DE102012220163B4

DE102012220163B4 - Schwenkeinrichtung zum Aufnehmen eines Prüfstandes

Info

Publication number: DE102012220163B4
Application number: DE102012220163.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Hell; Matthias Juse
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: DE102012220163A1

Abstract

Schwenkeinrichtung (1) zum Aufnehmen eines Prüfstandes (2), mit einem Unterteil (3) und einem auf dem Unterteil (3) schwenkbar gelagerten Oberteil (4), wobei das Unterteil (3) als Fundamentkörper einen plattenförmigen Grundkörper aufweist, welcher mehrere etwa senkrecht auf dem plattenförmigen Grundkörper ausgerichtete Seitenplatten (5, 6) zur Lagerung des Oberteils (4) aufweist und wobei jede Seitenplatte (5, 6) des Unterteiles (3) als Lagerbereich für das Oberteil (4) eine eine vorbestimmte konkave Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) und das Oberteil (4) jeweils im Wesentlichen als schwingungsdämpfender Fundamentkörper ausgebildet ist und dass in der Führungsfläche (7) eine Arretierungsnut (11) zum Arretieren eines vorbestimmten Neigungswinkels zwischen Unterteil (3) und Oberteil (4) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtung zum Aufnehmen eines Prüfstandes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Prüfstände werden beispielsweise für Fahrzeuggetriebe verwendet, um diese vor der Auslieferung überprüfen zu können. Um verschiedene Fahrzustände des Fahrzeuges während der Überprüfung simulieren zu können, wird der Prüfstand mit dem zu überprüfenden Fahrzeuggetriebe auf einer Schwenkeinrichtung positioniert. Durch das Schwenken können verschiedene Neigungspositionen eingestellt werden, die beispielsweise Bergfahrten des Fahrzeuges mit unterschiedlicher Steigung simulieren.
Um die schwenkbare Lagerung des Prüfstandes bei der Schwenkeinrichtung realisieren zu können, werden in der Regel relativ komplexe und labile Schweißkonstruktionen verwendet, welche eine geringe Eigenfrequenz aufweisen. Dadurch ergeben sich hohe Schwingungsanregungen, die aufgrund der geringen Auflageflächen zu unerwünschten Schwingungen im Prüfbetrieb führen. Ferner wird bei derartigen Schwenkkonstruktionen der Kraftfluss nicht direkt, sondern über schwingungsanregende Umlenkungen geführt.
Aus der CN 1 01 963 546 B ist Kippprüfstand für einen Motor bekannt. Der Kippprüfstand umfasst ein Unterteil und ein auf dem Unterteil schwenkbar gelagertes Oberteil.
Die DE 100 37 412 A1 offenbart einen Antriebs- und Getriebeprüfstand zur Durchführung von Akustik-, Schwingungs- und Funktionsprüfungen mit einer Einspannvorrichtung zum Einspannen eines zu prüfenden Prüflings, einer Antriebs- bzw. Abtriebskomponente, einer Antriebs-/Getriebe-Integrallösung oder einer Getriebekomponente, einer Antriebsvorrichtung, zumindest einer Abtriebsvorrichtung und einem Rahmengestell. Das Rahmengestell besteht aus voneinander unabhängigen Rahmen-Modulen.
Aus der US 2003 / 0 167 143 A1 ist ein System zum Testen eines Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einem vorbestimmten Testplan geplant. Das System ermöglicht eine Lagesimulation in einer Testzelle, indem das Kraftfahrzeuggetriebe auf einer Hauptplattform angeordnet wird, welche mittels eines Hexapoden mit sechs Freiheitsgraden bewegbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schwenkeinrichtung zum Aufnehmen eines Prüfstandes der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der möglichst hohe Eigenfrequenzen und eine hohe Eigendämpfung vorgesehen sind, um eine Schwingungsanregung zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben.
