DE102021205741B3

DE102021205741B3 - Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand

Info

Publication number: DE102021205741B3
Application number: DE102021205741.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dollinger; Christian Hell
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2041-06-09
Also published as: WO2022258450A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abstellmodul (10) für einen Antriebsstrangprüfstand, umfassend einen radialen Innenteil (11), einen radialen Außenteil (12) und eine Blockiervorrichtung (13), wobei der Innenteil (11) dazu ausgebildet ist, auf einer ersten Axialseite (11') drehfest mit einer Radnabe (31) eines Kraftfahrzeugs (30) verbunden zu werden und auf einer zweiten Axialseite (11") drehfest mit einer Antriebswelle (19) eines Belastungsmotors verbunden zu werden und wobei die Blockiervorrichtung (13) dazu ausgebildet ist, den Innenteil (11) in einem ersten Zustand der Blockiervorrichtung (13) im Außenteil zu halten und in einem zweiten Zustand der Blockiervorrichtung (13) freizugeben. Das erfindungsgemäße Abstellmodul (10) zeichnet sich dadurch aus, dass die Blockiervorrichtung (13) hydraulisch betätigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen entsprechenden Antriebsstrangprüfstand.
Getriebeprüfstände bzw. Antriebsstrangprüfstände zum Prüfen von Kraftfahrzeuggetrieben bzw. von vollständigen Kraftfahrzeugantriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Prüfstände werden üblicherweise zur Qualitätskontrolle verwendet, um Funktionsstörungen in Antriebssträngen frühzeitig durch eine Reihe von Belastungstests zu erkennen. Typische Funktionsstörungen entstehen z.B. durch spielbehaftete Bauteile, wie z. B. Zahnräder, Synchronringe, Synchronkörper, Lamellenkupplungsscheiben und Wellen, die ausgelenkt und zu Schwingungen angeregt werden können. Im Rahmen einer derartigen Funktionserprobung werden in der Regel auch das Akustikverhalten und die Schaltqualität geprüft. Darüber hinaus finden derartige Prüfstände aber auch in der Entwicklung und stetigen Verbesserung von Kraftfahrzeugantriebssträngen Verwendung.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 103 28 461 A1 einen Fahrzeugprüfstand mit einer Belastungsmaschine für jedes antreibbare Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Belastungsmaschinen sind dabei direkt, beispielsweise über Radbolzen, oder indirekt, beispielsweise über einen Riementrieb, mit den Felgen der Kraftfahrzeugräder verbunden, so dass die Belastungsmaschinen den Antriebsstrang sowohl antreiben als auch bremsen können. Der Fahrzeugprüfstand der DE 103 28 461 A1 umfasst weiterhin eine Rahmenkonstruktion, über welche das Kraftfahrzeug und die Belastungsmaschinen angehoben und zueinander ausgerichtet werden können. Während des Prüfvorgangs wird das Kraftfahrzeug vollständig von der Rahmenkonstruktion getragen, so dass es keinen Bodenkontakt hat.
Die US 10 739 234 B2 zeigt ein Dynamometer-Testsystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Dynamometer-Testeinheit und eine Adapterplatte. Die Adapterplatte ist einerseits mit einer Radnabe eines zu testenden Kraftfahrzeugs verbindbar, so dass das Fahrzeug auf der Adapterplatte wie auf einem Fahrzeugreifen aufgestellt werden kann. Andererseits ist die Adapterplatte mit einer Ausgangswelle der Dynamometer-Testeinheit verbindbar, so dass die Adapterplatte eine Triebverbindung zwischen der Radnabe des Fahrzeugs und der Ausgangswelle herstellen kann. Während eines Testvorgangs wird das Fahrzeug mit der Adapterplatte angehoben, so dass die Adapterplatte nicht den Boden berührt. Auf einem radialen Umfang der Adapterplatte kann zudem eine Gummischicht angeordnet sein.
Aus der EP 2 187 193 B1 ist ein Simulationsrad bekannt, das über eine Nabenbefestigungsstruktur wie ein Fahrzeugreifen an der Nabe eines Kraftfahrzeugs montiert werden kann. Der Nabenbefestigungsstruktur axial gegenüber liegt ein Wellenaufnahmeabschnitt, der mit einem Antrieb verbunden werden kann, um ein Drehmoment über das Simulationsrad in die Nabe des Fahrzeugs einzuleiten. Ein Reifenaufnahmeabschnitt umgibt den Wellenaufnahmeabschnitt konzentrisch und dient dazu, einen Reifen zu montieren. Zwischen dem Wellenaufnahmeabschnitt und dem Reifenaufnahmeabschnitt ist eine Drehlagerung vorgesehen, so dass der Wellenaufnahmeabschnitt gegen den Reifenaufnahmeabschnitt verdrehbar ist. Über einen Kupplungsmechanismus kann der Wellenaufnahmeabschnitt an den Reifenaufnahmeabschnitt gekoppelt werden, so dass diese nicht mehr gegeneinander verdrehbar sind.
