eines vorbestimmten Bereichs des Prüfplatzes 12 selektiv
repositioniert, an einer Anordnung von I-förmigen Querträgern 13 angebracht.
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Die
Form, die Größe, das
Material und die allgemeine Ausrichtung der biegsamen Abdeckung 14 können angepasst
werden, um den jeweiligen Anforderungen der geplanten Verwendung
des Schutzgehäuses 10 gerecht
zu werden. Die Breite, Länge, Höhe oder
jede Kombination derselben (z. B. gesamtes Innenvolumen) der biegsamen
Abdeckung 14 können
zum Beispiel vergrößert werden,
um ein größeres Prüfobjekt
aufzunehmen. In einer anderen Abwandlung könnte die biegsame Abdeckung 14 von
einem Gerüst
oder einer anderen Tragstruktur hängen, die durch den Boden oder
die Seitenwände
der Prüfzelle
abgestützt
ist. Schließlich
könnten
die Hülle 18 und
das Schutzgehäuse 20 aus
einem ähnlichen
Material hergestellt sein und daher als einzelne, einheitliche,
einstückige
Struktur vorgeformt sein.
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Die
biegsame Abdeckung 14, nämlich das Schutzgehäuse 20,
ist an einem Paar beabstandeter, strukturell identischer Wägen 24 (wovon
in 1 nur einer sichtbar ist) befestigt und ist von
diesen gelagert, wobei jeder derselben von einer jeweiligen oben liegenden
Umsetzbrücke
oder Schiene 26 abhängt. Jeder
Wagen 24 ist entlang der Umsetzschienen 26 von
Ende zu Ende horizontal repositionierbar, wie durch die Pfeile A
und B dargestellt ist. In seiner beispielhaften Ausführungsform
umfasst jeder Wagen 24 mehrere (nicht sichtbare) Räder, die
an einem biegesteifen Körper 25 durch
ein jeweiliges Lager (ebenfalls in 1 nicht
sichtbar) drehbar befestigt sind. Die Räder des Wagens 24 rollen
entlang einer Querspur 28, die sich entlang der Länge eines
Hohlraums erstreckt, der durch den I-förmigen
Querschnitt der Umsetzschienen gebildet ist. Die Umsetzschienen 26 sind
mittels mehrerer lasttragender Aufhängungsarme 30, die
sich dazwischen erstrecken, von den I-förmigen Querträgern 13 abgehängt.
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Auch
wenn die Umsetzschienen 26 in 1 als feststehende
Strukturen mit einer im Wesentlichen linearen Konfiguration gezeigt
sind, versteht sich, dass die Umsetzschienen 26 eine gebogene oder
endlose Schiene sein können
und von der Art einer beweglichen Schienenanordnung sein können, ohne
vom gewollten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Unter
Bezug nun auf sowohl 1 als auch 2 ist
die bewegliche Palettenanordnung 16 derart ausgelegt, um
sich mit einem Prüfobjekt 32 zum Prüfen in der
Prüfzelle 12 zu
verbinden, es funktionell zu lagern, präzis zu positionieren, zu transportieren und
zu halten. Der Begriff „Objekt” oder „Prüfobjekt”, wie er
hierin verwendet wird, sollte so ausgelegt oder definiert werden,
dass er eine Anordnung meint, die mindestens eine Brennkraftmaschine,
einen Motor oder ein Getriebe umfasst. Das Prüfobjekt 32 kann zum
Beispiel wie in 2 ersichtlich aus einer Brennkraftmaschinenbaugruppe
(ICE), einer mit einer entsprechenden Leistungsgetriebebaugruppe
verbundenen ICE, wie in 3A und 3B ersichtlich,
einem Hybridantriebsstrang (z. B. ein oder mehrere Motor/Generator-Vorrichtungen und
eine ICE-Baugruppe in Kraftflussverbindung mit einem Leistungsgetriebe),
einem kompletten Antriebsstrang etc. bestehen. Zudem sollte erkannt
werden, dass die Funktionalität
der vorliegenden Erfindung nicht vom Schutzumfang her auf die hierin
verkörperten
Antriebskraftvorrichtungen beschränkt ist. Diesbezüglich profitieren
bestehende technologische Vorrichtungen, wie zum Beispiel Brennstoffzellen,
sowie noch zu entwickelnde Vorrichtungen von der hierin offenbarten
Erfindung.