Es wird eine Schwenkeinrichtung zum Aufnehmen eines Prüfstandes oder dergleichen vorgeschlagen, die ein festes Unterteil und ein auf dem Unterteil schwenkbar gelagertes Oberteil aufweist, wobei das Unterteil als Fundamentkörper einen plattenförmigen Grundkörper aufweist, welcher mehrere etwa senkrecht auf dem plattenförmigen Grundkörper ausgerichtete Seitenplatten zur Lagerung des Oberteils aufweist und wobei jede Seitenplatte des Unterteiles als Lagerbereich für das Oberteil eine eine vorbestimmte konkave Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche aufweist und dass in der Führungsfläche eine Arretierungsnut zum Arretieren eines vorbestimmten Neigungswinkel zwischen Unterteil und Oberteil vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Unterteil und das Oberteil jeweils als schwingungsdämpfender Fundamentkörper oder dergleichen ausgebildet sind und dass in der Führungsfläche eine Arretierungsnut zum Arretieren eines vorbestimmten Neigungswinkel zwischen Unterteil und Oberteil vorgesehen ist. Aufgrund der Eigenschaften und der Ausgestaltung der verwendeten schwingungsdämpfenden Fundamentkörpern wird eine Schwingungsübertragung von dem schwingungserzeugenden Prüfstand innerhalb der vorgeschlagenen Schwenkeinrichtung minimiert und die Kraftübertragung von dem Prüfstand zum Untergrund optimiert.
Die erfindungsgemäße Schwenkeinrichtung kann eine gewünschte Neigung des Prüfstandes mit dem zu prüfenden Prüfling, zum Beispiel einem Fahrzeuggetriebe realisieren, in dem das Oberteil der Schwenkeinrichtung bezogen auf das zum Beispiel auf dem Boden oder auf einem weiteren Prüfstand stehenden Unterteil um einen vorbestimmten Winkel geneigt wird.
Durch die großflächige schwingungsdämpfende Lagerung zwischen Unterteil und beweglichem Oberteil der Schwenkeinrichtung wird eine sehr steife direkte und gedämpfte Anbindung zwischen dem Schwingungsanreger, also dem Prüfstand und dem Unterteil für die schwenkbare Baugruppe realisiert. Darüber hinaus wird ein möglichst direkter Kraftfluss bei der Schwenkeinrichtung in den Untergrund der Schwenkeinrichtung realisiert.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Schwenkeinrichtung und somit das Unterteil und das Oberteil im Wesentlichen aus schwingungsdämpfenden, also steifen und eine hohe Eigenfrequenz aufweisenden Materialien, wie zum Beispiel Beton, Gusseisen, Mineralguss oder dergleichen hergestellt sein, wobei auch Kombinationen aus den vorgenannten und anderen Werkstoffen eingesetzt werden können.
Als weitere schwingungsdämpfende Maßnahme kann vorgesehen sein, dass die schwingungsbeanspruchten Aufbauten, also das Lagergehäuse bzw. das Aufnahmegehäuse des Prüfstandes in das Oberteil der vorgeschlagenen Schwenkeinrichtung zumindest abschnittsweise integriert sind. Bevorzugt kann als Prüfling ein Fahrzeuggetriebe an den einen Antrieb umfassenden Prüfstand angeschlossen werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine dreidimensionale schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Schwenkeinrichtung zum Aufnehmen eines Prüfstandes;
2 eine schematische Seitenansicht der Schwenkeinrichtung gemäß 1;
2A eine schematische Seitenansicht gemäß 2 in einer ersten geneigten Position der Schwenkeinrichtung mit dem Prüfstand;
2B eine schematische Seitenansicht gemäß 2 in einer zweiten geneigten Position der Schwenkeinrichtung mit dem Prüfstand;
3 eine schematische Seitenansicht der Schwenkeinrichtung mit angedeutetem Kraftverlauf durch die Schwenkeinrichtung; und
4 eine schematische Stirnseitenansicht der Schwenkeinrichtung mit angedeutetem Kraftverlauf durch die Schwenkeinrichtung.