Die AT 517 842 A4 beschreibt ein Prüfrad mit einer Radscheibe, die in eine zentrale Radscheibenbuchse übergeht. In der Radscheibenbuchse ist ein Befestigungsflansch drehbar gelagert, der einerseits mit einer Radnabe eines Kraftfahrzeugs und andererseits mit einem Antriebswellenverbindungsflansch einer Antriebseinheit verbunden werden kann, um eine Triebverbindung zwischen der Radnabe und der Antriebseinheit herzustellen. Die Verdrehbarkeit der Radscheibe relativ zum Befestigungsflansch ist durch ein axial verschiebbares Sperrmittel sperrbar, welches drehfest am Befestigungsflansch angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, in einer eingerückten Position eine drehfeste und formschlüssige Verbindung mit der Radscheibenbuchse herzustellen. In einer ausgerückten Position des Sperrmittels ist der Befestigungsflansch hingegen relativ zur Radscheibenbuchse drehbar.
Die AT 512 006 A1 offenbart eine Vorrichtung für ein Prüfrad zum Prüfen eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei das Prüfrad eine Radnabe, die drehfest mit einer Seitenwelle des Fahrzeugs verbindbar ist, und einen Radkranz, der in einer Prüfstellung drehbar mit der Radnabe verbunden ist, aufweist. Eine Sperre ist derart an der Radnabe und dem Radkranz montierbar, dass in einer Sperrstellung die drehbare Verbindung zwischen der Radnabe und dem Radkranz gesperrt ist.
Aus der DE 40 42 070 A1 ist ein druckmittelbetriebener Kraftschrauber bekannt, der mit hydraulischer Kraft betrieben wird. Er umfasst einen Kopf, der einen Ring und einen zugehörigen Hebel enthält. Ein Kolben und ein Zylinder gemeinsam mit einem anderen Kolben und einem anderen Zylinder wirken zusammen, um den Hebel zu betätigen.
Die DE 10 2004 017 979 A1 offenbart einen Kraftschrauber zum Drehen einer Schraube, der von einem Hydraulikaggregat versorgt wird, das eine Verdrängerpumpe enthält und einen definierten Mengenstrom liefert. Der Kolben wirkt auf ein Hebelsystem, das ein bewegbares Teil dreht.
Die bekannten Prüfräder sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass sie vergleichsweise aufwändig konstruiert und schwer ausgebildet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft ein Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand, umfassend einen radialen Innenteil, einen radialen Außenteil und eine Blockiervorrichtung, wobei der Innenteil dazu ausgebildet ist, auf einer ersten Axialseite drehfest mit einer Radnabe eines Kraftfahrzeugs verbunden zu werden und auf einer zweiten Axialseite drehfest mit einer Antriebswelle eines Belastungsmotors verbunden zu werden und wobei die Blockiervorrichtung dazu ausgebildet ist, den Innenteil in einem ersten Zustand der Blockiervorrichtung im Außenteil zu halten und in einem zweiten Zustand der Blockiervorrichtung freizugeben. Das erfindungsgemäße Abstellmodul zeichnet sich dadurch aus, dass die Blockiervorrichtung hydraulisch betätigbar ist.
Die Erfindung beschreibt also ein Abstellmodul für einen Antriebsstrangprüfstand, wobei der Antriebsstrangprüfstand dazu geeignet ist, einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu prüfen. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich gleichermaßen um ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug handeln wie auch um ein konventionell angetriebenes Kraftfahrzeug.
Das Abstellmodul umfasst einen radialen Innenteil, einen radialen Außenteil und eine Blockiervorrichtung, wobei diese Bestandteile wiederum jeweils aus einer Reihe von Unter-Bestandteilen bestehen können.
Der Innenteil weist auf einer ersten Axialseite Befestigungsmittel zur drehfesten Befestigung mit einer Radnabe eines zu prüfenden Kraftfahrzeugs auf. Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass die Befestigungsmittel der ersten Axialseite als Flanschverbindung ausgebildet sind, welche wiederum zur Verschraubung mit einem Radflansch der Radnabe ausgebildet sind. Somit kann das Abstellmodul vorteilhaft über seinen Innenteil wie ein gewöhnliches Fahrzeugrad am zu prüfenden Kraftfahrzeug montiert werden. Der zu prüfende Antriebsstrang bzw. das zu prüfende Kraftfahrzeug stützt sich entsprechend über seine Aufhängung auf das Abstellmodul ab, welches seinerseits auf einem Untergrund abgestellt ist und dort die auf ihm lastende Gewichtskraft abstützt. Durch das erfindungsgemäße Abstellmodul ergibt sich somit ein realistisches, dem tatsächlichen Fahrzeugverhalten weitestgehend identisch entsprechendes Prüfverhalten während eines Prüfvorgangs des Antriebsstrangprüfstands.