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Die
grundlegenden Komponenten der Palettenanordnung 16 umfassen
eine Bodenplatte 34, ein Mittel zum Bewegen der Bodenplatte 34,
das zum Beispiel eine Anzahl von schwenkbaren und arretierbaren
Rädern 36 und/oder
Luftlager (die sich unter der Bodenplatte 34 befinden und
daher in den Zeichnungen nicht sichtbar sind) sowie einen Griff 38 (1)
oder andere Mittel zum Steuern und Lenken der beweglichen Palettenanordnung
umfassen kann. Es versteht sich für den Fachmann, dass die Palettenanordnung 16 und
ihre verschiedenen Bestandteile – d. h. Bodenplatte 34,
Räder 36 und
Griff 38, aus einem beliebigen Material hergestellt sein
können, das
für die
geplante Verwendung der Palettenanordnung 16 geeignet ist,
einschließlich
aber sicherlich nicht ausschließlich
Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundstoffe oder eine beliebige
Kombination derselben.
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An
der Bodenplatte 34 sind mehrere Seitenwände, zum Beispiel eine erste
und zweite laterale Seitenwand 41 bzw. 42 und
eine vordere und hintere Seitenwand 43 bzw. 44 angebracht,
die davon in einer im Allgemeinen senkrechten Weise nach oben ragen.
Die Seitenwände 41–44 sind
entlang des Außenumfangs
der Bodenplatte 34 ausgerichtet, um das Prüfobjekt 32 zu
umgeben. Die Seitenwände 41–44 wirken
mit der Bodenplatte 34 zusammen, um dazwischen eine untere
Kammer auszubilden, die im Allgemeinen in 2 bei 46 gezeigt
ist. Die Seitenwände 41–44 bestehen
vorzugsweise aus einem isolierten Holzrahmen mit einer Blechhaut,
was zwischen der unteren Kammer 46 und der Umgebung extern
davon eine Wärmesperre
bildet.
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Unter
Bezug nun auf 3A und 3B umfasst
die Palettenanordnung 16 auch eine Anordnung von Querträgern 48,
die vorne und hinten entlang der Bodenplatte 34 selektiv
positioniert und vorzugsweise repositioniert werden können. Zum
Beispiel sind die Querträger 48 gleitend
an einem Paar seitlich beabstandeter Seitenschienen 50 (wovon
in den Zeichnungen nur eine sichtbar ist) befestigt und daran in
starrer Weise anbringbar, was mittels (nicht gezeigter) T-Bolzen
mit Gewinde erfolgen kann. Jeder der einzelnen Querträger 48 ist
derart ausgelegt, dass er sich mit einem oder mehreren Stützelementen,
die hierin durch eine Anordnung von Streben 52 (im Stand
der Technik auch als „Fixierstifte” bezeichnet)
dargestellt sind, verbindet und diese stützt. Jeder Fixierstift 52 weist
eine selektiv verstellbare Höhe
auf (umfasst z. B. einen Tragarm, der bezüglich eines rohrförmigen Grundteils
zusammenschiebbar ist). Die einzelnen Streben 52 können abhängig von
dem gerade geprüften
jeweiligen Objekt 32 von gleicher oder unterschiedlicher
Größe und Abmessung
sein. Die Streben 52 sind mit einem komplementären Verbindungsstück 54 ausgelegt,
das von Art eines Brennkraftmaschinenlagers, eines abgeschrägten Kopfs
und dergleichen sein kann, die sich mit dem Objekt 32 verbinden
und es befestigen.