In den 1 bis 4 ist eine mögliche Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Schwenkeinrichtung 1 zum Aufnehmen eines Prüfstandes 2 beispielhaft dargestellt, wobei der Prüfstand 2 mit einem Prüfling, insbesondere einem Fahrzeuggetriebe gekoppelt werden kann.
Die vorgeschlagene Schwenkeinheit bzw. Schwenkeinrichtung 1 umfasst ein auf einem Untergrund stehendes Unterteil 3 und ein auf dem Unterteil 3 schwenkbar gelagertes Oberteil 4. Sowohl das Unterteil 3 als auch das Oberteil 4 sind als schwingungsdämpfende, eine hohe Eigendämpfung aufweisende Fundamentkörper ausgeführt. Mithilfe der erfindungsgemäßen Schwenkeinrichtung 1 kann der auf dem Oberteil 4 gelagerte Prüfstand 2 mit der angeschlossenen Getriebekomponente als Prüfling entsprechend geneigt werden, um eine Bergfahrt des Fahrzeuges zu simulieren, so dass verschiedene Schmiermittel- bzw. Hydraulikmittelniveaus in dem Getriebegehäuse realisieren werden und entsprechende Auswirkungen im Betrieb überprüft werden können.
Gemäß 1 bis 2B wird deutlich, dass das Unterteil 3 einen plattenförmigen Grundkörper aufweist, welcher beispielhaft zwei senkrecht auf dem plattenförmigen Grundkörper ausgerichtete Seitenplatten 5, 6 zur Lagerung des Oberteils 4 aufweist. Jede Seitenplatte 5, 6 des Unterteils 3 weist als Lagerbereich für das Oberteil 4 eine eine vorbestimmte konkave Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche 7 vorzugsweise aus Metall auf.
Das Oberteil 4 ist etwa plattenförmig ausgeführt. An das Oberteil 4 sind zur schwenkbaren Lagerung an jeder Seite ein Wangenelement 8, 9 angeformt. An dem der Seitenplatten 5, 6 zugeordneten Enden jedes Wangenelementes 8, 9 sind jeweils als Lagerbereich eine eine vorbestimmte konvexe Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche 10 vorzugsweise aus Metall vorgesehen. Beispielsweise kann zwischen der unterteilseitigen Führungsfläche 7 und der oberteilseitigen Führungsfläche 10 eine Gleitlagerung oder dergleichen realisiert werden, um die Schwenkbewegungen des Oberteiles 4 auf dem feststehenden Unterteil 3 zu realisieren. Es sind jedoch auch andere Lagerungsmöglichkeiten zwischen Unterteil 3 und Oberteil 4 denkbar.
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, ist in der vorzugsweise aus Metall gefertigten Führungsfläche 7 an den Seitenplatten 5, 6 des Unterteils 3 eine Arretierungsnut 11 zum Arretieren einer vorbestimmten Neigungsposition bzw. eines vorbestimmten Neigungswinkels zwischen Unterteil 3 und Oberteil 4 vorgesehen. Dazu sind an jedem Wangenelement 8, 9 im Bereich der Führungsfläche 10 des Oberteils 4 mehrere Ausnehmungen 16 zur Aufnahme einer Arretierung zum Arretieren einer gewünschten Schwenkposition vorgesehen. Die Arretierung greift in die Arretierungsnut 11 ein und schafft auf diese Weise eine Verklemmung zwischen Unterteil 3 und Oberteil 4 bei der erfindungsgemäßen Schwenkeinrichtung 1.
Als Schwenkantrieb zum Schwenken des Oberteiles 4 bezogen auf das Unterteil 3 ist an einer der Seitenplatten 5 des Unterteils 3 im Bereich des Scheitelpunktes der Führungsfläche 7 eine Antriebseinrichtung 15 angeordnet.
Der ein Aufnahmegehäuse 12 umfassende Prüfstand 2 ist zumindest abschnittsweise in das Oberteil 4 der erfindungsgemäßen Schwenkeinrichtung 1 integriert. Der Prüfstand 2 umfasst im Wesentlichen einen Antrieb 13 und einen Anschluss 14 zum Anschließen eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebes an den Prüfstand 2.
Insbesondere aus 3 wird der Kraftverlauf des über den Prüfstand 2 auf die Schwenkeinrichtung 1 übertragenen Gewichtes mithilfe von Pfeilen angedeutet. Aus dem Kraftverlauf wird ersichtlich, dass die Kraftübertragung über die gesamte Länge der Führungsflächen 7, 10 erfolgt.
Gemäß 4 wird der Kraftverlauf anhand einer Stirnseitenansicht der Schwenkeinrichtung 1 dargestellt. Aus dieser Ansicht wird deutlich, dass der Kraftverlauf der über den Prüfstand 2 auf die Schwenkeinrichtung 1 übertragenen Gewichtskraft nur maximal um einen Winkel von 45° bei der Übertragung von Oberteil 4 auf das Unterteil 3 bzw. auf den Untergrund des Unterteils 3 abgelenkt wird. Auch dieser Kraftverlauf wird durch Pfeile in 4 angedeutet.
Bezugszeichenliste

