DE102011114610A1

DE102011114610A1 - Getriebeprüfstand

Info

Publication number: DE102011114610A1
Application number: DE201110114610
Authority: DE
Inventors: Dieter Apold; Michael Jansen; Marc von Papen
Original assignee: GIF Gesellschaft fuer Industrieforschung mbH
Current assignee: Apold Engineering De GmbH
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2011-12-22

Abstract

Um einen Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte einerseits sehr schwingungsstabil und andererseits an verschiedene Getriebe leicht anpassbar auszuführen, wobei mittels der einfachen Anpassbarkeit an verschiedene Getriebe die Rüstzeiten und mithin die Kosten des Getriebeprüfstandes minimiert werden sollen, wird vorgeschlagen, den Motorträger und die Getriebeaufspannplatte mittels wenigstens einer gemeinsamen Führung an einem Gestell des Getriebeprüfstandes zu führen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte.
Aus dem Stand der Technik und aus der gängigen Praxis in der Getriebeentwicklung sind Getriebeprüfstände bekannt, wobei zumeist die zu prüfenden Getriebe in Verbindung mit einem antreibenden Motor fest auf einem starren Gestell angeordnet und mit einem weiteren Antriebsstrang abtriebsseitig des Getriebes wirkverbunden sind. Die zu prüfenden Getriebe sind hierbei in der Regel Getriebe für Kraftfahrzeuganwendungen in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor, wobei dem Getriebe die Aufgabe zufällt, das Drehmoment sowie die Drehzahl des entsprechenden Verbrennungsmotors an die Fahrzustände des Kraftfahrzeuges anzupassen und sogleich das Drehmoment über den angebundenen Antriebsstrang an die Räder des Kraftfahrzeuges weiterzuleiten.
Der zu erzielenden Lebensdauer des zu prüfenden Getriebes auf dem Getriebeprüfstand liegt entsprechend eine vorgegebene Lebensdauer des jeweiligen Kraftfahrzeugs zugrunde, so dass ein Prüfzyklus für ein derartiges Getriebe einige hundert bis wenige tausend Stunden, je nach gewünschtem Prüfzyklus, betragen kann. Somit werden die Prüfstandsaufbauten für ein zu prüfendes Getriebe, ob in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor oder mit einem Elektromotor, für jeden Prüfling individuell angefertigt. Es wird auf diese Art und Weise eine relativ steife Konstruktion des Prüfstandes angestrebt, wodurch die Beeinflussung der Messergebnisse auf Grund von Schwingungen am Prüfstandsaufbau möglichst gering gehalten werden sollen.
Nachteil derartiger individueller Prüfstandsaufbauten sind allerdings lange Rüst- und Aufbauzeiten für einen einzelnen Prüfzyklus. Die hierbei entstehenden Kosten schlagen sich auf die gesamten Versuchskosten nieder, wobei der Anteil der laufenden Prüfstandkosten mit kleiner werdender Prüfdauer sinkt und somit dann die Kosten für die Einrichtung eines Prüfstandes dominieren.
Auch sind höhenverstellbare Getriebeprüfstände aus dem Stande der Technik hinlänglich bekannt, welche eine gewisse Flexibilität des Prüfstandes in Bezug auf verschiede Prüflinge anstreben und bei welchen ein Motorträger zur Aufnahme eines antreibenden Elektromotors vertikal an diesem Prüfstand angeordnet ist. Eine Getriebeaufspannplatte zum Befestigen des zu prüfenden Getriebes ist hierbei an einer vertikalen Kante des vertikal ausgerichteten Motorträgers montiert. Nachteilig an diesen Konstruktionen ist die mangelnde Steifigkeit des Getriebeprüfstandes, wodurch Schwingungen nicht in einem genügenden Maße abgedämpft beziehungsweise unterbunden werden können, so dass die am Prüfstand mittels Körperschallsensoren ermittelten Messergebnisse durch unerwünschte Schwingungen verfälscht werden können.
Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Getriebeprüfstand bereitzustellen, der einerseits sehr schwingungsstabil und andererseits an verschiedene Getriebe leicht anpassbar ist, wobei mittels der einfachen Anpassbarkeit an verschiedene Getriebe die Rüstzeiten und mithin die Kosten des Getriebeprüfstandes minimiert werden sollen.
Als Lösung wird ein Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte vorgeschlagen, welcher sich dadurch auszeichnet, dass der Motorträger und die Getriebeaufspannplatte mittels wenigstens einer gemeinsamen Führung an einem Gestell des Getriebeprüfstandes geführt sind.
Die Verwendung einer gemeinsamen Führung für einen Motorträger, auf welchem der antreibende Motor sitzt, und der Getriebeaufspannplatte, auf welcher der Prüfling sitzt, gewährleistet eine betriebssichere und schnelle Anpassung der unterschiedlichen Prüflinge bzw. zu prüfenden Getriebe an die Gegebenheiten des Prüfstandes. Die Besonderheiten der zu prüfenden Getriebe, welche vorzugsweise als Deaxialgetriebe gebaut werden, liegen darin, dass je nach Einbausituation in dem entsprechenden Kraftfahrzeug die parallel zur Antriebswelle des Getriebes verlaufenden Abtriebswellen einen unterschiedlichen Höhenversatz und einen unterschiedlichen vertikalen Versatz zur Antriebswelle aufweisen. Somit lassen sich die Abtriebswellen des Getriebes unabhängig von der Höhe der Antriebswelle des Getriebes zeitsparend und betriebssicher auf die am Abtrieb des Getriebes bei einem Getriebeprüfstand verwendeten Bremsen einstellen. Diese Bremsen sind zumeist sehr große Elektromotoren, welche an einem Getriebeprüfstand vorzugsweise stationär installiert werden, so dass ein Versetzen oder Umbauen dieser zum Abtrieb verwendeten Elektromotoren wegen der nun zur Verfügung stehenden Variabilitäten an dem Getriebeprüfstand nicht mehr notwendig ist.