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Eine
in 2 allgemein bei 56 gezeigte Fluidaufbereitungsvorrichtung
ist an der oberen Fläche der
Bodenplatte 34 in der unteren Kammer 46 befestigt.
Die Fluidaufbereitungsvorrichtung 56 schließt an das
Prüfobjekt 32 (z.
B. mittels mehrerer Fluidleitungen und Sensoren, wobei keine/keiner
derselben eigens genannt wird) funktionell an. Die Fluidaufbereitungsvorrichtung 56 umfasst
einen Wärmetauscherkern
und ein Steuerventil, die bei 58 kollektiv gezeigt sind
und die mittels eines Prüfstands 60 an
der Palettenanordnung 16 befestigt sind. Ein Einrichtungskühlmittel-Krümmer 59 ist
mit dem Wärmetauscherkern
und dem Steuerventil 58 fluidverbunden. Der Kühlmittel-Krümmer 59 regelt
die Verteilung eines Einrichtungsfluids zu und von der Aufbereitungsvorrichtung 56.
Die Fluidaufbereitungsvorrichtung 56, die einen standardmäßigen Fahrzeugkühler simulieren
soll, dient zum selektiven Abändern
der Temperatur von Prüfobjektfluiden
während
Prüfvorgängen. Zum
Beispiel wird Wärme
von den Prüfobjektfluiden zu
einem Einrichtungskühlmittel übertragen,
das dann durch den Einrichtungskühlmittel-Krümmer 59 zurück zu einer
(nicht gezeigten) mittigen Kühlanlage in
der Prüfzelle 12 umgewälzt wird.
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Ein
Geräteschrank 62 ist
ebenfalls an der beweglichen Palettenanordnung 16 angebracht.
In der Ausführungsform
von 2 ist der Geräteschrank 62 mittels
eines Geräterahmens 64 an
der hinteren Seitenwand 44 der Bodenplatte 34 befestigt.
Der Geräterahmen 64 umfasst
ein Rahmenwerk von miteinander verbundenen Metallstangen 63,
die an ein Paar seitlich beabstandeter Bodenplatten 65 angeschweißt sind.
Die Bodenplatten 65 sind an die Rückseite der hinteren Seitenwand 44 außerhalb
der unteren Kammer 46 der Palettenanordnung 16 angeschraubt.
Der Geräteschrank 62 beherbergt
die elektrischen Geräte,
die Signale von (nicht gezeigten), an Prüfobjekten montierten Sensoren
aufnehmen und diese Signale in digitale Parameter umwandeln, die von
einem Prüfautomatisierungssystem
(TAS, kurz vom Engl. Test Automation System) für Daten- und Steuerungsberechnungen
verarbeitet werden. Diese Messungen sind im Allgemeinen prüfspezifisch
und können
zum Beispiel Drücke,
Temperaturen, Durchflüsse,
Drehzahlen und Drehmomentwerte umfassen. Ein Druckwandlergehäuse 66,
das Druckmessgeräte
beherbergt, ist an einer seitlichen Stange 63 des Geräterahmens 64 (z.
B. mittels Schrauben) befestigt. Schließlich ist ein Gleichstromverteilerkasten 68 an
der oberen Fläche
der Bodenplatte 34 in der unteren Kammer 46 befestigt.
Der Gleichstromverteilerkasten 68, der derart ausgelegt
ist, dass er das elektrische Verteilsystem des Kraftfahrzeugs simuliert,
dient zum Einspeisen von Gleichstrom zu dem Prüfobjekt 32.
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In
der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform
umfasst jede der Seitenwände 41–44 ein
oder mehrere Mediendurchbrüche.
Jeder Mediendurchbruch ist derart ausgelegt, dass er der unteren
Kammer 46 eine thermisch belastbare Zugangsöffnung bietet – d. h.
einen Durchlass zwischen dem Inneren der Palettenanordnung 16 und
den Prüfgeräten extern
davon erzeugt. Zum Beispiel umfasst die hintere Seitenwand 44 zwei
Mediendurchbrüche 70.