Weiterhin weist der Innenteil an einer zweiten Axialseite Befestigungsmittel zur drehfesten Befestigung an einer Antriebswelle eines Belastungsmotors auf. Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass die Befestigungsmittel der zweiten Axialseite als Steckverzahnung ausgebildet sind. Insbesondere umfassen die Befestigungsmittel der zweiten Axialseite eine innenverzahnte Zentrierschnittstelle, die gleichermaßen zur Zentrierung und Verbindung mit der Antriebswelle ausgebildet ist. Die Zentrierung erfolgt dabei vorteilhaft über eine kegelförmige Aufweitung des äußeren Bereichs der als Sackbohrung ausgebildeten Zentrierschnittstelle in Richtung der Antriebswelle, so dass beispielsweise ein außenverzahntes axiales Ende der Antriebswelle vergleichsweise einfach über die kegelförmige Aufweitung in die Zentrierschnittstelle eingeführt werden kann. Im inneren Bereich der Zentrierschnittstelle ist die Bohrung bevorzugt zylinderförmig ausgeführt. Besonders bevorzugt weist ausschließlich der zylinderförmige Bereich der Zentrierschnittstelle die Innenverzahnung auf. Indem die Außenverzahnung der Antriebswelle in die Innenverzahnung der Bohrung greift, ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Innenteil des Abstellmoduls und der Antriebswelle herstellbar. Bevorzugt ist die Steckverbindung auch axial sicherbar.
Bei der Antriebswelle kann es sich beispielsweise direkt um die Motorwelle des Belastungsmotors handeln oder auch um eine Gelenkwelle, welche ihrerseits mit der Motorwelle des Belastungsmotors drehfest verbunden ist. Über die Antriebswelle werden ein Drehmoment und eine Drehzahl vom Belastungsmotor in das Abstellmodul bzw. in den Innenteil eingeleitet.
Der Belastungsmotor ist bevorzugt als Elektromotor ausgebildet. Elektromotoren sind vergleichsweise kompaktbauend, haben insbesondere im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ein breites Drehzahlspektrum und weisen vorteilhaft über einen weiten Drehzahlbereich ihr maximales Drehmoment auf. Erst bei Erreichen des sog. „Eckpunkts“ im hohen Drehzahlbereich nimmt das Drehmoment aufgrund der zunehmenden Feldschwächung indirekt proportional zur weiter zunehmenden Drehzahl ab.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Belastungsmotor als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft umfasst der Synchronmotor eine vergleichsweise große Anzahl von magnetischen Polpaaren, beispielsweise zwölf oder mehr Polpaare. Derartige Synchronmotoren sind auch als sog. Synchro-Torque-Motoren bekannt.
Die Blockiervorrichtung des erfindungsgemäßen Abstellmoduls ist durch entsprechende Betätigung in einen ersten Zustand bzw. in einen zweiten Zustand versetzbar. Im ersten Zustand der Blockiervorrichtung ist der Innenteil dabei im Außenteil festgehalten und weder translatorisch noch rotatorisch gegenüber dem Außenteil bewegbar. Im zweiten Zustand der Blockiervorrichtung hingegen ist der Innenteil von der Blockiervorrichtung freigelassen und somit gegenüber dem Außenteil zumindest rotatorisch bewegbar, insbesondere auch translatorisch bewegbar, d.h. also insbesondere völlig uneingeschränkt gegenüber dem Außenteil bewegbar. Besonders bevorzugt besteht im zweiten Zustand überhaupt keine mechanische Verbindung mehr zwischen dem Innenteil und dem Außenteil.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Blockiervorrichtung hydraulisch betätigbar ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der im Stand der Technik übliche Aufwand zum Anziehen bzw. Lösen einer Vielzahl von Schrauben, welche im Stand der Technik zum Sperren bzw. Lösen der Blockiervorrichtung üblicherweise erforderlich sind, vorteilhaft entfällt. Stattdessen kann die Blockiervorrichtung des erfindungsgemäßen Abstellmoduls vergleichsweise einfach hydraulisch betätigt werden.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Blockiervorrichtung eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten mit ein- und ausfahrbaren Kolbenstangen umfasst, wobei die Kolbenstangen im ersten Zustand der Blockiervorrichtung eingefahren sind und im zweiten Zustand der Blockiervorrichtung ausgefahren sind. Somit können die Zylinder-Kolben-Aggregate auf einfache Art und Weise im zweiten Zustand den Innenteil freigeben, indem die Kolbenstangen eingefahren werden, bzw. im ersten den Innenteil gegenüber dem Außenteil blockieren, indem sie ausgefahren werden.