Weiterhin bietet eine gemeinsame Führung an dem Getriebeprüfstand für den Motorträger und für die Getriebeaufspannplatte eine besonders stabile und steife Anbindung des Motorträgers und der Getriebeaufspannplatte an das Gestell des Getriebeprüfstandes, wobei durchaus die gleiche Steifigkeit an dem Getriebeprüfstand erreicht werden kann wie an einem Getriebeprüfstand nach dem Stand der Technik ohne Höhenverstellung.
Vorteilhaft weist die Führung des Getriebeprüfstandes ferner einerseits wenigstens eine Motorträgerführung und andererseits wenigstens eine Getriebeaufspannplattenführung auf. Diese Aufteilung der Führung in mehrere Teilführungen eröffnet die Möglichkeit, die jeweiligen variabel einstellbaren Elemente des Prüfstandes, also den Motorträger und die Getriebeaufspannplatte, besonders stabil und steif am Gestell des Getriebeprüfstandes einzuspannen, da jede dieser Baugruppen entsprechend an ihrer Führung eingespannt werden kann, was insbesondere längere freistehende Arme oder sonstige Vorstände vermeiden kann, die zu unerwünschten Schwingungen führen. Die Unterteilung der Führung in mehrere Teilführungen ist somit gleichermaßen für Getriebeprüfstände vorteilhaft unabhängig davon, ob ein Motorträger und eine Getriebeaufspannplatte gemeinsam oder einzeln voneinander geführt, montiert, ausgetauscht oder verspannt werden bzw. werden können.
Der Vorteil einer besonders einfachen Handhabe und einer weiter erhöhten Stabilität sowie Steifigkeit wird darüber hinaus auch dadurch erreicht, dass der Motorträger und die Getriebeaufspannplatte unlösbar miteinander verbunden sind. Somit können die beiden Baugruppen – Motorträger und Getriebeaufspannplatte – durch die Führung besser stabilisiert sowie versteift werden, um Eigenschwingungen zu minimieren. Dieses gilt insbesondere für etwaige Schwingungen des Motorträgers und der Getriebeaufspannplatte untereinander, aber auch für die Gesamtanordnung, die in den Führungen, insbesondere auch wegen der entsprechend erhöhten Gesamtführungslänge, dann wesentlich intensiver fest verspannt werden kann. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Motorträger und die Getriebeaufspannplatte miteinander verschweißt sind, wodurch eine besonders starre Verbindung zwischen dem Motorträger und der Getriebeaufspannplatte realisiert wird. Ebenso können auch eine Lotverbindung oder eine ähnliche nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung vorgesehen sein.
Alternativ zu einer unlösbaren Verbindung zwischen Motorträger und Getriebeaufspannplatte ist es auch möglich, dass der Motorträger und die Getriebeaufspannplatte lösbar miteinander verbunden sind, wodurch zur besonders einfachen Handhabe und der hohen Stabilität des Prüfstandes zusätzlich der Vorteil hinzukommt, einzelne Bauteile einfach unabhängig voneinander austauschen zu können. Dieser Vorteil kommt insbesondere zum Tragen, wenn an einem Prüfstand verschiedene Getriebetypen und nicht Getriebe gleicher Bauart verwendet werden sollen. Es versteht sich, dass darauf Wert gelegt werden sollte, die lösbar Verbindung ausreichend fest auszubilden, um Schwingungen auf ein Minimum zu reduzieren, was insofern, in Abweichung zu einer unlösbaren Verbindung, einen erhöhten Montage und Kontrollaufwand bedingt.
Bei einer Ausführungsform mit einer lösbaren Verbindung zwischen Motorträger und Getriebeaufspannplatte können insbesondere der Motorträger und die Getriebeaufspannplatte miteinander verschraubt sein.
Um Eigenschwingungen am Getriebeprüfstand noch effektiver zu minimieren, kann der Motorträger im Gegensatz zu bekannten höhenverstellbaren Getriebeprüfständen horizontal am Getriebeprüfstand angeordnet sein. Hierdurch werden die auf den Motorträger wirkenden Kippmomente reduziert, da eine horizontal beidseitige Einspannung des Motorträgers am Getriebeprüfstand ermöglicht wird. Diese horizontal beidseitig ausgeführte Einspannung verringert die freien Hebellängen, welche auf den Motorträger wirken. So erzeugt beispielsweise ein an einem vertikal angebrachten Motorträger montierter Elektromotor über seinen vom Motorträger beabstandeten Schwerpunkt ein Drehmoment, das zuvor erwähnte Kippmoment, auf den Motorträger, welches sich nachteilig auf das Schwingungsverhalten des gesamten Prüfstandes auswirkt. Eine horizontal beidseitige, also in horizontaler Ebene rechts und links der Motorachse, vorgesehene Montage des Motorträgers schließt diese Quelle für unerwünschte Schwingungen in ausreichendem Maße aus. Es wirken, aus statischer Sicht gesehen, folglich fast ausschließlich Kräfte auf den Motorträger und weniger Drehmomente. Eine derartige Ausgestaltung ist auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung bei einem höhenverstellbaren Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte dementsprechend vorteilhaft.