Jeder dieser beispielhaften Mediendurchbrüche 70 umfasst ein
Paar gegenüberliegender,
im Wesentlichen identischer hohler Metallnaben 71 (wobei
in 2 zwei der vier sichtbar sind), die jeweils an
der Innen- und Außenfläche der
hinteren Seitenwand 44 in ausgerichteter, einander gegenüberliegender
Beziehung angeschraubt sind, um einen kreisförmigen Kanal 73 zu
bilden, der sich durch die Seitenwand 44 erstreckt. Der
Hals jeder einzelnen Nabe 71 ist mit Gewinde versehen,
um sich mit einem komplementären
Gewindeende von (nicht gezeigten) Abgaskanälen, die zum Abführen von
Abgasen aus dem Prüfobjekt 32 ausgelegt
sind, zu verbinden und an diesem angeschraubt zu werden.
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Die
vordere Seitenwand 43 umfasst ein Paar von Mediendurchbrüchen (wovon
einer in 2 bei 72 verdeckt gezeigt
ist), die ähnlich
zu den vorstehend beschriebenen Mediendurchbrüchen 70 ausgelegt
sind. D. h. der Mediendurchbruch 72 umfasst ein Paar gegenüberliegender,
im Wesentlichen identischer Naben 75, die jeweils an der
Innen- und Außenfläche der
vorderen Seitenwand 43 in ausgerichteter, einander gegenüberliegender
Beziehung angeschraubt sind, um einen kreisförmigen Kanal 77 zu bilden,
der sich durch die Seitenwand 44 erstreckt. Der Gewindehals
der Nabe 75 ist derart ausgelegt, dass er mit einem (nicht
gezeigten) komplementären Baum
für Gerätekabel,
Kraftstoffleitungen, Getriebeschaltseilen, Stromkabeln etc., die
durch die Seitenwand 43 in die untere Kammer 46 geleitet
werden müssen,
in Eingriff steht und mit diesem verschraubt ist.
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Mit
weiterem Bezug auf 2 umfassen die erste und zweite
laterale Seitenwand 41, 42 auch einen Wellendurchbruch 76 (wovon
einer in 2 sichtbar ist), der sich dadurch
erstreckt. Dieser bestimmte repräsentative
Wellendurchbruch 76 besteht aus einer einzelnen, einstückigen,
hutartigen Metallnabe 81, die mit der Seitenwand 41 verpresst
oder anderweitig daran befestigt ist oder haftet. Der Wellendurchbruch 76 legt
einen im Allgemeinen quadratischen Kanal 79 fest, der zum
Beispiel so geformt und bemessen ist, dass er eine (nicht gezeigte)
jeweilige Halbwelle durch die Seitenwand 41 treten lässt, um
einen Leistungsprüfstand 15 (1)
mit dem Prüfobjekt 32 (z.
B. mit der Getriebe/Differentialeinheit in einer Antriebsstrangkonfiguration
mit Vorderradantrieb) funktionell zu verbinden.
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Es
ist mindestens ein Wellendurchbruch 78 vorhanden, der sich
durch die hintere Seitenwand 44 der beweglichen Palettenanordnung 16 erstreckt. Der
Wellendurchbruch 78 sieht ein Wellenverbindungsstück zwischen
der Palettenanordnung 16 und einer Prüfvorrichtung, beispielsweise
dem Leistungsprüfstand 15 von 1,
extern dazu vor. In der in 2 dargestellten
beispielhaften Konfiguration umfasst der Wellendurchbruch 78 ein
Paar von im Wesentlichen identischen, halbkreisförmigen 81 Platten, die
(z. B. mittels Bolzen) an einer vorderen Verlängerung 83 angebracht
sind, die wiederum fest an der Außenfläche der hinteren Seitenwand 44 angebracht ist.