Bevorzugt können an den axialen Enden der Kolbenstangen Formschlusselemente angeordnet sein, welche ausgehend vom Außenteil formschlüssig an den Innenteil bzw. ausgehend vom Innenteil formschlüssig den Außenteil angreifen können, um so den Innenteil gegenüber dem Außenteil zu blockieren. Besonders bevorzugt weist der Innenteil Gegenelemente zu den an den Kolbenstangen angeordneten Formschlusselementen auf, in welche die Formschlusselemente formschlüssig eingreifen können. In beiden Fällen wird der Innenteil gegenüber dem Außenteil sowohl radial als auch axial geklemmt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten im Außenteil angeordnet sind und im zweiten Zustand der Blockiervorrichtung den Innenteil klemmen. Der Innenteil ist bevorzugt kreisförmig und weist dabei beispielsweise einen sich im Längsschnitt verjüngenden Rand auf, an den die Kolbenstangen im ersten Zustand, d.h. im ausgefahrenen Zustand, mit entsprechenden Klemmbacken angreifen können.
Die Zylinder-Kolben-Aggregate können wahlweise doppelwirkend ausgebildet sein oder eine Federkraftbeaufschlagung aufweisen, welche einer Hydraulikkraftbeaufschlagung entgegenwirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Blockiervorrichtung weiterhin mindestens eine Schraubpumpe umfasst, wobei über eine Betätigung der mindestens einen Schraubpumpe ein hydraulisches Fluid in Arbeitskammern der Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten gefördert wird. Die Schraubpumpe umfasst dabei bevorzugt ein zylinderförmiges Hydraulikreservoir und einen im Hydraulikreservoir über ein Gewinde axial zum Hydraulikreservoir verstellbaren Kolben. Über eine Drehbetätigung des Gewindes kann so z.B. der Kolben tiefer in das Hydraulikreservoir hineinbewegt werden bzw. aus dem Hydraulikreservoir herausbewegt werden. Je weiter der Kolben in das Hydraulikreservoir gefahren wird, desto mehr Hydraulikfluid verdrängt er aus dem Hydraulikreservoir in die Zylinder-Kolben-Aggregate, welche über hydraulische Leitungen mit dem Zylinder kommunizieren. Andersherum gibt der Kolben Volumen im Hydraulikreservoir frei, wenn er aus dem Hydraulikreservoir herausgefahren wird. Somit kann Hydraulikfluid aus den Zylinder-Kolben-Aggregaten zurück in die Schraubpumpe fließen und die Kolbenstangen der Zylinder-Kolben-Aggregate werden eingefahren.
Besonders bevorzugt kann die Schraubpumpe auch zwei durch den Kolben getrennte Hydraulikreservoire aufweisen, die beide im gleichen Zylinderkörper der Schraubpumpe angeordnet sind. Ein Verfahren des Kolbens in der Schraubpumpe in eine erste Richtung führt dabei zu einer Vergrößerung des einen Hydraulikreservoirs und zu einer entsprechenden Verkleinerung des anderen Hydraulikreservoirs und umgekehrt. Vorteilhaft sind die Zylinder-Kolben-Aggregate in diesem Fall doppelwirkend ausgebildet, so dass jedes Hydraulikreservoir der Schraubpumpe jeweils einer Druckkammer jedes Zylinder-Kolben-Aggregats zugeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Innenteil ein Adapterstück mit der Flanschverbindung umfasst, das zur Verschraubung mit dem Radflansch der Radnabe ausgebildet ist. Das Adapterstück weist dabei auf einer ersten Axialseite eine Anpassung an die individuelle Geometrie des Radflanschs der Radnabe auf und auf der zweiten Axialseite eine Anpassung an die Geometrie des Innenteils. Da die Geometrie des Innenteils vorteilhaft immer identisch ist, ist entsprechend auch die zweite Axialseite des Adapterstücks immer gleich ausgebildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Abstellmodul als solches nicht an unterschiedliche Radflanschgeometrien angepasst werden muss, da stattdessen nur ein jeweils passendes Adapterstück ausgewählt werden muss. Somit ist das Abstellmodul vielseitig einsetzbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass auf dem Abstellmodul ein Luftreifen angeordnet ist. In diesem Fall ergibt sich ein Abstützverhalten des Abstellmoduls auf dem Untergrund, welches weitestgehend dem Abstützverhalten eines im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden Abstützverhalten entspricht. Dadurch kann die Qualität der Prüfung nochmals verbessert werden, da das Verhalten des Antriebsstrangs in der Prüfungssituation noch näher am Verhalten des Antriebsstrangs im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ist.