Auch kann die Führung beidseits einer durch eine Getriebeantriebswelle eines an der Getriebeaufspannplatte vorgesehenen Getriebes definierten vertikalen Ebene und/oder beidseits einer durch eine Motorabtriebswelle eines an dem Motorträger vorgesehenen Motors definierten vertikalen Ebene angeordnet sein. Eine beidseits angeordnete Führung ist in diesem Zusammenhang derart zu verstehen, dass in einer horizontalen Ebene Teilführungen der Führung bzw. Anschlusspunkte der Getriebeaufspannplatte oder des Motorträgers an dem Getriebeprüfstand rechtsseitig und linksseitig entlang einer Rotationsachse der Getriebeantriebswelle oder der Motorabtriebswelle angeordnet sind. Es ist sofort ersichtlich, dass durch diese Bauweise ein Auskragen von Baugruppen, wie obenstehend erläutert, und somit die Eigenschwingungen am Getriebeprüfstand minimiert werden.
Weiterhin ist es für eine gute und einfache Stabilisierung der Führung vorteilhaft, wenn die Führung zumindest für die Getriebeaufspannplatte und/oder den Motorträger wenigstens ein Feststellelement aufweist. Ein derartiges Feststellelement ermöglicht somit eine sowohl ausreichend starre als auch lösbare Anbindung der Getriebeaufspannplatte und/oder des Motorträgers an ein Gestell des Getriebeprüfstandes. Insbesondere ist es für eine gute Stabilisierung von Vorteil, wenn das Feststellelement der besagten Führung ein Verspannelement, wie etwa eine Verschraubung oder eine Klemmvorrichtung, wie beispielsweise eine Keilanordnung, ist.
Für eine darüber hinaus gehende Stabilisierung oder Versteifung des Getriebeprüfstandes ist es weiterhin von Vorteil, wenn ein die Getriebeaufspannplattenführung tragender Getriebeträger des Gestells mittels eines Seitenträgers mit einem Gestellrahmen des Gestells und/oder mit einem Gestellfuß des Gestells wirkverbunden ist. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Getriebeträger denjenigen Teil des Gestells, welcher vertikal angeordnet ist und die Getriebeaufspannplatte führt und trägt. Dieses kann einerseits unmittelbar geschehen, indem der Getriebeträger die Getriebeaufspannplattenführung bildet, was beispielsweise durch eine Fläche oder mehrere Flächen des Trägers, beispielsweise durch die beiden Schenkel eines U-Trägers, geschehen kann. Andererseits kann dieses mittelbar geschehen, indem an diesem Getriebeträger entsprechende Führungsschienen oder Leitschienen oder ähnliches angebracht sind. Der vertikal angeordnete Getriebeträger des Gestells kann somit mittels des als Verstrebung ausgeführten Seitenträgers gegenüber dem horizontal angeordneten Gestellrahmen oder Gestellfuß versteift werden.
Der zur Versteifung verwendete Seitenträger kann weiterhin besonders vorteilhaft ausgeführt werden, wenn eine Längsachse des Seitenträgers einen Winkel größer als 30° mit dem Getriebeträger und/oder einen Winkel größer als 30° mit dem Gestellfuß einschließt, Erstere Anordnung des Seitenträgers ermöglicht somit eine besonders hohe horizontale Versteifung des Getriebeträgers, während zweitere Anordnung des Seitenträgers eine vertikale Stabilisierung realisiert.
Insbesondere wenn die Längsachse des Seitenträgers einen Winkel größer als 30° mit dem Getriebeträger und einen Winkel größer als 30° mit dem Gestellfuß einschließt, kann auf baulich einfache Weise eine maximale Versteifung realisiert werden. Es wird nach einer solchen Ausführungsform somit ein sowohl steifer als auch kompakter Getriebeprüfstand bereitgestellt.
In diesem Zusammenhang bezeichnet die „Längsachse” des Seitenträgers diejenige Achse, in welcher im Sinne der statischen Mechanik die auf den Seitenträger wirkenden Kräfte abgeleitet werden, sofern der Seitenträger als Stab angesehen wird. Diese Betrachtung ist nicht zu verwechseln mit den realen Eigenschaften des Seitenträgers, welcher insbesondere als Balken ausgeführt und vorzugsweise mittels Schweißen angebunden sein kann.
Um die Eingangs stehende Aufgabe zu lösen, zeichnet sich ein Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte alternativ bzw. kumulativ zu den vorstehend genannten Merkmalen dadurch aus, dass der Motorträger an einem Gestell geführt ist und der Gestellrahmen eine Lagerbefestigung für ein Lager einer Seitenabtriebswelle des Getriebes aufweist. Diese Ausführungen ermöglicht eine platzsparende Anordnung am Getriebeprüfstand, um dort ein Lager einer Seitenabtriebswelle entsprechend der Einbausituation im Kraftfahrzeug positionieren zu können, da hierdurch auf baulich einfache Weise ein Lagerpunkt bereitgestellt wird, der beispielsweise mit einer sich anschließenden Bremse oder einer anderen weiteren Baugruppe fluchtet, so dass Einstellarbeiten zum Positionieren dieser Bremse oder dieser Baugruppe entfallen können. Gleichwohl bleibt der Motorträger gegenüber dem Gestell, und mithin auch gegenüber der Lagerbefestigung verlagerbar, so dass auf baulich einfache Weise ein Umrüsten realisiert werden kann.
