DE102015215156B3

DE102015215156B3 - Test rig arrangement and method for coupling a test rig arrangement to an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015215156B3
Application number: DE102015215156.5A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schreier; Thorsten Borresch
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2035-08-08
Also published as: EP3332236A1; WO2017025297A1; CN206146644U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer der Schlepp- oder Lastmomentaufbringung dienenden elektrischen Maschine und einem von der elektrischen Maschine antreibbaren Adapterelement, das Befestigungsmittel aufweist, über die das Adapterelement mit der Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist.The invention relates to a test stand arrangement for an internal combustion engine, with an electric machine serving to drag or Lastmomentaufbringung and a drivable by the electric motor adapter element having fastening means, via which the adapter element is coupled to the internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer der Schlepp- oder Lastmomentaufbringungdienenden elektrischen Maschine und einem von der elektrischen Maschine antreibbaren Adapterelement, das Befestigungsmittel aufweist, über die das Adapterelement mit der Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist.The invention relates to a test stand arrangement for an internal combustion engine, with an electric motor which can be towed or loaded with a load torque and an adapter element which can be driven by the electrical machine and which has fastening means by way of which the adapter element can be coupled to the internal combustion engine.

Um eine elektrische Maschine eines Prüfstandes mit einem Flansch einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors antriebsmäßig zu verbinden, werden in der Regel als manuelle Rüstadapter ausgebildete Adapterelemente eingesetzt. Diese Rüstadapter werden auf den Kurbelwellenflansch des Verbrennungsmotors geschraubt. Das Gegenstück zu diesem kurbelwellenseitigen Rüstadapter ist in der Regel fest auf die Abtriebswelle der elektrischen Maschine des Prüfstandes montiert, so dass durch eine regelmäßig horizontale Zustellbewegung des Prüfstandes eine Antriebsverbindung zwischen dem Prüfstand und der Verbrennungskraftmaschine hergestellt werden kann. In einem Montageprozess von Verbrennungskraftmaschinen sind mehrere solcher Rüstadapter notwendigerweise vorzuhalten, damit kontinuierlich Verbrennungskraftmaschinen dem automatisierten Prüfprozedere an dem Prüfstand zugeführt werden können. Gleichzeitig müssen Arbeitsplätze zur Montage und Demontage des Rüstadapters eingerichtet und betriebsbereit gehalten werden und es muss eine entsprechende Transportlogisitik eingerichtet werden.In order to drive-connect an electrical machine of a test stand to a flange of a crankshaft of an internal combustion engine, adapter elements designed as manual set-up adapter are generally used. These set-up adapters are screwed onto the crankshaft flange of the internal combustion engine. The counterpart to this crankshaft side setup adapter is usually firmly mounted on the output shaft of the electrical machine of the test bench, so that a drive connection between the test bench and the internal combustion engine can be made by a regular horizontal feed movement of the test. In an assembly process of internal combustion engines, several such setup adapters are necessarily provided, so that internal combustion engines can be fed to the automated test procedure on the test bench continuously. At the same time, workstations must be set up and ready for installation and dismantling of the set-up adapter, and appropriate transport logistics must be set up.

Derartige Prüfvorrichtungen sind beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2013 103 768 A1 und DE 10 2013 104 173 A1 beschrieben. Ferner ist die DE 102 38 361 A1 zu nennen, die einen Antrieb für einen zu testenden Verbrennungsmotor zeigt, bei dem vorgesehen ist, eine Kupplungseinrichtung des Antriebs automatisch an den Kurbelwellenflansch des Verbrennungsmotors anzuschrauben. Auch die EP 1 693 661 B1 zeigt eine Testvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die einen Kupplungsmechanismus aufweist, der einen Elektromotor direkt an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ankuppelt.Such testing devices are for example in the publications DE 10 2013 103 768 A1 and DE 10 2013 104 173 A1 described. Furthermore, the DE 102 38 361 A1 to name a drive for an engine to be tested, which is intended to automatically screw a coupling device of the drive to the crankshaft flange of the internal combustion engine. Also the EP 1 693 661 B1 shows a test apparatus for an internal combustion engine having a clutch mechanism that couples an electric motor directly to the crankshaft of the internal combustion engine.

Ausgehend hiervon ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Prüfstandsanordnung bereitzustellen, die eine zumindest weitergehende oder auch vollständige Automatisierung des Prüfprozederes erlaubt.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a test rig arrangement which permits at least further or complete automation of the test procedure.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Prüfstandsanordnung für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine der Lastsimulation dienende elektrische Maschine, ein von der elektrischen Maschine antreibbares Adapterelement, das Befestigungsmittel aufweist, über die das Adapterelement mit der Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, wobei das Adapterelement weiterhin eine von der elektrischen Maschine antreibbare Getriebeanordnung aufweist, mittels der die Befestigungsmittel zur Kopplung des Adapterelements mit der Verbrennungskraftmaschine beaufschlagbar sind.The object is achieved by a test stand arrangement for an internal combustion engine comprising an electrical machine serving for load simulation, an adapter element which can be driven by the electric machine and has fastening means by way of which the adapter element can be coupled to the internal combustion engine, wherein the adapter element furthermore comprises one of the electrical machine having drivable transmission arrangement, by means of which the fastening means for coupling the adapter element to the internal combustion engine can be acted upon.

Durch die erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung ist es möglich, die zuvor vorgehaltenen Arbeitsplätze zur Montage und Demontage des Rüstadapters zumindest deutlich zu reduzieren, wenn nicht sogar ganz wegfallen zu lassen. Es müssen daher keine Rüstadapter vorgehalten werden, um die als nächste in das Prüfprozedere eintretenden Verbrennungskraftmaschinen vorzubestücken.The test stand arrangement according to the invention makes it possible to at least significantly reduce, if not eliminate altogether, the previously stored workstations for mounting and dismounting the set-up adapter. Therefore, no set-up adapters need to be provided in order to pre-assemble the combustion engines entering as the next in the test procedure.