Die halbkreisförmigen
Platten sind so ausgerichtet, dass sie ein kreisförmiges Loch 85 zum
Aufnehmen einer Antriebswelle 87 (3A) oder
eines anderen Wellenverbindungsstücks erzeugen.
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Die
Prüfzelle 12 wird
im Allgemeinen eine Aufnahmestation umfassen, die in 1 im
Allgemeinen durch Bezugszeichen 17 bezeichnet ist. Die Aufnahmestation 17 ist
derart ausgelegt, dass sie während
des Voreinwirkens und/oder Prüfens
mit der beweglichen Palettenanordnung 16 in Eingriff steht, diese
aufnimmt und sichert. In der hierin dargestellten repräsentativen
Ausführungsform
besteht die Aufnahmestation 17 im Wesentlichen aus einer
Bettplatte 19 mit einer (nicht sichtbaren) Andockstation an
einem Ende derselben. Die Bodenplatte 34 umfasst einen
oder mehrere in Längsrichtung
längliche, im
Allgemeinen quadratförmige
Kanäle 80,
die derart ausgelegt sind, dass sie von einer jeweiligen Führungsschiene 21 aufgenommen
werden und mit dieser greifen. Die Führungskanäle 80 dienen durch
die Wechselwirkung mit den Führungsschienen 21 dazu, die
bewegliche Anordnung der Palette 16 im Verhältnis zur
biegsamen Abdeckung 14 für anschließendes Anbringen daran zu fixieren
und auszurichten. Ein Paar von in Längsrichtung länglichen,
seitlich versetzten, im Allgemeinen quadratförmigen Gabelstaplerschlitzen 82 ist
in die Bodenplatte 34 der Palettenanordnung 16 eingebaut.
Die Gabelstaplerschlitze 82 werden zum Beispiel verwendet,
wenn die Luftlager der Palette 16 ausgefallen sind oder
wenn die Palette 16 zu einer Stelle bewegt werden muss,
die keine Druckluft verfügbar
hat, um die Luftlager zu speisen.
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Erfindungsgemäß ist die
biegsame Abdeckung 14 derart ausgelegt, dass sie von einer
ersten offenen Position (in 3A gezeigt),
in der die Stoffhülle 18 sich
in einem angehobenen, im Allgemeinen gefalteten und komprimierten
Zustand befindet, zu einer geschlossenen Position (wie in 3B ersichtlich),
in der die Abdeckung 18 sich in einem ausgezogenen, abgesenkten
und im Allgemeinen nicht gefalteten Zustand befindet, wechselt.
In der in 3A und 3B veranschaulichten
repräsentativen
Ausführungsform
nutzt das Schutzgehäuse 10 ein
oben liegendes Seilsystem, das im Allgemeinen bei 84 gezeigt
ist, um die biegsame Abdeckung 14 selektiv von der angehobenen
Position zu der abgesenkten Position, von der abgesenkten Position
zu der angehobenen Position und irgendwo dazwischen umzupositionieren.
Das oben liegende Seilsystem 84 umfasst idealerweise vier
identische Rollen 86, wovon in 3A und 3B nur
zwei sichtbar sind. Jede Rolle 86 umfasst eine Umlenkrolle,
die an der biegesteifen Gehäusedecke 20 durch
einen Block drehbar befestigt ist, der von einer der vier Ecken
derselben horizontal nach außen
ragt. Eine entsprechende Anzahl einziehbarer Seile 88 ist
an einem Ende der biegsamen Abdeckung 14 befestigt – z. B.
an dem unteren Teil der Hülle 18.
Jedes Seil 88 ist entlang einer Eckkante der Hülle 18 durch
mehrere Führungsschlaufen 90 ge führt und
mit einer jeweiligen Rolle 86 verbunden. Das Zurückziehen
jedes Seils 88, sei es durch mechanische Aktivierung (z.
