DE102013220166A1

DE102013220166A1 - Prüfstand für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102013220166A1
Application number: DE201310220166
Authority: DE
Inventors: Markus Kölbl; Ernst Plöchinger; Franz Strunz; Simon Lachhammer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Ein Prüfstand, insbesondere ein Rollenprüfstand, weist einen Antriebsmotor mit einem Rotor (8) und einem Stator (18) auf, wobei der Rotor (8) eine erste Rolle (1) antreibt und eine erste innere Wand (3) der ersten Rolle (1) zwischen dem Stator (18) und einer Lagerung (10), über welche der Rotor (8) gelagert ist, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge, insbesondere einen Rollen- bzw. Trommelprüfstand für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Rollen- bzw. Trommelprüfstände werden zur Simulation unterschiedlicher Fahrbedingungen eingesetzt, um beispielsweise Untersuchungen der Bremsfunktionen der Abgasemissionen oder dergleichen durchzuführen. Dabei werden entweder die beiden Räder einer Achse oder aber die beiden Räder mehrerer Achsen auf dem Scheitelbereich je einer Trommel bzw. eines Rollenpaares angeordnet, wobei die Rollenpaare mit Antriebs- oder Verzögerungsmaschinen gekoppelt sind, um die benötigten Drehzahlen und Drehmomente zu erzeugen.
Die DE 199 00 620 A1 offenbart einen Rollen- bzw. Trommelprüfstand für Kraftfahrzeuge, bei welchem zwei Rollen antreibbar sind und die beiden Rollen über jeweils eine Lagerung an einem ortsfesten Bauteil gelagert sind.
Die US 5,452,605 offenbart einen Rollen- bzw. Trommelprüfstand mit einem elektrischen Antriebsmotor, mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor, der Stator und die beiden Lagerungen der Trommeln zwischen den Trommeln angeordnet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge, insbesondere ein Rollen- bzw. Trommelprüfstand, zu schaffen, bei welchem Fahrzeuge mit hohen Leistungen prüfbar sind.
Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Prüfstand gelöst.
Erfindungsgemäß weist der Prüfstand einen Antriebsmotor mit einem Rotor auf, welcher über eine erste und eine zweite Lagerung gelagert ist und mindestens eine Rolle aufweist, wobei die Rolle eine innere Wand aufweist und die innere Wand eine innere und äußere Seite beinhaltet, wobei die äußere Seite zur Lagerung ausgerichtet ist und die innere Seite zum Antriebsmotor ausgerichtet ist. Die innere Wand kann hierbei als vollflächige Scheibe ausgeführt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die innere Wand Durchbrüche aufweist. Das kann so weit gehen, dass die innere Wand nur noch aus Speichen besteht.
Es besteht die Möglichkeit, dass der Prüfstand eine einzelne angetriebene Rolle aufweist, beispielsweise für Einspurfahrzeuge, vier einzeln angetriebene Rollen aufweist, beispielsweise mit zwei Achsen als Allradprüfstand oder zwei einzeln angetriebene Rollen aufweist mit einer Achse als Einachsprüfstand oder zwei gekoppelt angetriebene Rollen aufweist mit zwei Achsen als Allradprüfstand.
Indem die Lagerung benachbart zur äußeren Seite der inneren Wand angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, den Antriebsmotor in seiner Baulänge bis zur inneren Seite der inneren Wand zu vergrößern, wodurch die Leistung des Antriebsmotors gesteigert werden kann. Die Ausdehnung des Antriebsmotors in seiner radialen Erstreckung ist begrenzt, da der Durchmesser der Rollen ebenfalls begrenzt ist.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist der Rotor zwei Wellenstummel auf, welche in den beiden Lagerungen angeordnet sind, wodurch der Rotor in den beiden Lagerungen drehbar gelagert ist. Diese Lagerungen sind vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Lagerung als Gleitlagerung oder hydrostatische Lagerung auszuführen.