Unter einem Befestigungsmittel soll im Kontext dieser Beschreibung alles das verstanden werden, womit eine lösbare Verbindung zwischen dem Adapterelement und der Verbrennungskraftmaschine hergestellt werden kann. Weiterhin soll unter Kopplung beziehungsweise koppelbar ein Zustand beziehungsweise eine Eigenschaft verstanden werden, in dem über die Verbindungsstelle, die durch die Kupplung entstanden ist, ein Leistungsfluss übertragen werden kann.In the context of this description, a fastening means is understood to be anything that can be used to produce a detachable connection between the adapter element and the internal combustion engine. Furthermore, coupling or coupling should be understood as meaning a state or a property in which a power flow can be transmitted via the connection point that has been created by the coupling.

Bevorzugt können das Adapterelement und die elektrische Maschine zueinander in eine Antriebsposition und in eine Ankoppelposition gebracht werden, wobei in der Antriebsposition eine Last zwischen Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Maschine übertragbar ist und in der Ankoppelposition die Befestigungsmittel zur Kopplung des Adapterelements mit der Verbrennungskraftmaschine durch die elektrische Maschine beaufschlagbar sind. Von Vorteil ist hierbei, dass mit der elektrischen Maschine sowohl das eigentliche Prüfprozedere ausgeführt werden kann, nämlich indem eine Last zwischen Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Maschine übertragen werden kann, als auch eine Montage und eine Demontage des Adapterelements an die und von der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt kann.Preferably, the adapter element and the electric machine can be brought to each other in a drive position and in a coupling position, wherein in the drive position, a load between the internal combustion engine and electric machine is transferable and acted in the Ankoppelposition the fastening means for coupling the adapter element with the internal combustion engine by the electric machine are. The advantage here is that both the actual Prüfprozedere can be performed with the electric machine, namely by a load between the internal combustion engine and electric machine can be transferred, as well as an assembly and disassembly of the adapter element to and from the internal combustion engine.

Bevorzugt weist die Getriebeanordnung ein koaxial zu der elektrischen Maschine angeordnetes Antriebszahnrad auf, das in der Ankoppelposition von der elektrischen Maschine antreibbar ist. Hieraus ergibt sich, dass eine Zustellbewegung, mit der die elektrische Maschine und das Adapterelement in die Ankoppelposition gebracht werden, lediglich eine translatorische Bewegung sein muss. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, dass die Zustellbewegung in die Ankoppelposition lediglich von der elektrischen Maschine ausgeführt wird und das Adapterelement ortsfest bleibt.The gear arrangement preferably has a drive gear arranged coaxially with respect to the electric machine, which drive gear can be driven in the coupling position by the electric machine. It follows that a feed movement, with which the electric machine and the adapter element are brought into the Ankoppelposition, only a translational movement must be. It is particularly preferred that the feed movement is carried out in the coupling position only by the electric machine and the adapter element remains stationary.

Bevorzugt ist die Getriebeanordnung in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei über das Antriebszahnrad ein Leistungsfluss auf zumindest eine Vorgelegewelle übertragbar ist. Hierdurch lässt sich insgesamt eine axial kurz bauende Ausgestaltung des Adapterelements darstellen. Preferably, the gear assembly is executed in countershaft design, wherein on the drive gear, a power flow is transferable to at least one countershaft. This can be a total of an axially short design of the adapter element.

Bevorzugt weist die elektrische Maschine ein Abtriebselement auf, das in der Antriebsposition mit einem Antriebskorb des Adapterelements in einem formschlüssigen Eingriff steht und in der Ankoppelposition mit der Getriebeanordnung in einem formschlüssigen Eingriff steht. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Abtriebselement sowohl in der Antriebsposition als auch in der Ankoppelposition funktional genutzt wird.Preferably, the electric machine has an output element which is in the drive position with a drive cage of the adapter element in a form-locking engagement and is in the Ankoppelposition with the gear assembly in a form-locking engagement. This results in an advantageous manner that the output element is used functionally both in the drive position and in the coupling position.

Bevorzugt weist das Abtriebselement eine Mehrzahl an federbeaufschlagten Mitnehmern auf, die in der Ankoppelposition in das Antriebszahnrad der Getriebeanordnung eingreifen. Durch die federbeaufschlagten Mitnehmer ist gewährleistet, dass beim Annähern der elektrischen Maschine in die Ankoppelposition die elektrische Maschine gleichzeitig langsam rotieren kann, so dass die Mitnehmer entsprechende Ausnehmungen in dem Antriebszahnrad finden können und ein hartes Anschlagen des Abtriebselements auf das Antriebszahnrad vermieden wird.Preferably, the output element has a plurality of spring-loaded drivers, which engage in the coupling position in the drive gear of the transmission assembly. By the spring-loaded driver ensures that when approaching the electric machine in the Ankoppelposition the electric machine can simultaneously rotate slowly, so that the driver can find corresponding recesses in the drive gear and a hard abutment of the output element is avoided on the drive gear.

