DE102016100287A1

DE102016100287A1 - Drehmomentprüfstand für Antriebssysteme

Info

Publication number: DE102016100287A1
Application number: DE102016100287.9A
Authority: DE
Inventors: Riccardo Bauer; Andreas Kieschke; Hubert Körner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: DE102016100287B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentprüfstand für Antriebssysteme mit einer Gehäuseanordnung (6), die zumindest eine Halteeinrichtung (7) für ein Antriebssystem (4) und eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (16) aufweist, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (16) eine Übertragungsanordnung mit einem Übertragungsorgan und einer damit gekoppelten Drehmomenteinleitvorrichtung aufweist, wobei das Übertragungsorgan zwei Enden (22, 26) besitzt, wobei auf das erste Ende (22) zumindest ein Federpaket (24) einwirkt und auf das zweite Ende (26) Krafteinleitmittel (28) mit einer Kraft F einwirken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentprüfstand für Antriebssysteme mit einer Gehäuseanordnung, die zumindest eine Halteeinrichtung für ein Antriebssystem und eine Drehmomentübertragungsvorrichtung aufweist.
Derartige Drehmomentprüfstände sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 21 10 951 einen Prüfstand zur Drehmomentbelastung, bei dem mittels eines Motors ein Drehmoment erzeugt wird, mit dem ein zu prüfendes Bauteil belastet wird und Messwertsignale aufgenommen werden. Ein derartiger Prüfstand ist kompliziert und teuer im Aufbau und darüber hinaus nicht besonders variabel einzusetzen, da für unterschiedliche Bauteile der Motor jeweils neu angesteuert werden muss. Fehlerhafte Ansteuerungen können schnell zur Zerstörung des Bauteils oder des Motors führen. Darüber hinaus ist ein derartiger Prüfstand nicht Klimakammer tauglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Drehmomentprüfstand für Antriebssysteme bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile auf kostengünstige Art und Weise vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Übertragungsanordnung mit einem Übertragungsorgan und einer damit gekoppelten Drehmomenteinleitvorrichtung aufweist, wobei das Übertragungsorgan zwei Enden besitzt, wobei auf das erste Ende zumindest ein Federpaket einwirkt und auf das zweite Ende Krafteinleitmittel mit einer Kraft F einwirkt. Durch eine derartige Drehmomentübertragungsvorrichtung ist es möglich, auf besonders einfache Weise unterschiedliche Drehmomentsimulationen bereitzustellen, wobei selbst eine Drehmomentumkehr simuliert werden kann.
In besonders vorteilhafter Weise ist das Übertragungsorgan eine Zahnradkette und weist die Drehmomenteinleitvorrichtung ein Zahnrad auf, das drehfest mit einer Eingangswelle für das zu prüfende Antriebssystem verbunden ist.
Die Krafteinleitmittel können in besonders vorteilhafter Weise aus einem ersten Federorgan mit einem angekoppelten Gewichtsorgan bestehen. Hierdurch ist es aufgrund des einfachen Austausches von Gewichtsorganen möglich, unterschiedliche Kräfte einzuleiten und damit unterschiedliche Drehmomente zu simulieren.
Dadurch, dass das Federpaket aus parallel und in Reihe geschalteten Federn aufgebaut ist, ist eine variable Lastaufbringung realisierbar.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt
1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Drehmomentprüfstandes,
2 eine Schnittansicht im Bereich der Drehmomentübertragungsvorrichtung, und
3 ein Drehmoment-Drehwinkeldiagramm.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehmomentprüfstandes 2 für ein Antriebssystem 4, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Spoilerantrieb ist. Der Drehmomentprüfstand 2 weist eine Gehäuseanordnung 6 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Flanschprofilen besteht und zwei Rollen 8, 10 zum mobilen Einsatz aufweist. Zur Aufnahme des Antriebssystems 4 besitzt die Gehäuseanordnung 6 eine Halteeinrichtung 7. Des Weiteren sind zwei Kupplungswellen 12, 14 vorgesehen, die mit dem Antriebssystem in Eingriff stehen. Zur Aufbringung eines Drehmomentes ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 16 vorgesehen, die mit der ersten Kupplungswelle 12 in Eingriff steht. Diese Drehmomentübertragungsvorrichtung 16 weist im Wesentlichen ein als Zahnradkette 18 ausgebildetes Übertragungsorgan und eine damit gekoppelte, als Zahnrad 20 ausgebildete Drehmomenteinleitvorrichtung auf. Die Drehmomenteinleitvorrichtung ist drehfest mit der Kupplungswelle 12 verbunden, die, wie bereits beschrieben, mit dem Antriebssystem 4 verbunden ist.