Die flexible Ausgestaltung des Getriebeprüfstandes erfordert ferner eine einfache Anpassbarkeit an verschiedene Baulängen von Antriebswellen der jeweiligen Fahrzeughersteller, welche aus verschiedenen Fahrzeugbreiten, Spurbreiten oder Einbaulagen der Getriebe resultieren. Daher kann an einem Getriebeprüfstand vorteilhaft die Lagerbefestigung für die Seitenabtriebswelle auf einem horizontal verlagerbaren Schlitten an dem Gestell vorgesehen sein. Hierbei ist es insbesondere Vorteilhaft eine Lagerbefestigung auf einem Schlitten vorzusehen, wenn die vertikale Baulänge einer Seitenabtriebswelle sich auf Grund einer Höhenverstellung des Getriebes relativ zur Lagerbefestigung verringert. Auch kann auf eine Längenänderung der Abtriebswellen aus dem Getriebe heraus, beispielsweise für abweichende Spurweiten, ohne Weiteres über einen derartigen Schlitten anpassend eingegangen werden.
Auch kann sich, um die Eingangs stehende Aufgabe zu lösen, alternativ bzw. kumulativ zu den vorstehend genannten Merkmalen ein Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte dadurch auszeichnen, dass der Motorträger an einem Gestell geführt ist und der Motorträger eine Lagerbefestigung für ein Lager einer Nebenabtriebswelle des Getriebes aufweist. Hierdurch kann betriebssicher einen Lagerpunkt bereitgestellt werden, der mit dem Motor in der Höhe verlagerbar ist, um auf diese Weise etwaige Baugruppen, die in Relation zu dem Motor eine fixe Einbauposition aufweisen, wie beispielsweise irgendwelche Nebenaggregate, schnell und betriebssicher montieren und ggf. gemeinsam mit dem Motor in der Höhe verstellen zu können.
Eine „Seitenabtriebswelle” bezeichnet hierbei eine der beiden quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges bzw. parallel zur Motorantriebswelle verlaufenden Getriebeabtriebswellen, insbesondere der an dem Motor entlanglaufenden Getriebeabtriebswelle. Insofern bezeichnet die „Seitenabtriebswelle” gleichermaßen die Getriebeabtriebswellen sowie eine möglicherweise verwendete Zwischenwelle. Eine „Nebenabtriebswelle” des Getriebes bezeichnet ferner in diesem Zusammenhang eine möglicherweise vorhandene Abtriebswelle zum Antrieb einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, sofern ein Allradantrieb in dem entsprechenden Fahrzeug mit Quereinbau des Antriebes vorgesehen ist. hierbei versteht es sich, dass diese typischen Anwendungsproblematiken für Getriebeprüfstände nicht dazu führen, dass die entsprechenden Lagerbefestigungen nicht auch für andere Zwecke genutzt werden können bzw. werden. In diesem Zusammenhang ist lediglich wesentlich, dass die jeweilige Lagerbefestigung entweder gemeinsam oder unabhängig von dem Motorträger vorgesehen ist, um entsprechende Flexibilität mit ausreichender Geschwindigkeit beim Umrüsten kombinieren zu können.
Es versteht sich, dass die vorstehend erläuterten Merkmale bzgl. der Lagerbefestigung und der Führung des Motorträgers auch unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung vorteilhaft sind.
Ferner kann der Motorträger eine Hebevorrichtung aufweisen, wodurch zur Wahrung einer möglichst hohen Flexibilität des Getriebeprüfstandes der Motorträger in seiner Höhe verstellbar im Gestell des Getriebeprüfstandes angeordnet ist. Die Hebevorrichtung kann zu diesem Zwecke beispielsweise aus mehreren Stempeln, etwa hydraulischen oder aber auch mechanischen Stempeln, bestehen. Die an dem Getriebeprüfstand vorgesehene vertikale Führung, welche bereits die in horizontaler Richtung auftretenden Kräfte aufzunehmen vermag, ermöglicht bevorzugt eine Anordnung aus zwei in Längsrichtung zum Prüfstand angeordneten Stempeln. Die Verwendung von wenigstens drei Stempeln, wegen der statischen Bestimmtheit, ist somit nicht notwendigerweise erforderlich und ermöglicht einen einfacheren und kastengünstigeren Aufbau des Getriebeprüfstandes. Insbesondere lässt sich durch eine derartige Hebevorrichtung ggf. auch die Getriebeaufspannplatte gemeinsam mit dem Motorträger in ihrer Höhe verlagern oder verändern, so dass dementsprechend Umrüstarbeiten erleichtert werden. So können insbesondere bei lösbar verbundenen Getriebeaufspannplatte und Motorträger zunächst diese gemeinsam verlagert werden, bis die Getriebeaufspannplatte richtig positioniert ist, um anschließend Getriebeaufspannplatte und Motorträger zu trennen, den Motorträger einzeln richtig zu positionieren und dann Getriebeaufspannplatte und Motorträger wieder zu verbinden.
Zur weiteren Vermeidung von Eigenschwingungen und zur Schwingungsdämpfung oder aber auch zur Verwendung als Adapter für verschiedene Elektromotoren kann der Motorträger einen Motortrageblock aufweisen. In einer einfacheren Ausführungsform ist der Motorträger als Montageplatte ausgeführt und besteht lediglich aus einem ausreichend starken Stahlblech. Vorzugsweise weist der Motorträger sowohl einen Motortrageblock mit den vorstehend erläuterten Vorteilen als auch eine Montageplatte zum Anbringen weiterer Baugruppen auf. Es können hinsichtlich der Materialwahl insbesondere bei dem Motorträger statt Stahl auch andere Werkstoffe, insbesondere auch geeignete Kunststoffe, als Werkstoff eingesetzt werden. Möglich ist, wie sofort ersichtlich, auch eine Kombination aus Stahl und Kunststoff, wodurch sowohl Festigkeitskriterien als auch Dämpfungseigenschaften durch den Motorträger erfüllt werden können.