Bevorzugt weist die elektrische Maschine einen federbeaufschlagten Stempel auf, mittels dem das Adapterelement in der Ankoppelposition in Richtung der Verbrennungskraftmaschine beaufschlagbar ist. Durch den federbeaufschlagten Stempel ist gewährleistet, dass die Befestigungsmittel insbesondere zu Beginn der Ankoppelposition in das entsprechende Gegenstück auf Seiten der Verbrennungskraftmaschine eingreifen können. Bei dem Gegenstück kann es sich regelmäßig um einen Flansch der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine handeln.Preferably, the electric machine has a spring-loaded punch, by means of which the adapter element can be acted upon in the coupling position in the direction of the internal combustion engine. The spring-loaded punch ensures that the fastening means, in particular at the beginning of the coupling position, can engage in the corresponding counterpart on the side of the internal combustion engine. The counterpart can regularly be a flange of the crankshaft of the internal combustion engine.

Bevorzugt wird die Ankoppelposition durch einen Verschiebebereich des Adapterelements gegenüber dem elektrischen Motor gebildet, wobei in einer ersten Verschiebestellung die Befestigungsmittel in Anlage zu der Verbrennungskraftmaschine positioniert sind und in einer zweiten Verschiebestellung die Befestigungsmittel an die Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sind. Hierbei ist insbesondere bevorzugt, dass eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, über die die Ankoppelposition, die Verschiebestellungen der Ankoppelposition und die Antriebsposition detektierbar sind. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Montage und Demontage des Prüfstandes an die und von der Verbrennungskraftmaschine vollautomatisiert erfolgen kann. In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Befestigungsmittel eine Mehrzahl Gewindebolzen aufweisen. Hierbei kann es sich vorteilhafter Weise um verfügbare Normteile handeln.Preferably, the coupling position is formed by a displacement region of the adapter element relative to the electric motor, wherein in a first displacement position, the fastening means are positioned in contact with the internal combustion engine and in a second displacement position, the fastening means are coupled to the internal combustion engine. In this case, it is particularly preferred that a sensor device is provided, via which the coupling position, the displacement positions of the coupling position and the drive position can be detected. In this way it can be ensured that the assembly and disassembly of the test bench can be done fully automated to and from the internal combustion engine. In a concrete embodiment, it can be provided that the fastening means have a plurality of threaded bolts. This may advantageously be available standard parts.

Bevorzugt umfasst die Getriebeanordnung zumindest eine Rutschkupplung, um ein Antriebsmoment der elektrischen Maschine auf die Getriebeanordnung definiert zu begrenzen. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Befestigungsmittel, die vorteilhafterweise Gewindebolzen umfassen, jederzeit mit dem vorgeschriebenen und dem Anwendungsfall entsprechenden Anzugsmoment angezogen werden. Insbesondere ist bevorzugt, dass so viele Rutschkupplungen wie Befestigungsmittel vorhanden sind.The gear arrangement preferably comprises at least one slip clutch in order to limit a drive torque of the electric machine to the gear arrangement. This ensures that the fastening means, which advantageously comprise threaded bolts, are tightened at any time with the prescribed and the application case corresponding torque. In particular, it is preferred that as many slip clutches as fasteners are present.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Positionieren einer Prüfstandsanordnung an einer Verbrennungskraftmaschine, mit den Schritten:

– Bereitstellen einer der Schlepp- oder Lastmomentaufbringung dienenden elektrischen Maschine,
– Bereitstellen ein von der elektrischen Maschine antreibbares Adapterelement, das Befestigungsmittel aufweist, über die das Adapterelement mit der Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, wobei das Adapterelement weiterhin eine von der elektrischen Maschine antreibbare Getriebeanordnung aufweist, mittels der die Befestigungsmittel zur Kopplung des Adapterelements mit der Verbrennungskraftmaschine beaufschlagbar sind,
– Positionieren der Prüfstandsanordnung gegenüber der Verbrennungskraftmaschine in eine erste Verschiebestellung einer Ankoppelposition, in der die Befestigungsmittel zur Kopplung des Adapterelements mit der Verbrennungskraftmaschine durch die elektrische Maschine beaufschlagbar sind,
– Betreiben der elektrischen Maschine, um über die Getriebeanordnung die Befestigungsmittel zu beaufschlagen zur Erreichung einer zweiten Verschiebeposition der Ankoppelposition, in der die Befestigungsmittel an die Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sind,
– Verschieben der elektrischen Maschine gegenüber dem Adapterelement in eine Antriebsposition, in der eine Last zwischen Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Maschine übertragbar ist.

The object is further achieved by a method for positioning a test rig arrangement on an internal combustion engine, with the steps:

Providing an electrical machine serving for drag or load torque application,
- Providing a drivable by the electric motor adapter element having fastening means via which the adapter element is coupled to the internal combustion engine, wherein the adapter element further comprises a drivable by the electric machine gear arrangement, by means of which the fastening means for coupling the adapter element to the internal combustion engine can be acted upon .
Positioning the test stand arrangement in relation to the internal combustion engine into a first displacement position of a coupling position in which the fastening means for coupling the adapter element to the internal combustion engine can be acted upon by the electric machine,
Operating the electric machine in order to apply the fastening means via the gear arrangement in order to achieve a second displacement position of the coupling position in which the fastening means are coupled to the internal combustion engine,
- Moving the electric machine relative to the adapter element in a drive position in which a load between the internal combustion engine and electric machine is transferable.

Bevorzugt erfolgt ein Detektieren der Ankoppelposition, der Verschiebestellungen der Ankoppelposition und die Antriebsposition durch eine Sensoreinrichtung.Preferably, the coupling position, the displacement positions of the coupling position and the drive position are detected by a sensor device.

Bevorzugt wird ein koaxial zu der elektrischen Maschine angeordnetes Antriebszahnrad der Getriebeanordnung in der Ankoppelposition von der elektrischen Maschine angetrieben.Preferably, a coaxially arranged to the electric machine drive gear of the gear assembly is driven in the coupling position of the electric machine.