Der Stator, welcher den Rotor umgibt, ist drehbar auf dem Rotor über eine hydrostatische Lagerung oder eine Gleitlagerung oder Wälzlagerung gelagert und stützt sich über eine Drehmomentstütze an einem ortsfesten Bauteil, beispielsweise am Fundament des Prüfstands, ab. Die Drehmomentstütze ist mit einem Sensor, beispielsweise einer Kraftmessdose gekoppelt, um das Drehmoment des Antriebsmotors ermitteln zu können. Die Lagerung zwischen Stator und Rotor muss nur das Gewicht des Stators aufnehmen, wobei die Kräfte, welche in die beiden Rollen eingeleitet wird, über die Lagerungen des Rotors aufgenommen werden. Somit besteht die Möglichkeit, einen präzisen Prüfstand zu schaffen, bei welchem ein Antriebsmotor mit großer Leistung verwendet werden kann und die Kräfte aus den Rollen des Antriebsmotors und aus dem Prüflauf resultierende Kräfte über die separate Lagerung des Rotors außerhalb der Laufrollen aufgenommen werden kann.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen:
1 ein Querschnitt durch den Prüfstand; und
2 ein Längsschnitt durch den Prüfstand.
Fig. 1:
Der Prüfstand weist eine erste Rolle 1 und eine zweite Rolle 2 auf, wobei die erste Rolle 1 eine erste innere Wand 3 und die zweite Rolle 2 eine zweite innere Wand 4 beinhaltet. Die erste innere Wand 3 und die zweite innere Wand 4 kann als vollflächige Scheibe ausgeführt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das die erste innere Wand 3 und die zweite innere Wand 4 Durchbrüche aufweisen, welche soweit ausgestaltet sein können, dass die erste innere Wand 3 und die zweite innere Wand 4 speichenähnlich ausgeführt sind. Die erste Rolle 1 und die zweite Rolle 2 wirken mit Fahrzeugräder 5 zusammen. Die erste Rolle 1 ist an einem ersten Wellenstummel 6 und die zweite Rolle 2 ist an einem zweiten Wellenstummel 7 befestigt. Es besteht die Möglichkeit den ersten Wellenstummel 6 und den zweiten Wellenstummel 7 einstückig mit dem Rotor 8 auszubilden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit den Rotor 8, den ersten Wellenstummel 6 und den zweiten Wellenstummel 7 mehrstückig auszubilden. Der Rotor 8 ist drehbar um die Drehachse 9 gelagert, wobei der Rotor 8 über seinen ersten Wellenstummel 6 in der ersten Lagerung 10 und über seinen zweiten Wellenstummel 7 in der zweiten Lagerung 12 gelagert ist. Die erste Lagerung 10 und die zweite Lagerung 12 stützen sich am ortsfesten Bauteil 13, beispielsweise einem Fundament, ab. Die erste innere Wand 3 weist eine innere Seite 14 und eine äußere Seite 15 auf und die zweite innere Wand 4 weist eine innere Seite 16 und eine äußere Seite 17 auf. Der Stator 18 ist auf dem Rotor 8 über die Lager 19 drehbar gelagert, wobei die Lager 19 als Gleitlager, Wälzlager oder hydrostatische Lager ausgebildet sein können. Der Stator 18 stützt sich über eine Drehmomentstütze 20 auf dem ortsfesten Bauteil 13 ab, wobei die Drehmomentstütze mit einer Kraftmessdose zusammenwirkt, um die Abstützkraft des Stators 18 zu ermitteln. Zwischen der ersten inneren Wand 3 und der zweiten inneren Wand 4 ist der Stator 18 angeordnet, wodurch der Stator 18 einerseits benachbart zur inneren Seite 14 und inneren Seite 16 angeordnet ist und die erste Lagerung 10 und die zweite Lagerung 12 benachbart zu den jeweiligen äußeren Seiten 15 und 17 angeordnet ist. Dadurch kann sich der Stator 18 bis zur ersten inneren Wand 3 und bis zur zweiten inneren Wand 4 erstecken, wodurch die Leistung des Antriebsmotors erhöht werden kann.
Fig. 2:
Das Fahrzeugrad 5 steht in Wirkverbindung mit der zweiten Rolle 2, welche vom Rotor 8 angetrieben bzw. gebremst wird. Der Stator 18 stützt sich über die Drehmomentstütze 20 am ortsfesten Bauteil 13 ab.