Die Zahnradkette 18 ist offen ausgeführt, wobei auf ein erstes Ende 22 ein Federpaket 24 und auf ein zweites Ende 26 Krafteinleitmittel 28 einwirken.
2 zeigt eine Schnittansicht im Bereich der Drehmomentübertragungsvorrichtung 16. Deutlich zu erkennen ist die Zahnradkette 18, die über das Zahnrad 20 geführt ist und mit dem ersten Ende 22 auf das Federpaket 24 eingreift. Das Federpaket 24 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei parallel zueinander angeordneten Federn 30, 32, die in Reihe geschaltet sind mit drei parallel angeordneten Federn 34, 36 und 38. Das zweite Ende 26 der Zahnradkette 18 ist mit dem Krafteinleitmittel 28 verbunden, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Feder 40 und einem angekoppelten Gewichtsorgan 42 besteht.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Drehmomentprüfstandes wird nun anhand von 3 beschrieben. 3 zeigt ein Diagramm, bei dem das durch das Antriebssystem 4 aufzubringende Moment über der Winkelposition der Antriebswelle des Antriebssystems eingetragen ist. Im vorliegenden Fall soll ein Antriebssystem für einen ein- bzw. ausfahrbaren Spoiler geprüft werden. In der Praxis wird ein derartiger Spoiler im eingefahrenen Zustand unter Vorspannung in einer Pufferanordnung gelagert, um sicherzustellen, dass der Spoiler auch unter schwierigen Bedingungen, wie zum Beispiel bei kalten Außentemperaturen mit überfrierender Nässe, sicher in einen aktiven Zustand ausgefahren werden kann. Diese Vorspannung wird durch das anzuhängende Gewicht 42, das dem Federpakt 24 entgegenwirkt, simuliert. Die Antriebswelle des Antriebssystems erfährt nun über die erste Kupplungswelle 12 zu Beginn der Bewegung ein negatives Anlaufmoment. Dieses negative Anlaufmoment soll bei 15° Winkelumdrehung umgekehrt werden, so dass das Antriebssystem mit einem bestimmten Drehmoment tätig wird, um den Spoiler ausfahren zu können. Ab einer Winkelumdrehung von 120° muss das Antriebsmoment aufgrund der Auslegung des Federpaketes 24 noch einmal erhöht werden, um das maximale Betriebsmoment bereitstellen zu können. Die Winkelumdrehungen werden hierbei über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, die mit der zweiten Kupplungswelle 14 in Verbindung steht, ermittelt.
Es sollte deutlich sein, dass durch die erfindungsgemäße Prüfstandsanordnung auf einfache Weise die Betriebssituation eines Antriebssystemes simuliert werden kann.
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 2110951 [0002]

Claims

Drehmomentprüfstand für Antriebssysteme mit einer Gehäuseanordnung (6), die zumindest eine Halteeinrichtung (7) für ein Antriebssystem (4) und eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung (16) eine Übertragungsanordnung mit einem Übertragungsorgan und einer damit gekoppelten Drehmomenteinleitvorrichtung aufweist, wobei das Übertragungsorgan zwei Enden (22, 26) besitzt, wobei auf das erste Ende (22) zumindest ein Federpaket (24) einwirkt und auf das zweite Ende (26) Krafteinleitmittel (28) mit einer Kraft F einwirken.
Drehmomentprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsorgan eine Zahnradkette (18) ist und die Drehmomenteinleitvorrichtung ein Zahnrad (20), das drehfest mit einer Einleitwelle für das zu prüfende Antriebssystem (4) verbunden ist, aufweist.
Drehmomentprüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinleitmittel (28) aus einer Feder (40) mit einem angekoppelten Gewichtsorgan (42) bestehen.
Drehmomentprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket (24) aus parallel und in Reihe geschalteten Federn (30, 32, 34, 36, 38) aufgebaut ist.