Bevorzugt ist die Getriebeanordnung in Vorgelegebauweise ausgeführt und über das Antriebszahnrad wird ein Leistungsfluss auf zumindest eine Vorgelegewelle übertragen. Preferably, the gear assembly is executed in countershaft design and on the drive gear, a power flow is transmitted to at least one countershaft.

Bevorzugt weist die elektrische Maschine einen federbeaufschlagten Stempel auf und der federbeaufschlagte Stempel beaufschlagt das Adapterelement in der Ankoppelposition in Richtung der Verbrennungskraftmaschine.Preferably, the electric machine has a spring-loaded punch and the spring-loaded punch acts on the adapter element in the coupling position in the direction of the internal combustion engine.

Die erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Hierin zeigenThe test stand arrangement according to the invention will be described below with reference to the figures. Show here

1 eine erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung in einer Grundposition; 1 a test stand arrangement according to the invention in a basic position;

2 eine erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung in einer ersten Verschiebestellung einer Ankoppelposition; 2 a test stand arrangement according to the invention in a first displacement position of a coupling position;

3 eine erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung in einer zweiten Verschiebestellung einer Ankoppelposition; 3 a test stand arrangement according to the invention in a second displacement position of a coupling position;

4 eine erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung in einer Antriebsposition und 4 a test stand arrangement according to the invention in a drive position and

5a, 5b ein Detail einer erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung. 5a . 5b a detail of a test rig arrangement according to the invention.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung 10. Die Prüfstandsanordnung 10 kann aus den Hauptkomponenten Verbrennungskraftmaschine 12, elektrische Maschine 20 und Adapterelement 30 bestehen, die entlang einer Längsachse L axial fluchtend angeordnet sind. Bei der Längssachse L handelt es sich bevorzugt gleichzeitig um eine Drehachse, um die eine Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 12, die elektrische Maschine 20 und das Adapterelement 30 rotieren können. Das Adapterelement 30 fungiert hierbei als verbindendes Element zwischen der Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 12 und der elektrischen Maschine 20. Die Prüfstandsanordnung 10 ist in einer Grundposition der Hauptkomponenten Verbrennungskraftmaschine 12, elektrische Maschine 20 und Adapterelement 30 zueinander gezeigt. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass in einer Grundposition zumindest die Verbrennungskraftmaschine 10 einerseits und die elektrische Maschine 20 mit dem Adapterelement 30 andererseits nicht auf einer Längsachse L axial fluchtend angeordnet sind.The 1 shows a test stand arrangement according to the invention 10 , The test rig arrangement 10 can from the main components internal combustion engine 12 , electric machine 20 and adapter element 30 exist, which are arranged axially aligned along a longitudinal axis L. The longitudinal axis L is preferably at the same time about an axis of rotation about the one crankshaft 14 the internal combustion engine 12 , the electric machine 20 and the adapter element 30 can rotate. The adapter element 30 acts as a connecting element between the crankshaft 14 the internal combustion engine 12 and the electric machine 20 , The test rig arrangement 10 is in a basic position of the main components internal combustion engine 12 , electric machine 20 and adapter element 30 shown to each other. In principle, it would be conceivable that in a basic position, at least the internal combustion engine 10 on the one hand and the electric machine on the other 20 with the adapter element 30 On the other hand, not axially aligned on a longitudinal axis L are arranged.

Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist vorliegend weitestgehend schematisiert dargestellt. Lediglich die Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 12 und der Abtriebsflansch 16 der Kurbelwelle 14 ist explizit dargestellt. Auch die elektrische Maschine 20 ist weitestgehend schematisiert dargestellt. Für die vorliegende Beschreibung ist lediglich entscheidend, dass die elektrische Maschine 20 ein von ihr um die Längsachse L antreibbares Abtriebselement 22, einen parallel zur Längsachse L federbeaufschlagten Stempel 26 und einen gehäuseseitig angebrachten Positionsindikator 28 umfasst. Das Abtriebselement 22 kann als Zahnrad mit einer Außenverzahnung 23 ausgebildet sein. Weiterhin umfasst das Abtriebselement 22 mehrere parallel zur Längsachse L ausgerichtete federbeaufschlagte Mitnehmer 24, die entgegen einer Federbeaufschlagung zumindest teilweise parallel zur Längsachse L in das Abtriebselement 22 einfahrbar sind.The internal combustion engine 12 is shown here largely schematically. Only the crankshaft 14 the internal combustion engine 12 and the output flange 16 the crankshaft 14 is shown explicitly. Also the electric machine 20 is shown schematically as far as possible. For the present description is only critical that the electric machine 20 one of her about the longitudinal axis L drivable output member 22 , a spring-loaded parallel to the longitudinal axis L stamp 26 and a housing side mounted position indicator 28 includes. The output element 22 Can be used as a gear with external teeth 23 be educated. Furthermore, the output element comprises 22 a plurality of parallel to the longitudinal axis L aligned spring-loaded driver 24 , at least partially parallel to the longitudinal axis L in the driven element against a spring loading 22 are retractable.