Bezugszeichenliste

1: erste Rolle
2: zweite Rolle
3: erste innere Wand
4: zweite innere Wand
5: Fahrzeugrad
6: erster Wellenstummel
7: zweiter Wellenstummel
8: Rotor
9: Drehachse
10: erste Lagerung
11: Dämpfungselemente
12: zweite Lagerung
13: ortsfestes Bauteil
14: innere Seite
15: äußere Seite
16: innere Seite
17: äußere Seite
18: Stator
19: Lager
20: Drehmomentstütze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19900620 A1 [0003]
US 5452605 [0004]

Claims

Prüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei der Prüfstand einen Antriebsmotor mit einem Rotor (8) und einem Stator (18) aufweist, wobei der Rotor (8) um eine Drehachse (9) drehbar ist und mit einer ersten Rolle (1), welche mit einem Fahrzeugrad (5) in Verbindung bringbar ist, wobei die erste Rolle (1) konzentrisch zum Rotor (8) drehbar angeordnet ist, wobei die erste Rolle (1) mit dem Rotor (8) in drehfester Verbindung steht, wobei die erste Rolle (1) eine erste innere Wand (3) mit einer inneren Seite (14) und einer äußeren Seite (15) aufweist und mit einer ersten Lagerung (10) und einer zweiten Lagerung (12), wobei über die Lagerungen (10, 12) Kräfte von der ersten Rolle (1) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) zwischen der inneren Seite (14) der ersten inneren Wand (3) und der zweiten Lagerung (12) angeordnet ist und die erste Lagerung (10) benachbart zur äußeren Seite (15) der ersten inneren Wand (3) angeordnet ist.
Prüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei der Prüfstand einen Antriebsmotor mit einem Rotor (8) und einem Stator (18) aufweist, wobei der Rotor (8) um eine Drehachse (9) drehbar ist und mit einer ersten Rolle (1) und einer zweiten Rolle (2), welche jeweils mit je einem Fahrzeugrad (5) in Verbindung bringbar sind, wobei die erste Rolle (1) und die zweite Rolle (2) konzentrisch zu dem Rotor (8) drehbar angeordnet sind, wobei die erste Rolle (1) mit dem Rotor (8) in drehfester Verbindung steht und die zweite Rolle (2) mit dem Rotor (8) in drehfester Verbindung steht, wobei die erste Rolle (1) eine erste innere Wand (3) mit einer inneren Seite (14) und einer äußeren Seite (15) aufweist und die zweite Rolle (2) eine zweite innere Wand (4) mit einer inneren Seite (16) und einer äußeren Seite (17) aufweist und mit einer ersten Lagerung (10) und mit einer zweiten Lagerung (12), über welche Kräfte von der ersten Rolle (1) und der zweiten Rolle (2) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) zwischen der inneren Seite (14) der ersten inneren Wand (3) und der inneren Seite (16) der zweiten inneren Wand (4) angeordnet ist und die erste Lagerung (10) benachbart zur äußeren Seite (15) der ersten inneren Wand (3) und die zweite Lagerung (12) benachbart zur äußeren Seite (17) der zweiten inneren Wand (4) angeordnet ist.
Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) sich über eine Drehmomentstütze (20) an einem ortsfesten Bauteil (13) abstützt.
Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) über eine Statorlagerung (19) auf dem Rotor (8) drehbar gelagert ist.
Prüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorlagerung (19) als hydrostatisches Lager, als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet ist.
Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerung (10) mit einem ortsfesten Bauteil (13) und die zweite Lagerung (12) mit einem ortsfesten Bauteil (13) verbunden ist.
Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) eine erste Anlagefläche aufweist, an welcher die innere Seite (16) der ersten Wand (3) befestigt ist.
Prüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) eine zweite Anlagefläche aufweist, an welcher die innere Seite (14) der zweiten Wand (4) befestigt ist.
Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) einerseits in der ersten Lagerung (10) und andererseits in der zweiten Lagerung (12) gelagert ist.
Prüfstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) einen ersten Wellenstummel (6) aufweist, welcher in der ersten Lagerung (10) angeordnet ist und der Rotor (8) einen zweiten Wellenstummel (7) aufweist, welcher in der zweiten Lagerung (12) angeordnet ist, wobei die Wellenstummel (6, 7) einstückig oder mehrstückig mit dem Rotor (8) in Verbindung stehen.
Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (20) eine Kraftmessdose aufweist.