Bevorzugt ist auf dem Abstellmodul ein Luftreifen angeordnet, der auch im Straßenbetrieb des Kraftfahrzeugs zum Betrieb des Kraftfahrzeugs zulässig ist. Vorteilhaft handelt es sich bei einem Felgenbett des Abstellmoduls in diesem Fall um ein Felgenbett einer ebenfalls im Straßenbetrieb des Kraftfahrzeugs zugelassenen Felge.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Außenteil ein Felgenbett für den Luftreifen umfasst, wobei das Felgenbett mittels eines Schraubverbindung am Außenteil befestigbar ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auch das Felgenbett austauschbar und das Abstellmodul flexibel anpassbar zur Aufnahme unterschiedlicher Reifen ausgebildet ist. Somit verbessert sich die Flexibilität des Abstellmoduls weiter.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass auf dem Abstellmodul eine Gummibeschichtung angeordnet ist. Die Gummibeschichtung ermöglicht ebenfalls eine vergleichsweise realitätsnahe Abstützung des Abstellmoduls auf dem Untergrund, erfordert dabei allerdings im Gegensatz zum Luftreifen keine gesonderte Auswahl und Montage eines jeweils geeigneten Luftreifens auf dem Abstellmodul. Stattdessen kann die Gummibeschichtung fest und dauerhaft auf dem Abstellmodul angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Abstellmodul kraftschlüssig oder formschlüssig mit einem Untergrund verbindbar ist. Beispielsweise kann die Haftung des Abstellmoduls auf dem Untergrund noch weiter erhöht werden, indem das Abstellmodul etwa mittels eines Spanngurts, dessen Enden fest mit dem Untergrund verbunden sind, über seine Lauffläche eingespannt wird. Um die Haftung des Abstellmoduls auf dem Untergrund nochmals weiter zu verbessern, kann das Abstellmodul weiterhin zum Beispiel mittels eines Bolzens, der im Untergrund angeordnet ist und radial von außen in das Abstellmodul eindringt, auf dem Untergrund angeordnet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Abstellmodul weiterhin einen Belastungsmotor umfasst und dass der Außenteil eine Gehäuseschnittstelle umfasst, die zur Befestigung eines Motorgehäuses des Belastungsmotors ausgebildet ist. Der Belastungsmotor ist also über sein Motorgehäuse, dessen axiales Ende insbesondere an das Abstellmodul anliegt, mit dem Abstellmodul drehfest verbunden. Die Gehäuseschnittstelle kann beispielsweise als Schraub- bzw. Flanschverbindung ausgebildet sein. Somit ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau des Abstellmoduls mit dem Belastungsmotor, da der Belastungsmotor unmittelbar und insbesondere ohne eine Zwischenwelle direkt am Abstellmodul montiert werden kann. Da der Innenteil des Abstellmoduls mit der Motorwelle drehfest verbindbar ist und der Außenteil des Abstellmoduls mit dem Motorgehäuse drehfest verbindbar ist, kann vorteilhaft sogar auf eine Lagerung zwischen dem Innenteil und dem Außenteil verzichtet werden. Stattdessen ist es in diesem Fall bevorzugt vorgesehen, dass der Innenteil über eine Lagerung der Motorwelle des Belastungsmotors gegenüber dem Außenteil drehbar lagerbar ist. In diesem Fall stellt das Abstellmodul für den Belastungsmotor funktional eine Kupplung dar, die eine Drehbewegung der Motorwelle gegenüber dem Motorgehäuse freigeben oder blockieren kann.
Durch die Anordnung des Belastungsmotors direkt am Abstellmodul ergibt sich außerdem der Vorteil, dass der benötigte Prüfraum vergleichsweise gering ausfällt und insbesondere - wie im Stand der Technik üblich - kein sperriges und teures Prüfgestell bzw. keine entsprechende Rahmenkonstruktion erforderlich sind, um das Kraftfahrzeug und den bzw. die Belastungsmotoren zu halten und zueinander auszurichten. Insbesondere ist auch keine aufwändige und zeitraubende Ausrichtung bzw. Justage des Kraftfahrzeugs zum Belastungsmotor erforderlich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Prüfvorgang mittels des erfindungsgemäßen Abstellmoduls insbesondere auch die Fahrwerkseigenschaften des zu prüfenden Kraftfahrzeugs weitestgehend unbeeinflusst lässt, da das zu prüfende Kraftfahrzeug während des Prüfvorgangs ausschließlich über sein eigenes Fahrwerk abgestützt ist. Somit können vorteilhaft fahrwerkespezifische Eigenschaften wie das
Einfederungsverhalten, Lenkverhalten und ähnliche Eigenschaften sehr realitätsnah geprüft werden.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Abstellmodul weiterhin eine Anschlussscheibe umfasst, wobei die Anschlussscheibe eine radiale Lagerung umfasst, über die ein äußerer Ring der Anschlussscheibe gegen einen inneren Kreis der Anschlussscheibe verdrehbar ist, und dass der Außenteil eine erste Anschlussscheibenschnittstelle umfasst, die zur Befestigung des äußeren Rings ausgebildet ist und eine zweite Anschlussscheibenschnittstelle umfasst, die zur Befestigung des inneren Kreises ausgebildet ist. Die Anschlussscheibe bietet dabei eine zur Anordnung des Belastungsmotors unmittelbar am Abstellmodul alternative Ausführungsform. Die Anschlussscheibe kann vorteilhaft über eine als erste Anschlussscheibenschnittstelle ausgebildete Schraub- bzw. Flanschverbindung am Außenteil des Abstellmoduls angeordnet werden und über die eine als erste Anschlussscheibenschnittstelle ausgebildete Schraub- bzw. Flanschverbindung am Innenteil des Abstellmoduls angeordnet werden. Gleichzeitig weist die Anschlussscheibe bevorzugt eine Aufnahme für eine Gelenkwelle auf, so dass über die Gelenkwelle ein Drehmoment und eine Drehzahl in den Innenteil des Abstellmoduls eingeleitet werden können.