Das Adapterelement 30 umfasst einen Antriebskorb 34, in dem eine Getriebeanordnung 50 aufgenommen ist. Der Antriebskorb 34 umfasst seinerseits Befestigungsmittel 32 und einen Zentrierdorn 36. Die Befestigungsmittel 32 und der Zentrierdorn 36 sind an dem Antriebskorb 34 der Verbrennungskraftmaschine 12 zugewandt angeordnet. Die Befestigungsmittel 32 können mehrere Gewindebolzen 38 umfassen. Während der Zentrierdorn 36 koaxial zu der Längsachse L an einem Flansch 42 des Antriebskorbs 34 angeordnet ist, sind die Gewindebolzen 38 umfanglich um den Zentrierdorn 36 von innerhalb des Antriebskorbes 34 durch den Flansch 42 nach Außen durchtretend angeordnet. Durch diese Anordnung ergibt sich, dass Schraubenköpfe 40 der Gewindebolzen 38 im Inneren des Antriebskorbes 34 des Adapterelements 30 angeordnet sind und dort entsprechend betätigt beziehungsweise drehend beaufschlagt werden können. Bevorzugt sind vier Gewindebolzen 38 vorgesehen, wobei auch eine abweichende Anzahl oder eine ungerade Anzahl zweckmäßig sein kann.The adapter element 30 includes a drive basket 34 in which a gearbox arrangement 50 is included. The drive basket 34 in turn includes fasteners 32 and a centering pin 36 , The fasteners 32 and the centering pin 36 are on the drive basket 34 the internal combustion engine 12 arranged facing. The fasteners 32 can have several threaded bolts 38 include. While the centering pin 36 coaxial with the longitudinal axis L on a flange 42 of the drive basket 34 is arranged, are the threaded bolts 38 around the centering pin 36 from within the drive basket 34 through the flange 42 arranged to pass outside. By this arrangement results that screw heads 40 the threaded bolt 38 inside the drive basket 34 of the adapter element 30 are arranged and operated there according to or can be acted upon rotating. Preference is given to four threaded bolts 38 provided, with a different number or an odd number may be appropriate.

Der Antriebskorb 34 des Adapterelements 30 umfasst ferner eine Innenverzahnung 44, die der elektrischen Maschine 20 zugewandt angeordnet ist. Die Innenverzahnung 44 kann in einen Verzahnungseingriff mit der Außenverzahnung 23 des Abtriebselements 22 der elektrischen Maschine 20 gebracht werden, um eine Antriebsverbindung zwischen der elektrischen Maschine 20 und dem Adapterelement 30 herzustellen. Ferner weist der Antriebskorb 34 an einem Außenumfang einen Positionsindikator 46 auf, der im Bereich der Innenverzahnung 44 angeordnet ist.The drive basket 34 of the adapter element 30 further comprises an internal toothing 44 that of the electric machine 20 is arranged facing. The internal toothing 44 can be in a meshing engagement with the external teeth 23 of the output element 22 the electric machine 20 be brought to a drive connection between the electric machine 20 and the adapter element 30 manufacture. Furthermore, the drive basket 34 on an outer circumference a position indicator 46 on, in the area of internal toothing 44 is arranged.

Die Getriebeanordnung 50 umfasst ein koaxial zur Längsachse L angeordnetes Antriebszahnrad 52. Das Antriebszahnrad 52 ist über eine Lagerung 56 an dem Antriebskorb 34 drehbar gehalten. Das Antriebszahnrad 52 steht nach radial außen mit einer der Anzahl der Gewindebolzen 38 entsprechenden Anzahl an Zahnräder 58, die jeweils auf Vorgelegewellen 60 drehbar gehalten sind, in einem Verzahnungseingriff. Die Vorgelegewellen 60 sind in geeigneter aber nicht näher dargestellte Weise gegenüber dem Antriebskorb 34 gehalten.The gear arrangement 50 comprises a coaxial with the longitudinal axis L arranged drive gear 52 , The drive gear 52 is about a storage 56 on the drive basket 34 rotatably held. The drive gear 52 is radially outward with one of the number of threaded bolts 38 corresponding number of gears 58 , each on countershafts 60 are rotatably supported, in a meshing engagement. The countershafts 60 are in suitable but not shown manner with respect to the drive basket 34 held.

Weiterhin sind auf den Vorgelegewellen 60 Zahnräder 62. Die Zahnräder 62 stehen mit dem jeweiligen Zahnrad 58 in einer drehfesten Verbindung. Die Zahnräder 62 können radial innerhalb angeordnete Betätigungszahnräder 66 drehend antreiben. Weiterhin umfassen die Zahnräder 62 Rutschkupplungen 74. Jedes Betätigungszahnrad 66 ist koaxial zu einem der Gewindebolzen 38 beziehungsweise einem der Schraubenköpfe 40 angeordnet. Die Betätigungszahnräder 66 bilden auf der den Gewindebolzen 38 zugewandten Stirnseite ein Antriebsprofil 70 zur Aufnahme und zum drehenden Antrieb des Schraubenkopfes 40 des Gewindebolzens 38. Bei dem Antriebsprofil 70 kann es sich bedarfsweise um ein Sechskantprofil, ein Torxprofil, ein Vielzahnprofil oder dergleichen handeln. Über die Rutschkupplungen 74 kann ein von den Zahnrädern 62 auf die Betätigungszahnräder 66 übertragenes Drehmoment auf einen voreingestellten Wert begrenzt werden.Furthermore, on the countershafts 60 gears 62 , The gears 62 stand with the respective gear 58 in a non-rotatable connection. The gears 62 can be arranged radially inside actuating gears 66 driving in rotation. Furthermore, the gears include 62 slip clutches 74 , Each actuating gear 66 is coaxial with one of the threaded bolts 38 or one of the screw heads 40 arranged. The actuating gears 66 form on the threaded bolt 38 facing end face a drive profile 70 for receiving and for rotating drive of the screw head 40 of the threaded bolt 38 , In the drive profile 70 If necessary, it may be a hexagonal profile, a Torx profile, a multi-tooth profile or the like. About the slip clutches 74 can be one of the gears 62 on the actuating gears 66 transmitted torque are limited to a preset value.