Alternativ bzw. kumulativ kann sich ein Getriebeprüfstand mit einem Motorträger und einer Getriebeaufspannplatte dadurch auszeichnen, dass der Motorträger bezüglich einer vertikalen Mittelebene des Getriebeprüfstands asymmetrisch ausgebildet ist, um die eingangs stehende Aufgabe zu lösen. Der besondere Vorteil einer derartigen Ausgestaltung ergibt sich durch die Bereitstellung weiteren Bauraumes seitlich des antreibenden Motors bzw. seitlich des Motorträgers für erforderliche Baugruppen, wie etwa zusätzliche Lagerbefestigungen. Somit können Antriebswellen auf der durch die Asymmetrie geschaffenen schmaleren Seite des Motors näher an diesem angeordnet werden, wodurch wiederum eine dem Fahrzeug entsprechende Einbausituation gewährleistet werden kann. Auch wird durch den zusätzlich geschaffenen Bauraum die Freigängigkeit eines möglicherweise auf der Getriebeabtriebswelle angeordneten Messvorrichtung, Tilgergewichtes oder Ausgleichsgelenkes vergrößert. Insgesamt kann somit der Getriebeprüfstand kompakter bauen, wodurch bei niedrigeren Kosten die Anfälligkeit gegen unerwünschte Schwingungen minimiert werden kann.
In diesem Zusammenhang sei betont, dass die Umsetzung des vorgenannten Gedankens ggf. schon bei einem Getriebeprüfstand ohne vorgesehenen Motor erkannt werden kann, wenn an dem Motorträger bereits Befestigungspunkte für einen Motor entsprechend asymmetrisch vorgesehen sind bzw. derart vorgesehen sind, dass eine asymmetrische Anordnung eines Motors unausweichlich ist.
Insbesondere gemeinsam mit den vorstehend beschriebenen Lagerbefestigungen zeigen sich die Vorteile eines asymmetrischen Motorträgers, da einerseits ausreichend Raum für nicht auf dem Motorträger angeordnete Baugruppen und anderseits ausreichend Raum für auf dem Motorträger angeordnete Baugruppen bei gleichzeitig minimiertem Gesamtbauraum verbleibt.
Es versteht sich, dass die vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umzusetzen.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Getriebeprüfstand in Seitenansicht;
2 den Getriebeprüfstand nach 1 in Aufsicht;
3 den Getriebeprüfstand nach den 1 und 2 in Frontansicht;
4 den Getriebeprüfstand nach 1 bis 3 in Frontansicht bei angehobenem Motorträger und angehobener Getriebeaufspannplatte in einer Mittellage;
5 den Getriebeprüfstand nach 1 bis 4 in Frontansicht bei angehobenem Motorträger und angehobener Getriebeaufspannplatte in einer Hochlage;
6 eine Detaildarstellung aus 3;
7 den Getriebeprüfstand nach den 1 bis 6 in Rückansicht; und
8 eine Detaildarstellung aus 7.
Der in den Figuren dargestellte Getriebeprüfstand 1 weist ein Gestell 2, einen Gestellrahmen 3, einen Gestellfuß 4 und einen Getriebeträger 5 auf. Ein Getriebe 13 ist bei vorliegendem Ausführungsbeispiel beispielhaft auf einer Getriebeaufspannplatte 10 des Getriebeprüfstands 1 montiert und weist eine Getriebeantriebswelle 15 sowie zwei Getriebeabtriebswellen 26 mit Abtriebsflanschen 28 (lediglich auf einer Seite beziffert) auf. Über die Getriebeantriebswelle 15 sowie über zwei Kupplungen 16 und einem Drehmomentmesssensor 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft ein Elektromotor 14 mit dem Getriebe 13 zum Antrieb dessen wirkverbunden. Hierbei erfolgt die Kraftübertragung über eine Motorabtriebswelle 18 des Elektromotors 14 auf die Getriebewelle 15, welche vorzugsweise sowohl horizontal als auch vertikal mit der Motorabtriebswelle 18 fluchtet, wie es in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges angestrebt ist.
Die dargestellte Getriebeaufspannplatte 10 ist zwecks steifer Anordnung des Getriebes 13 und des Elektromotors 14 unlösbar mit einem Motorträger 7 unter einem Winkel von 90° verschweißt. Ein möglicherweise vorhandener Höhenunterschied zwischen dem Elektromotor 14 und dem Motorträger 7 wird in dieser Konfiguration mittels eines Motortrageblockes 8 ausgeglichen, der mithin als Adapter dient. Somit ist in dieser Ausführungsform ein sehr einfach hohenverstellbarer Aufbau der gesamten Anordnung aus Getriebe 13 und Elektromotor 14 darstellbar, wobei diese Anordnung inklusive der Getriebeaufspannplatte 10 und des Motorträgers 7 über eine elektromechanische, über zwei synchronisierte Spindelhubgetriebe umgesetzte Hebevorrichtung 6 vertikal verlagerbar ist, was jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen nicht zwingend vorgesehen sein muss. Ebenso versteht es sich, dass in einer abgewandelten Ausführungsform die Getriebeaufspannplatte und der Motorträger anderweitig, beispielsweise auch lösbar, wie über eine Schraubverbindung, miteinander verbunden sein können.