Besonders bevorzugt ist es weiterhin vorgesehen, dass der Innenteil über die Lagerung der Anschlussscheibe gegenüber dem Außenteil drehbar lagerbar ist. Somit muss das Abstellmodul auch in diesem Fall keine eigene Lagerung zwischen dem Innenteil und dem Außenteil aufweisen, da der Außenteil drehfest mit dem äußeren Ring verbunden ist und der Innenteil drehfest mit dem inneren Kreis verbunden ist, so dass der Innenteil über die Lagerung der Anschlussscheibe gegen den Außenteil gelagert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:

1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls für einen nicht dargestellten Antriebsstrangprüfstand,
2 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform einer Anschlussscheibe eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls sowie ein erfindungsgemäßes Abstellmodul,
3 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls für einen nicht dargestellten Antriebsstrangprüfstand und
4 das Abstellmodul der 3 im Querschnitt.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls 10 für einen nicht dargestellten Antriebsstrangprüfstand. Das Abstellmodul 10 umfasst einen radialen Innenteil 11, einen radialen Außenteil 12 und eine Blockiervorrichtung 13. Der Innenteil 11 ist dazu ausgebildet, auf einer ersten Axialseite 11' drehfest mit einer Radnabe 31 eines Kraftfahrzeugs 30 (nur ausschnittweise dargestellt in 1) verbunden zu werden und auf einer zweiten Axialseite 11" drehfest mit einer Antriebswelle 19 eines Belastungsmotors (nicht dargestellt in 1) verbunden zu werden. Die Verbindung zur Radnabe 31 erfolgt dabei beispielsgemäß über den Radflansch der Radnabe 31.
Die Blockiervorrichtung 13 ist in 1 nur stark schematisiert dargestellt. Sie ist dazu ausgebildet, den Innenteil 11 in einem ersten Zustand der Blockiervorrichtung 13 im Außenteil 12 zu halten und ihn in einem zweiten Zustand der Blockiervorrichtung 13 freizugeben. Die Blockiervorrichtung 13 ist erfindungsgemäß hydraulisch betätigbar. Der Innenteil 11 ist im freigegebenen Zustand beispielsgemäß aus dem Außenteil 12 komplett entnehmbar, d.h., der Innenteil 11 ist gegenüber dem Außenteil 12 sowohl rotatorisch als auch translatorisch frei.
Beispielsgemäß umfasst die Blockiervorrichtung 13 eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten 14 (nicht dargestellt in 1) mit ein- und ausfahrbaren Kolbenstangen, wobei die Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten 14 im Außenteil 12 angeordnet ist. Im ersten Zustand der Blockiervorrichtung 13 sind die Zylinder-Kolben-Aggregate 14 ausgefahren und im zweiten Zustand der Blockiervorrichtung 13 sind sie eingefahren, so dass sie den Innenteil 11 über eine Klemmwirkung im Außenteil 12 halten können. In diesem ersten Zustand kann das Kraftfahrzeug 20 sich auf dem Abstellmodul 10 wie auf einem gewöhnlichen Fahrzeugrad fortbewegen und beispielsweise aus eigener Kraft zu einer Prüfposition in einer Prüfhalle fahren.
Die hydraulische Betätigung der Blockiervorrichtung 13 erfolgt beispielsgemäß über eine Schraubpumpe 15, welche ein hydraulisches Fluid in einem Hydraulikreservoir bevorratet sowie einen entlang einer Gewindestange verfahrbaren Kolben aufweist. Durch eine Drehbetätigung der Gewindestange kann der Kolben weiter in das Hydraulikreservoir eingefahren werden, so dass entsprechend hydraulisches Fluid aus dem Hydraulikreservoir verdrängt wird und über hydraulische Leitungen in Arbeitskammern der Zylinder-Kolben-Aggregate 14 geführt wird, so dass diese vom zweiten Zustand in den ersten Zustand, also vom eingefahrenen Zustand in den ausgefahrenen Zustand, versetzt werden und den Innenteil 11 klemmen.