Schließlich weist die Prüfstandsanordnung 10 eine Sensoreinrichtung 80 auf, die zumindest drei Sensorelemente 82 ₁, 82 ₂, 82 ₃ umfasst. Über Sensoreinrichtung 80 können verschiedene, noch näher zu beschreibende Positionen der elektrischen Maschine 20 und des Adapterelements 30 erfasst werden.Finally, the test rig arrangement 10 a sensor device 80 on, the at least three sensor elements 82 ₁ , 82 ₂ , 82 ₃ includes. About sensor device 80 can be various, still to be described positions of the electric machine 20 and the adapter element 30 be recorded.

Die 2 zeigt die Prüfstandsanordnung 10 in einer Ankoppelposition, in der das Abtriebselement 22 der elektrischen Maschine 20 über die federbeaufschlagten Mitnehmer 24 in einer Antriebsverbindung mit der Getriebeanordnung 50 des Adapterelements 30 steht. Hierbei greifen die Mitnehmer 24 in axial fluchtende Bohrungen 72 des Antriebszahnrades 52 der Getriebeanordnung 50 ein, so dass ein drehender Antrieb der Getriebeanordnung 50 durch die elektrische Maschine 20 erfolgen kann. Bevorzugt sind die Bohrungen 72 als Sacklochbohrungen ausgeführt. In der Ankoppelposition besteht kein Verzahnungseingriff zwischen Innenverzahnung 44 des Antriebskorbs 34 und der Außenverzahnung 23 des Abtriebselements 22 der elektrischen Maschine 20. Die Ankoppelposition kann sich über einen Verschiebebereich des Adapterelements 30 gegenüber der elektrischen Maschine 20 erstrecken.The 2 shows the test rig arrangement 10 in a coupling position, in which the output element 22 the electric machine 20 over the spring-loaded driver 24 in a drive connection with the gear assembly 50 of the adapter element 30 stands. Here are the drivers 24 in axially aligned holes 72 of the drive gear 52 the gear arrangement 50 a, allowing a rotating drive of the gear assembly 50 through the electric machine 20 can be done. The holes are preferred 72 executed as blind holes. In the coupling position there is no meshing engagement between internal teeth 44 of the drive basket 34 and the external teeth 23 of the output element 22 the electric machine 20 , The coupling position may be over a displacement range of the adapter element 30 opposite the electric machine 20 extend.

In der 2 ist eine erste Verschiebestellung gezeigt, in der die Gewindebolzen 38 der Befestigungsmittel 32 in Anlage zu dem Abtriebsflansch 16 der Kurbelwelle 14 gebracht wurden und gleichzeitig die elektrische Maschine 20 in einem Maße in den Antriebskorb 34 des Adapterelements 30 eingefahren wurde, dass die federbeaufschlagten Mitnehmer 24 sowohl vollständig in die Bohrungen 72 des Antriebszahnrades 52 versenkt sind, als auch entgegen der Federbeaufschlagung in das Abtriebselement 22 der elektrischen Maschine 20 eingefahren sind. Gleichzeitig beaufschlagt der Stempel 26 das Adapterelement 30 in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 12.In the 2 is shown a first displacement position in which the threaded bolts 38 the fastener 32 in contact with the output flange 16 the crankshaft 14 and at the same time the electric machine 20 to a certain extent in the drive basket 34 of the adapter element 30 was retracted that the spring-loaded driver 24 both completely into the holes 72 of the drive gear 52 sunk, as well as against the spring loading in the output element 22 the electric machine 20 retracted. At the same time, the punch acts on it 26 the adapter element 30 in the direction of the internal combustion engine 12 ,

Diese erste Verschiebestellung der Ankoppelposition kann über die Sensorelemente 82 ₂ und 82 ₃ erkannt werden und zwar indem in dem Sensorelement 82 ₂ ein Positionssignal durch den Positionsring 28 induziert wird und in dem Sensorelement 82 ₃ noch kein Positionssignal durch den Positionsring 46 induziert wird.This first displacement position of the coupling position can via the sensor elements 82 ₂ and 82 _{3 are} recognized and that by in the sensor element 82 _2, a position signal by the position ring 28 is induced and in the sensor element 82 ₃ still no position signal through the position ring 46 is induced.

Erfolgt nun ein drehender Antrieb des Antriebszahnrades 52 durch die elektrische Maschine 20 überträgt sich die Drehung über die mit dem Antriebszahnrad 52 in einem Verzahnungseingriff stehenden Zahnräder 58 auf die Vorgelegewellen 60 und weiter auf die Zahnräder 62. Ausgehend hiervon wird die Drehung auf die Betätigungszahnräder 66 übertragen, die wiederum über ihre Antriebsprofile 70, in die Schraubenköpfe 40 der Gewindebolzen 38 eingreifen, die Gewindebolzen 38 drehen, so dass diese sich in den Abtriebsflansch 16 der Kurbelwelle 14 über nicht näher dargestellte Gewindeabschnitte beziehungsweise Gegengewindeabschnitte eindrehen.Now takes place a rotating drive of the drive gear 52 through the electric machine 20 The rotation is transmitted via the with the drive gear 52 toothed gears 58 on the countershafts 60 and continue on the gears 62 , Starting from this, the rotation on the actuating gears 66 transmitted, in turn, via their drive profiles 70 , in the screw heads 40 the threaded bolt 38 engage the threaded bolts 38 Turn so that they are in the output flange 16 the crankshaft 14 Screw in via non-illustrated threaded sections or counter-threaded sections.