1: Schwenkeinrichtung
2: Prüfstand
3: Unterteil
4: Oberteil
5: Seitenplatte
6: Seitenplatte
7: unterteilseitige konkave Führungsfläche
8: Wangenelement
9: Wangenelement
10: oberteilseitige konvexe Führungsfläche
11: Arretierungsnut
12: Aufnahmegehäuse des Prüfstandes
13: Antrieb des Prüfstandes
14: Anschluss des Prüfstandes
15: Antriebseinrichtung
16: Ausnehmung zur Aufnahme einer Arretierung

Claims

Schwenkeinrichtung (1) zum Aufnehmen eines Prüfstandes (2), mit einem Unterteil (3) und einem auf dem Unterteil (3) schwenkbar gelagerten Oberteil (4), wobei das Unterteil (3) als Fundamentkörper einen plattenförmigen Grundkörper aufweist, welcher mehrere etwa senkrecht auf dem plattenförmigen Grundkörper ausgerichtete Seitenplatten (5, 6) zur Lagerung des Oberteils (4) aufweist und wobei jede Seitenplatte (5, 6) des Unterteiles (3) als Lagerbereich für das Oberteil (4) eine eine vorbestimmte konkave Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) und das Oberteil (4) jeweils im Wesentlichen als schwingungsdämpfender Fundamentkörper ausgebildet ist und dass in der Führungsfläche (7) eine Arretierungsnut (11) zum Arretieren eines vorbestimmten Neigungswinkels zwischen Unterteil (3) und Oberteil (4) vorgesehen ist.
Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) und das Oberteil (4) im Wesentlichen aus einem steifen, eine hohe Eigenfrequenz aufweisenden Material gefertigt ist.
Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der Seitenplatten (5, 6) des Unterteiles (3) im Bereich des Scheitelpunktes eine Antriebseinrichtung (15) als Schwenkantrieb für das Oberteil (4) vorgesehen ist.
Schwenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) im Wesentlichen aus einem steifen, eine hohe Eigenfrequenz aufweisenden Material gefertigt ist.
Schwenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (4) als Fundamentkörper etwa plattenförmig ausgeführt ist, wobei zum schwenkbaren Lagern Wangenelemente (8, 9) angeformt sind, die jeweils als Lagerbereich eine eine vorbestimmte konvexe Krümmung aufweisende kreissegmentförmige Führungsfläche (10) aufweisen.
Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungsfläche (7, 10) aus Metall gefertigt ist.
Schwenkeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wangenelement (8, 9) im Bereich der Führungsfläche (7) zumindest eine Ausnehmung (16) zur Aufnahme einer Arretierung zum Arretieren einer gewünschten Schwenkposition in der Arretierungsnut (11) zwischen Unterteil (3) und Oberteil (4) aufweist.
Schwenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmegehäuse (12) des Prüfstandes (2) in das Oberteil (4) zumindest abschnittsweise integriert ist.
Schwenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Prüfling ein von dem Prüfstand (2) angetriebenes Fahrzeuggetriebe vorgesehen ist.