B. Kurbel- oder Zugschnur) oder elektromechanische Mittel (z. B.
ein Elektromotor), hebt die Hülle 18 an,
wogegen ein Ausgeben der Seile 88 dazu dient, die Hülle 18 abzusenken.
Es sollte mühelos
erkennbar sein, dass andere Mittel zum Anheben und Absenken der
biegsamen Abdeckung 14, z. B. pneumatische, hydraulische,
elektromechanische oder andere mechanische Vorrichtungen oder Systeme,
eingesetzt werden können,
ohne vom Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
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In
der angehobenen Position ermöglicht
die biegsame Abdeckung 14 Zugriff auf das Prüfobjekt 32 und
andere Komponenten in der unteren Kammer 46. Ferner ermöglicht das
Anheben der biegsamen Abdeckung 46, dass der obere Teil
des Gehäuses 10 aus
dem Weg verstaut wird, so dass Prüfen, das keine Klimatisierung
erfordert, in der Prüfzelle 12 ungehindert
durchgeführt
werden kann. In der geschlossenen Position ist die biegsame Abdeckung 14 dagegen
an jeweiligen oberen Abschnitten der Seitenwände 41–44 anbringbar.
Als Beispiel und nicht als Einschränkung umfasst die biegsame
Abdeckung 14 einen komplementären Rahmen 92, der
an dem unteren Ende der Hülle 18 funktionell
angebracht ist. Der komplementäre
Rahmen 92 umfasst Anbringungsmittel, beispielsweise (nicht
gezeigte) Adapter und Klemmen, die mit einer oder mehreren der Seitenwände 41–44 greifen
und an diese anschließen
und dadurch die biegsame Abdeckung 14 fest an der Palettenanordnung 16 anbringen.
Die Abdeckung 14 wirkt in der geschlossenen Position (3B)
bei Anbringen an der Palettenanordnung 16 mit dieser so zusammen,
dass sie einen umschlossenen und im Wesentlichen thermisch isolierten
Raum um das Prüfobjekt
ausbildet. D. h. die biegsame Abdeckung 14 des Gehäuses 10 verbindet
sich in der abgesenkten Position mit der Palettenanordnung 16 des
Gehäuses 10,
um ein komplettes Schutzgehäuse
zu bilden.
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Die
biegsame Abdeckung 18 umfasst eine Anordnung von zusammenlegbaren
länglichen
Luftleitungen, wovon in 3A und 3B zwei
veranschaulicht und bei 94 gezeigt sind. Die Luftleitungen 94 sind
mit einer Innenfläche
der Hülle 18 in
einer im Allgemeinen vertikalen Ausrichtung integriert (d. h. daran
angebracht oder damit ausgebildet). Die Luftleitungen 94 erzeugen
eine Fluidleitung zwischen einer oben liegenden Zuluftleitung 96 und
der Palettenanordnung 16, was die Zuluftleitung mit der
unteren Kammer 46 direkt fluidverbindet. Die Anordnung
zusammenlegbarer Luftleitungen 94 ist vorzugsweise aus
dem gleichen isolierten Stoffmaterial wie die Hülle 18 hergestellt,
so dass die zusammenlegbaren Luftleitungen 94 mit der biegsamen
Abdeckung 14 zu und von der offenen und geschlossenen Position wechseln,
wobei sie sich mit der Hülle 18 falten
und ausziehen. Die Nichtumgebungsluft, die durch die zusammenlegbaren
Luftleitungen 94 in die untere Kammer 46 eingespeist
wird, wird dann durch das Gehäuse 10 nach
oben und durch eine Leitungsöffnung 98,
die in der Decke 20 ausgebildet ist, hinaus zu einer oben
liegenden Abluftleitung 100 zurückgeleitet.