Die 3 zeigt die Prüfstandsanordnung 10 ebenfalls in einer Ankoppelposition, allerdings in einer zweiten Verschiebestellung, in der Flansch 42 des Antriebskorbs 34 über die Gewindebolzen 38 der Befestigungsmittel fest an den Abtriebsflansch 16 der Kurbelwelle 14 gekoppelt wurde. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht das Koppeln in einem Verschrauben über die Gewindebolzen 38. Zu erkennen ist, dass die elektrische Maschine 20 ihre Stellung verglichen mit der in der 2 dargestellten ersten Verschiebestellung beibehalten hat. Eine Positionveränderung in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 12 hat allerdings das Adapterelement 30 erfahren und war infolge des im Zusammenhang mit der 2 beschriebenen drehenden Antriebs des Antriebszahnrades 52 der Getriebeanordnung 50 durch das Abtriebselement 22 der elektrischen Maschine 20. Infolge der relativen Positionsveränderung der elektrischen Maschine 20 und des Adapterelements 30 zueinander sind die federbeaufschlagten Mitnehmer 24 durch die Federbeaufschlagung aus dem Abtriebselement 22 ausgefahren, wobei sie gleichzeitig immer noch in die Bohrungen 72 des Antriebszahnrades 52 eingreifen.The 3 shows the test rig arrangement 10 also in a coupling position, but in a second displacement position, in the flange 42 of the drive basket 34 over the threaded bolts 38 the fastener firmly to the output flange 16 the crankshaft 14 was coupled. In the described embodiment, the coupling consists of screwing over the threaded bolts 38 , It can be seen that the electric machine 20 their position compared with that in the 2 has maintained shown first displacement position. A change in position in the direction of the internal combustion engine 12 but has the adapter element 30 experienced and was due to in connection with the 2 described rotating drive of the drive gear 52 the gear arrangement 50 through the output element 22 the electric machine 20 , Due to the relative change in position of the electric machine 20 and the adapter element 30 to each other are the spring-loaded driver 24 by the spring action of the output element 22 extended, while still in the holes 72 of the drive gear 52 intervention.

Diese zweite Verschiebestellung der Ankoppelposition kann über die Sensorelemente 82 ₂ und 82 ₃ erkannt werden und zwar indem in dem Sensorelement 82 ₂ ein Positionssignal durch den Positionsring 28 induziert wird und in dem Sensorelement 82 ₃ ein Positionssignal durch den Positionsring 46 induziert wird.This second displacement position of the coupling position can via the sensor elements 82 ₂ and 82 _{3 are} recognized and that by in the sensor element 82 ₂ a position signal through the position ring 28 is induced and in the sensor element 82 _3, a position signal through the position ring 46 is induced.

Die 4 zeigt die Prüfstandsanordnung 10 in einer Antriebsposition, in der das Adapterelement 30 seine Stellung verglichen mit der in 3 dargestellten Ankoppelposition beibehalten hat. Ein Positonsveränderung weg von der Verbrennungskraftmachine 12 hatte allerdings die elektrische Maschine 20 erfahren. In dieser Antriebsposition steht die Innenverzahnung 44 des Antriebskorbs 34 mit der Außenverzahnung 23 des Abtriebselements 22 der elektrischen Maschine 20 in einem Verzahnungseingriff, so dass eine Antriebsverbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 12 und der elektrischen Maschinen 20 besteht. In dieser Ankoppelposition kann eine Schlepp- oder Lastmomentaufbringung der Verbrennungskraftmaschine 12 mittels der elektrischen Maschine 20 erfolgen.The 4 shows the test rig arrangement 10 in a drive position in which the adapter element 30 his position compared with the in 3 has maintained shown Ankoppelposition. A positon change away from the combustion engine 12 However, had the electric machine 20 Experienced. In this drive position is the internal teeth 44 of the drive basket 34 with the external teeth 23 of the output element 22 the electric machine 20 in a meshing engagement, so that a drive connection between the internal combustion engine 12 and the electrical machines 20 consists. In this Ankoppelposition can drag or Lastmomentaufbringung the internal combustion engine 12 by means of the electric machine 20 respectively.

Die Antriebsposition kann über die Sensorelemente 82 ₁ und 82 ₃ erkannt werden und zwar indem in dem Sensorelement 82 ₁ ein Positionssignal durch den Positionsring 28 induziert wird und in dem Sensorelement 82 ₃ ein Positionssignal durch den Positionsring 46 induziert wird.The drive position can be via the sensor elements 82 ₁ and 82 _{3 are} recognized and that by in the sensor element 82 ₁ a position signal through the position ring 28 is induced and in the sensor element 82 _3, a position signal through the position ring 46 is induced.