Weiterhin umfasst das Abstellmodul 10 der 1 eine Gummibeschichtung 20, welche einerseits die Haftreibung zum Untergrund vergrößert als auch andererseits ein Dämpfungsverhalten gewährleistet, welches in weiten Teilen dem eines Luftreifens entspricht. Somit ergibt sich ein vergleichsweise realitätsnahes Abstützverhalten des Abstellmoduls 10 auf dem Untergrund.
2 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform einer Anschlussscheibe 16 eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls 10 sowie ein erfindungsgemäßes Abstellmodul 10. Das Abstellmodul 10 der 2 entspricht dabei dem Abstellmodul 10 der 1 und umfasst eine im Außenteil 12 angeordnete erste Anschlussscheibenschnittstelle sowie eine im Innenteil 11 angeordnete zweite Anschlussscheibenschnittstelle, die beispielsgemäß beide als Flanschverbindung ausgebildet sind.
Die Anschlussscheibe 16 umfasst ihrerseits eine radiale Lagerung 17, über die ein äußerer Ring 16' der Anschlussscheibe 16 gegen einen inneren Kreis 16" der Anschlussscheibe 16 verdrehbar ist. Weiterhin weist die Anschlussscheibe 16 eine Aufnahme 18 für eine Gelenkwelle 19 auf, so dass über Gelenkwelle 19 ein Drehmoment und eine Drehzahl über die Anschlussscheibe 16 ins Abstellmodul 10 einleiten kann. Über den äußeren Ring 16' kann die Anschlussscheibe 16, wenn sie entlang des in 2 gezeigten Pfeils in Anlage mit dem Abstellmodul 10 gebracht wird, drehfest mit dem Außenteil 12 verbunden werden. Gleichermaßen kann die Anschlussscheibe 16 über den inneren Kreis 16" drehfest mit dem Innenteil 11 verbunden werden. Wenn nun die Blockiervorrichtung 13 in den ersten Zustand versetzt wird, also den Innenteil 11 gegenüber dem Außenteil 12 freilässt, so ist der Innenteil 11 über die radiale Lagerung 17 der Anschlussscheibe 16 gegenüber dem Außenteil 12 drehbar gelagert.
3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Längsschnitt einer weiteren möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstellmoduls 10 für einen nicht dargestellten Antriebsstrangprüfstand. Das beispielhafte Abstellmodul der 3 entspricht dabei weitgehend dem Abstellmodul der 1, weist anstelle der Gummibeschichtung 20 jedoch einen Luftreifen 21 auf einem Felgenbett 22 auf. Zu sehen sind in der Darstellung der 3 zudem zwei Schraubpumpen 15, die über nicht dargestellte Verbindungsbohrungen mit den Zylinder-Kolben-Aggregaten 14 verbunden sind. Die Zylinder-Kolben-Aggregate 14 sind im Außenteil 12 angeordnet und können in einem ersten Zustand der Blockiervorrichtung 13 den Innenteil 11 gegenüber dem Außenteil 12 klemmen und in einem zweiten Zustand der Blockiervorrichtung 13 den Innenteil 11 gegenüber dem Außenteil 12 freilassen. Durch eine Schraubbetätigung der Schraubpumpen 15 können die Zylinder-Kolben-Aggregate 14 jeweils nach Maßgabe der Betätigung in den ersten bzw. zweiten Zustand versetzt werden. Axiale Enden der Kolbenstangen der Zylinder-Kolben-Aggregate 14 weisen dabei jeweils zwei Klemmbacken 23 auf, welche den Innenteil 11 an seinem radialen Rand von beiden Axialseiten herumgreifen. Dadurch kann einerseits die Klemmwirkung erhöht werden und andererseits wird es ermöglicht, dass z.B. eine Vorderachse gelenkt werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich der Innenteil 11 aus dem Außenteil 12 herausdreht. Ebenfalls zu sehen sind in 3 Bohrungen 24, welche die erste Anschlussscheibenschnittstelle 24 am Außenteil 12 des Abstellmoduls zu Anordnung der Anschlussscheibe 16 und eine Gehäuseschnittstelle 24 zur Anordnung eines Belastungsmotors unmittelbar am Abstellmodul darstellen.
4 zeigt das Abstellmodul 10 der 3 im Querschnitt. Dabei ist zu sehen, dass der Innenteil 11 eine innenverzahnte Zentrierschnittstelle 25 umfasst, die zur Zentrierung und Verbindung mit der Antriebswelle 19 ausgebildet ist. Die Zentrierschnittstelle 25 ist gleichermaßen zur Zentrierung und Verbindung mit der Antriebswelle 19 ausgebildet. Die Zentrierung erfolgt dabei über eine kegelförmige Aufweitung der als Bohrung 25 ausgebildeten Zentrierschnittstelle 25 in Richtung der (in 4 nicht dargestellten) Antriebswelle 19, so dass ein außenverzahntes axiales Ende der Antriebswelle 19 vergleichsweise einfach über die kegelförmige Aufweitung in die Bohrung 25 geführt werden kann. Im hinteren Teil der Zentrierschnittstelle 25 ist die Zentrierschnittstelle 25 zylinderförmig ausgeführt und weist die Innenverzahnung auf. Indem die Außenverzahnung der Antriebswelle 19 in die Innenverzahnung der Zentrierschnittstelle 25 greift, ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Innenteil des Abstellmoduls 11 und der Antriebswelle 19 herstellbar.