Nach dem Einstellen der erforderlichen Höhe können die miteinander verbundenen Baugruppen, bestehend aus Getriebeaufspannplatte 10 und Motorträger 7, an dem Gestell 2 des Getriebeprüfstandes 1 an zahlreich vorhandenen Motorträgerführungen 11 und Getriebeaufspannplattenführungen 12 mit dem Gestell 2 fest verspannt werden, so dass eine betriebssichere und ausreichend steife Anordnung des gesamten Antriebsstranges gewährleistet ist. Die gewünschte Höhe des Getriebes 13 kann in dieser Ausführungsform über die Hebevorrichtung 6 eingestellt werden. Anstelle der elektromechanischen Hebevorrichtung 6 kann auch eine manuelle, beispielsweise über ein Stellrad antreibbare, oder eine hydraulisch über eine Pumpe angetriebene Hebevorrichtung zur Anwendung kommen.
Die Motorträgerführung 11 ist zwischen dem Gestellfuß 4 und dem Gestellrahmen 3 angeordnet, wobei aufgrund der unlösbaren Verbindung zwischen Motorträger 7 und Getriebeaufspannplatte 10 dienen auch die Getriebeaufspannplattenführungen 12 der Führung des Motorträgers 11 und umgekehrt.
Jede Motorträgerführung 11 und Getriebeaufspannplattenführung 12 umfasst neben dem Gestellrahmen 3 bzw. dem Getriebeträger 5, die jeweils als großflächige Anlage zur Führung dienen, ein Verspannelement 19 sowie eine Aufnahme 20 und eine Verspannelementführung 21 für das Verspannelement 19. Das nach dieser Ausführungsform beschriebene Verspannelement 19 besteht bei vorliegendem Ausführungsbeispiel bevorzugt aus einer Schraube, wobei die Aufnahme 20 ein entsprechendes Gewinde für die verwendete Schraube aufweist. Die Verspannelementführung 21 wiederum wird bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Langloch in Breite des Schraubenschaftes gebildet. Es versteht sich, dass hier auch andere Anordnungen, die entsprechende Führungen und Verspannungen ermöglichen, wie beispielsweise Klemmverbindungen, Schnellverschlüsse oder ähnliches zur Anwendung kommen können.
Ein Lager 23 für eine Getriebeabtriebswelle 26 ist bei dieser beispielhaften Belegung des vorliegenden Getriebeprüfstands 1 ferner auf einer Lagerbefestigung 22 angeordnet, die einen horizontal in Längsrichtung zum Getriebeprüfstand 1 über ein Verstellrad 9 verschiebbaren Schlitten 24 umfasst. Ein Gegenlager der Lagerbefestigung 22 für den Schlitten 24 wiederum ist starr mit dem Gestellrahmen 3 wirkverbunden und somit nicht höhenverstellbar ausgeführt. Ein durch die Höhenverstellung des Getriebes 13 hervorgerufener Längenunterschied der Getriebeabtriebswelle 26 in horizontaler Projektion kann somit mittels des besagten Schlittens 24 ausgeglichen werden, wobei die Position des Lagers 23 verändert wird. in der Höhe müssen bei diesem Ausführungsbeispiel das Getriebe 13 bzw. die Getriebeaufspannplatte 10 entsprechend positioniert werden.
In diesem Zusammenhang kann das Lager 23 nach 1 als Drehmomentmesswelle ausgeführt sein, wobei das Lager 23 somit nicht nur die auf die Getriebeabtriebswelle 26 wirkenden Kräfte in den Gestellrahmen 3 ableitet sondern darüber hinaus durch die Getriebeabtriebswelle 26 übertragene Drehmomente sowie Drehzahlen, wie die Drehmomentmesswelle 17 auch, erfasst und an eine Auswertevorrichtung oder Aufzeichnungsvorrichtung weiterleitet. In einer bevorzugten konkreten Umsetzung stütz das Lager 23 lediglich und die Drehmomenterfassung erfolgt hinter dem Bremsenflansch 29. Da somit die Erfassung der Betriebszustände des Getriebes unter anderem an einem starren Bereich des Gestells 2 stattfindet, ist die Steifigkeit des gesamten Prüfstandes, wie bereits weiter oben erläutert, wichtig für die Qualität der Messergebnisse. Denkbar ist allerdings auch, dass der Motorträger 7 und die Getriebeaufspannplatte 10 nicht starr sondern flexibel mit dem Gestell 2 verbunden sind, um die Schwingungsübertragung auf das Gestell 2 zu hemmen. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise durch elastische Zwischenstücke an der Motorträgerführung 11 und an der Getriebeaufspannplattenführung 12 vorgesehen sein.
Der gesamte Getriebeprüfstand 1 verfügt weiterhin über mehrere Montageösen 34 zum Transport oder zur Montage in einem Prüfstandraum. Über in den 1 und 3 bis 5 dargestellte Montageführungselemente 31 kann der Getriebeprüfstand 1 während und nach erfolgter Montage ausgerichtet und mit seiner Aufstandsfläche, dem Fundament, starr verbunden werden, wobei das Gestell 2 des Getriebeprüfstandes 1 während der Justierung in Längsrichtung mittels dieser Montageführungselemente 31 geführt werden kann. Zwecks dieser Justierung in Längsrichtung ist zudem ein manuelles Montagezugmittel 32 mit einem Verstellrad 33 an dem Gestell 2 vorgesehen. Das Montagezugmittel 32 ermöglicht somit das spielfreie Anbinden des in dieser Figur dargestellten Antriebsstranges an die nicht dargestellten und ebenfalls als Elektromotoren ausgeführten Bremsen.