Die 5a zeigt ein Detail der Antriebselements 30 und ein Teil des Antriebskorbes 34, die Gewindebolzen 38 der Befestigungsmittel 32, die Vorgelegewellen 60 mit den Zahnrädern 58 und den Zahnrädern 62 und die Betätigungszahnräder 66 mit den Antriebsprofilen 70. Die 5b zeigt eine Axialansicht des in der 5a gezeigten Details. In die 5b ist weiterhin das Bezugszeichen 74 eingezeichnet, das die Rutschkupplungen bezeichnet, die durch die Paarungen der Reibräder 62 und der Betätigungszahnräder 66 gebildet werden. Die Rutschkupplungen 74 sind bevorzugt derart ausgelegt, dass sie eine Übertragung eines Anzugsmoment auf die Gewindebolzen 38 beziehungsweise deren Schraubenköpfe 40 bis zu einem Sollmoment zulassen und bei Überschreiten des Sollmoments infolge Schlupf eine Momentbegrenzung bewirken. Als Sollmoment kann beispielsweise 35 Nm eingestellt sein.The 5a shows a detail of the drive element 30 and a part of the drive basket 34 , the threaded bolts 38 the fastener 32 , the countershafts 60 with the gears 58 and the gears 62 and the actuating gears 66 with the drive profiles 70 , The 5b shows an axial view of the in the 5a shown details. In the 5b is still the reference number 74 drawn, which designates the friction clutches, by the pairings of friction wheels 62 and the actuating gears 66 be formed. The friction clutches 74 are preferably designed such that they transmit a tightening torque to the threaded bolt 38 or their screw heads 40 allow up to a target torque and cause a torque limit when the set torque is exceeded due to slip. As a target torque, for example, 35 Nm can be set.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Prüfstandsanordnungtest arrangement
1212: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1414: Kurbelwellecrankshaft
1616: Abtriebsflanschoutput flange
2020: elektrische Maschineelectric machine
2222: Abtriebselementoutput element
2323: Außenverzahnungexternal teeth
2424: Mitnehmertakeaway
2626: Stempelstamp
2828: Positionsindikatorposition indicator
3030: Adapterelementadapter element
3232: Befestigungsmittelfastener
3434: Antriebskorbdrive cage
3636: Zentrierdorncentering
3838: Gewindebolzenthreaded bolt
4040: Schraubenkopfscrew head
4242: Flanschflange
4444: Innenverzahnunginternal gearing
4646: Positionsindikatorposition indicator
5050: Getriebeanordnungtransmission assembly
5252: Antriebszahnraddrive gear
5656: Lagerungstorage
5858: Zahnradgear
6060: VorgelegewelleCountershaft
6262: Zahnradgear
6666: Betätigungszahnradactuating gear
7070: Antriebsprofildrive profile
7272: Bohrungdrilling
7474: Rutschkupplungslip clutch
8080: Sensoreinrichtungsensor device
8282: Sensorelementsensor element
LL: Längsachselongitudinal axis

Claims

Test rig arrangement ( 10 ) for an internal combustion engine ( 12 ), comprising an electric machine serving to drag or load torque application ( 20 ), one of the electric machine ( 20 ) drivable adapter element ( 30 ), the fastening means ( 32 ), via which the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ) is coupled, wherein the adapter element ( 30 ) further one of the electric machine ( 20 ) drivable transmission arrangement ( 50 ), by means of which the fastening means ( 32 ) for coupling the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ) can be acted upon.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the adapter element ( 30 ) and the electric machine ( 20 ) can be brought to one another in a drive position and in a coupling position, wherein in the drive position, a load between the internal combustion engine ( 12 ) and electrical machine ( 20 ) is transferable and in the coupling position, the fastening means ( 32 ) for coupling the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ) by the electric machine ( 20 ) can be acted upon.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the gear arrangement ( 50 ) a coaxial to the electric machine ( 20 ) arranged drive gear ( 52 ), which in the coupling position of the electric machine ( 20 ) is drivable.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the gear arrangement ( 50 ) is executed in countershaft design, wherein via the drive gear ( 52 ) a power flow to at least one countershaft ( 60 ) is transferable.

Test rig arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electric machine ( 20 ) an output element ( 22 ) in the drive position with a drive cage ( 34 ) of the adapter element ( 30 ) is in a positive engagement and in the coupling position with the gear arrangement ( 50 ) is in a positive engagement.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the output element ( 22 ) one or more spring loaded dogs ( 24 ) in the coupling position in the drive gear ( 52 ) of the gear arrangement ( 50 ) intervene.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the electric machine ( 20 ) a spring-loaded stamp ( 26 ), by means of which the adapter element ( 30 ) in the coupling position in the direction of the internal combustion engine ( 12 ) can be acted upon.

Test rig arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coupling position by a displacement region of the adapter element ( 30 ) relative to the electrical machine ( 20 ) is formed, wherein in a first displacement position, the fastening means ( 32 ) in contact with the internal combustion engine ( 12 ) are positioned and in a second displacement position, the fastening means ( 32 ) to the internal combustion engine ( 12 ) are coupled.

Test rig arrangement ( 10 ) according to claim 8, characterized in that a sensor device ( 80 ) is provided, via which the coupling position, the displacement positions of the coupling position and the drive position can be detected.

Test rig arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fastening means ( 32 ) a plurality of threaded bolts ( 38 ) exhibit.

Test rig arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gear arrangement ( 50 ) at least one slip clutch ( 74 ) to a drive torque of the electric machine ( 20 ) on the gear arrangement ( 50 ) defined limit.

Method for coupling a test rig arrangement ( 10 ) to an internal combustion engine ( 12 ), comprising the steps of: - providing an electrical machine serving for dragging or load torque application ( 20 ), - providing one of the electrical machine ( 20 ) drivable adapter element ( 30 ), the fastening means ( 32 ), via which the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ) is coupled, wherein the adapter element ( 30 ) further one of the electric machine ( 20 ) drivable transmission arrangement ( 50 ), by means of which the fastening means ( 32 ) for coupling the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ), - Positioning of the test rig arrangement ( 10 ) relative to the internal combustion engine ( 12 ) in a first displacement position of a coupling position, in which the fastening means ( 32 ) for coupling the adapter element ( 30 ) with the internal combustion engine ( 12 ) by the electric machine ( 20 ), - operating the electric machine ( 20 ) via the gear assembly ( 50 ) the fastening means ( 32 ) to achieve a second displacement position of the coupling position, in which the fastening means ( 32 ) are coupled to the internal combustion engine, - moving the electric machine ( 20 ) relative to the adapter element ( 30 ) in a drive position in which a load between the internal combustion engine ( 12 ) and electrical machine ( 20 ) is transferable.

Method for coupling a test rig arrangement according to claim 12, characterized by detecting the coupling position, the displacement positions of the coupling position and the drive position by a sensor device.