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In
bevorzugter Umsetzung kann das hierin beschriebene Schutzgehäuse 10 mit
einem Innenraum-Temperaturbereich von etwa 45 Grad Celsius (°C) bis 80°C arbeiten
und kann eine Luftauslasstemperatur von 5°C aufrechterhalten, während es
80.000 BTU/Stunde Konvektionswärmeenergie
aus dem Gehäuse
abführt.
Die (nicht gezeigte) Luftaufbereitungsvorrichtung ist so bemessen,
dass sie 1.600 Standardkubikfuß pro
Minute (scfm) von Umgebung bis –43°C liefert.
Ferner sind der obere und untere Gehäuseteil derart ausgestaltet,
dass sie der abgestrahlten Wärme,
Fluiden und anderen Risiken von verschiedenen Prüfobjektkonfigurationen standhalten.
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Das
Schutzgehäuse 10 ist
auch derart ausgestaltet, dass es den Temperaturanstieg/-abfall
des Prüfobjekts 32 während Transport
desselben beschränkt,
so dass der Prüfgegenstand
binnen 30 Minuten wieder stabilisiert werden kann (dass z. B. alle Hauttemperaturen
und Fluidtemperaturen bis auf 2°C auf
die Einwirktemperatur zurückgeführt werden). Zum
Beispiel umfasst das in 3A und 3B dargestellte
Schutzgehäuse 10 eine
thermisch isolierte Objektplane 102 (3A),
die so bemessen und geformt ist, dass sie das Prüfobjekt 32 bedeckt.
Diesbezüglich
bedeckt eine thermisch isolierte Bodenplane 104 (3B)
vorzugsweise die gesamte obere Fläche der Bodenplatte 34.
Die isolierten Planen 102, 104 erzeugen Wärmebarrieren,
die die Dissipation/Übertragung
von Wärmeenergie
zu und von der Umgebungsatmosphäre
verringern.
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Einer
der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung ist, dass Prüfen von
mit Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen in dieser Art von
Gehäuse ohne
die Notwendigkeit einer spezialisierten Umgebungsprüfzelle oder
eines biegesteifen Schutzgehäuses
ausgeführt
werden kann. Spezialisierte Umgebungsprüfzellen des Stands der Technik
sind in der Konstruktion und im Betrieb sehr teuer, während diese
Erfindung im Vergleich relativ kostengünstig ist. Ferner sind biegesteife
Schutzgehäuse
groß und
lassen sich nicht leicht an tragbare Prüfpalettensysteme anpassen,
was in vielen Fällen
ausschlaggebend ist, um beim Ausführen von Umgebungsprüfungen von Brennkraftmaschinen
und Antriebssträngen
die zusätzliche
Effizienz zu verwirklichen, die mit der Verwendung eines Palettensystems
verbunden ist. Die vorliegende Ausgestaltung ermöglicht auch Prüfarbeitsflussprozesse,
die ein Offline-Temperatureinwirken auf das Prüfobjekt erfordern. Die zu prüfenden Erzeugnisse
können
dann für
ein kurzes erneutes Einwirken und die tatsächliche Prüfung in die Prüfzelle bewegt
werden. Biegesteife Gehäuse
sind nicht ausreichend an diesen Arbeitsflussprozess anpassbar.
Ferner erfordern biegesteife Gehäuse
des Stands der Technik häufig
spezielle Zutrittsvorsichtsmaßnahmen,
da sie als enge Räume
gelten. Schließlich
kann die hierin vorstehend beschriebene Palettenanordnungskonfiguration
Rohre, die bei erhöhten Temperaturen
eingesetzt werden, und Wellen, die bei sehr hohen Drehzahlen drehen,
aufnehmen. Diese Vorteile werden bei einem Schutzgehäuse, das
vollständig
aus Gewebe hergestellt ist, im Allgemeinen nicht verwirklicht.
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Während die
besten Methoden zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung eingehend beschrieben wurden, wird der
Fachmann, an den sich diese Erfindung richtet, verschiedene alternative
Auslegungen und Ausführungsformen
zum Umsetzen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.