In 1 und 2 ist neben der zuvor erläuterten Anordnung aus Getriebe 13 und Elektromotor 14 auch die Anordnung des Lagers 23 mit einem Bremsenflansch 29 auf dem Schlitten 24 erkennbar. Der Bremsenflansch 29 dient hierbei einer Verbindung mit einer Bremsanordnung, über welche entsprechende Umgebungssituationen bzw. Betriebsbedingungen für das Getriebe 13 simuliert werden können. Ein entsprechender Bremsenflansch kann auch auf der anderen Seite, an dem Abtriebsflansch 28 vorgesehen sein.
Das Lager 23 ist relativ nahe am Elektromotor 14 angeordnet, so dass eine Gesamtanordnung der Getriebeabtriebswellen 26 und des Getriebes 13 entsprechend der Einbausituation im Kraftfahrzeug darstellbar ist. Zusätzlich sind auch eine Zwischenwelle 27 und die zur Lagerung der Zwischenwelle 27 verwendete Lagerbefestigung 25 vorgesehen. Die Lagerbefestigung 25 dient in einer nicht dargestellten Konfiguration ggf. dazu einen Anschlusspunkt für eine nicht dargestellte Nebenabtriebswelle auf dem Motorträger 7 zu ermöglichen. Dieser Anschlusspunkt besteht beispielsweise aus einem Gehäuse eines Nebengetriebes, welches einen zusätzlichen Abtrieb für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges aufweist. An dieser Stelle ist es möglicherweise auch erforderlich eine Antriebskonfiguration ohne Zwischenwelle 27 und Lagerbefestigung 25 vorzusehen, sofern für den zu prüfenden Antriebsstrang zwei verschieden lange, also eine kurze und eine lange, Getriebeabtriebswellen 26 verwendet werden.
Der Getriebeprüfstand 1 kann, wie insbesondere in den 3, 4 und 5 dargestellt, bei jeweils verschiedenen vertikalen Positionen des Motorträgers 7 und der Getriebeaufspannplatte 10 betrieben werden. So weist der Getriebeprüfstand 1 nach 3 den Motorträger 7 und die Getriebeaufspannplatte 10 in einer nicht angehobenen Position auf. Die eingestellte Höhe der Prüfkonfiguration kann hierbei mittels einer Höhenmessvorrichtung 35 abgelesen werden, welche in diesem Fall eine niedrigste einstellbare Position anzeigt und in 6 im Detail dargestellt ist. Die Höhenmessvorrichtung 35 besteht hierzu aus einer am Getriebeträger 5 befestigten Skala 36 und einer auf der Getriebeaufspannplatte 10 befestigten Markierung 37.
Insbesondere sind in den 3, 4 und 5 die beidseits des Getriebes 13 an der Getriebeaufspannplatte 10 vorgesehenen Getriebeaufspannplattenführungen 12 mit den zum Verspannen erforderlichen Verspannelementen 19 sowie den Aufnahmen 20 und Führungen 21 ersichtlich. Deutlich erkennbar ist an dieser Stelle die Ausgestaltung der Führung 21, welche eine ausreichende Länge aufweist, so dass stets mindestens eine Aufnahme 20 für ein Verspannelement 19 unabhängig von der eingestellten Höhe am Getriebeprüfstand 1 freigängig und somit verwendbar ist.
Bei dem Getriebeprüfstand 1 in der in 4 dargestellten Konfiguration befinden sich der Motorträger 7 und die Getriebeaufspannplatte 10 in einer angehobenen, mittleren Lage. Deutlich ist auch in dieser 4 wieder erkennbar, dass die Aufnahme 20 für die Verspannelemente 19 in einem ausreichend geringen Abstand zueinander an der Getriebeaufspannplatte 10 angeordnet sind, um ein Verspannen dieser Getriebeaufspannplatte 10 an dem Getriebeträger 5 in jeder eingestellten Höhe zu ermöglichen.
In 5 befinden sich der Motorträger 7 und die Getriebeaufspannplatte 10 des Getriebeprüfstands 1 in einer Hochlage. In dieser Frontansicht ist weiterhin die zum Anheben verwendete Hebevorrichtung 6 zu erkennen, welche bei diesem Ausführungsbeispiel in Querrichtung außermittig bezüglich einer vertikalen Mittelebene 38 (siehe 2 und 5) des Getriebeprüfstands 1 unter dem Motorträger 7 befestigt ist. Auch der Motorträger 7 ist dementsprechend asymmetrisch ausgebildet, wie insbesondere in 2 ersichtlich. Entsprechendes ist auch in 7 erkennbar.
Auch weist das Gestell 2 einen der Seitenträger 30 auf, welcher in Längsrichtung zum Getriebeprüfstand 1 vertikal angeordnet ist und den Getriebeträger 5 zumindest mit dem Gestellrahmen 3 mit einem Winkel von 30° zu dem Getriebeträger wirkverbindet und versteift. In dieser Ausführungsform führt der Seitenträger 30 unterhalb des Gestellrahmens 3 weiter bis zum Gestellfuß 4, mit welchem er unter einem Winkel von 60° verbunden ist, und trägt somit zu einer weiteren Versteifung und Herabsetzung der Eigenfrequenzen des Prüfstandes bei.
Auf dem Gestellrahmen 3 ist, wie insbesondere in der Detaildarstellung in 8 ersichtlich, zur Befestigung des Lagers 23 die Lagerbefestigung 22 vorgesehen, welche wiederum zwei in Längsrichtung zum Getriebeprüfstand 1 angeordnete T-Nuten zum Befestigen und Führen des Schlittens 24 aufweist. Die T-Nuten ermöglichen eine Verschiebung des Schlittens 24 und mithin des Lagers 23 in Längsrichtung zum Getriebeprüfstand 1. Die unveränderliche Höhe des Lagers 23 gewährleistet in diesem Zusammenhang insbesondere eine einfache Montage und eine hohe Stabilität.
Die in der Regel aus Elektromotoren bestehenden Bremsen sind üblicherweise, wegen der im Getriebe unterschiedlichen Übersetzungen und der einhergehenden Drehmomenterhöhung, um ein vielfaches größer dimensioniert als der antreibende Elektromotor 14 oder ein vergleichbarer anderer Antrieb. Die statische Positionierung des Lagers 23 und des zugehörigen Bremsenflansches 29, der dann zu den nicht dargestellten Bremsen führt, erlaubt es somit für nahezu jede unterschiedliche Antriebskonfiguration dieselben Bremsen an derselben räumlichen Position zu verwenden, wodurch ein möglicherweise auftretender Montageaufwand minimiert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeprüfstand
2: Gestell
3: Gestellrahmen
4: Gestellfuß
5: Getriebeträger
6: Hebevorrichtung
7: Motorträger
8: Motortrageblock
9: Verstellrad
10: Getriebeaufspannplatte
11: Motorträgerführung
12: Getriebeaufspannplattenführung
13: Getriebe
14: Elektromotor
15: Getriebeantriebswelle
16: Kupplung
17: Drehmomentmesssensor
18: Motorabtriebswelle
19: Verspannelement
20: Aufnahme
21: Verspannelementführung
22: Lagerbefestigung
23: Lager
24: Schlitten
25: Lagerbefestigung
26: Getriebeabtriebswelle
27: Zwischenwelle
28: Abtriebsflansch
29: Bremsenflansch
30: Seitenträger
31: Montageführungselement
32: Montagezugmittel
33: Verstellrad
34: Montageöse
35: Höhenmessvorrichtung
36: Skala
37: Höhenmarkierung
38: Mittelebene

Claims

Getriebeprüfstand (1) mit einem Motorträger (7) und einer Getriebeaufspannplatte (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) und die Getriebeaufspannplatte (10) mittels wenigstens einer gemeinsamen Führung an einem Gestell (2) des Getriebeprüfstandes (1) geführt sind.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Führung einerseits wenigstens eine Motorträgerführung (11) und andererseits wenigstens eine Getriebeaufspannplattenführung (12) aufweist.
Getriebeprüfstand (1) mit einem Motorträger (7) und einer Getriebeaufspannplatte (10), insbesondere auch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) an einem Gestell (2) geführt ist und der Gestellrahmen (3) eine Lagerbefestigung (22) für ein Lager (23) einer Seitenabtriebswelle (26) des Getriebes (13) aufweist.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbefestigung (22) auf einem horizontal verlagerbaren Schlitten (24) an dem Gestell (2) vorgesehen ist.
Getriebeprüfstand (1) mit einem Motorträger (7) und einer Getriebeaufspannplatte (10), insbesondere auch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) an einem Gestell (2) geführt ist und der Motorträger (7) eine Lagerbefestigung (25) für ein Lager (23) einer Nebenabtriebswelle des Getriebes aufweist.
Getriebeprüfstand (1) mit einem Motorträger (7) und einer Getriebeaufspannplatte (10), insbesondere auch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) bezüglich einer vertikalen Mittelebene (38) des Getriebeprüfstands (1) asymmetrisch ausgebildet ist.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) und die Getriebeaufspannplatte (10) unlösbar miteinander verbunden sind.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) und die Getriebeaufspannplatte (10) miteinander verschweißt sind.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) und die Getriebeaufspannplatte (10) lösbar miteinander verbunden sind.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) und die Getriebeaufspannplatte (10) miteinander verschraubt sind.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) horizontal angeordnet ist.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung beidseits einer durch eine Getriebeantriebswelle (15) eines an der Getriebeaufspannplatte (10) vorgesehenen Getriebes (13) definierten vertikalen Ebene und/oder beidseits einer durch eine Motorabtriebswelle (18) eines an dem Motorträger (7) vorgesehenen Motors (14) definierten vertikalen Ebene angeordnet ist.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung zumindest für die Getriebeaufspannplatte (10) und/oder den Motorträger (7) wenigstens ein Feststellelement aufweist.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellelement ein Verspannelement (19) ist.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Getriebeaufspannplattenführung (12) tragender Getriebeträger (5) des Gestells (2) mittels eines Seitenträgers (30) mit einem Gestellrahmen (3) des Gestells (2) und/oder mit einem Gestellfuß (4) des Gestells (2) wirkverbunden ist.
Getriebeprüfstand (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des Seitenträger (30) einen Winkel größer als 30° mit dem Getriebeträger (5) und/oder einen Winkel größer als 30° mit einem Gestellfuß (4) einschließt.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger (7) eine Hebevorrichtung 6 aufweist.
Getriebeprüfstand (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträgers (7) einen Motortrageblock (8) aufweist.