Weiterhin zu sehen ist in 4 ein Adapterstück 26, das zur Verschraubung mit dem Radflansch der Radnabe 31 ausgebildet ist. Das Adapterstück 26 weist dabei auf einer ersten Axialseite eine Anpassung an die individuelle Geometrie des Radflanschs der Radnabe 31 auf und auf der zweiten Axialseite eine Anpassung an die Geometrie des Innenteils 11. Da die Geometrie des Innenteils 11 immer identisch ist, ist entsprechend auch die zweite Axialseite des Adapterstücks 26 immer gleich ausgebildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Abstellmodul 10 als solches nicht an unterschiedliche Radflanschgeometrien angepasst werden muss, da stattdessen nur ein jeweils passendes Adapterstück 26 ausgewählt werden muss.
Bezugszeichenliste

10: Abstellmodul
11: Innenteil
11': erste Axialseite
11": zweite Axialseite
12: Außenteil
13: Blockiervorrichtung
14: Zylinder-Kolben-Aggregat
15: Schraubpumpe
16: Anschlussscheibe
16': äußerer Ring
16": innerer Kreis
17: Lagerung
18: Aufnahme
19: Gelenkwelle
20: Gummibeschichtung
21: Luftreifen
22: Felgenbett
23: Klemmbacke
24: erste Anschlussscheibenschnittstelle, Gehäuseschnittstelle
25: Zentrierschnittstelle, Bohrung
26: Adapterstück
30: Kraftfahrzeug
31: Radnabe

Claims

Abstellmodul (10) für einen Antriebsstrangprüfstand, umfassend einen radialen Innenteil (11), einen radialen Außenteil (12) und eine Blockiervorrichtung (13), wobei der Innenteil (11) dazu ausgebildet ist, auf einer ersten Axialseite (11') drehfest mit einer Radnabe (31) eines Kraftfahrzeugs (30) verbunden zu werden und auf einer zweiten Axialseite (11'') drehfest mit einer Antriebswelle (19) eines Belastungsmotors verbunden zu werden, wobei die Blockiervorrichtung (13) dazu ausgebildet ist, den Innenteil (11) in einem ersten Zustand der Blockiervorrichtung (13) im Außenteil zu halten und in einem zweiten Zustand der Blockiervorrichtung (13) freizugeben und wobei die Blockiervorrichtung (13) hydraulisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiervorrichtung (13) eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten (14) mit ein- und ausfahrbaren Kolbenstangen umfasst, wobei die Kolbenstangen im ersten Zustand der Blockiervorrichtung (13) eingefahren sind und im zweiten Zustand der Blockiervorrichtung (13) ausgefahren sind.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten (14) im Außenteil (12) angeordnet sind und im ersten Zustand der Blockiervorrichtung (13) den Innenteil (11) klemmen.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiervorrichtung (13) weiterhin mindestens eine Schraubpumpe (15) umfasst, wobei über eine Betätigung der mindestens einen Schraubpumpe (15) ein hydraulisches Fluid in Druckkammern der Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten (14) gefördert wird.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (11) eine Flanschverbindung umfasst, die zur Verschraubung mit einem Radflansch der Radnabe (31) ausgebildet ist.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (11) ein Adapterstück (26) mit der Flanschverbindung umfasst, das zur Verschraubung mit dem Radflansch der Radnabe (31) ausgebildet ist.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Abstellmodul (10) ein Luftreifen (21) angeordnet ist.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenteil (12) ein Felgenbett (22) für den Luftreifen (21) umfasst, wobei das Felgenbett (22) mittels eines Schraubverbindung am Außenteil (12) befestigbar ist.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Abstellmodul (10) eine Gummibeschichtung (20) angeordnet ist.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstellmodul (10) kraftschlüssig oder formschlüssig mit einem Untergrund verbindbar ist.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstellmodul weiterhin einen Belastungsmotor umfasst und dass der Außenteil (12) eine Gehäuseschnittstelle (24) umfasst, die zur Befestigung eines Motorgehäuses des Belastungsmotors ausgebildet ist.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (11) eine innenverzahnte Zentrierschnittstelle (25) umfasst, die zur Zentrierung und Verbindung mit der Antriebswelle (19) ausgebildet ist.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (11) über eine Lagerung der Motorwelle des Belastungsmotors gegenüber dem Außenteil (12) drehbar lagerbar ist.
Abstellmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstellmodul (10) weiterhin eine Anschlussscheibe (16) umfasst, wobei die Anschlussscheibe (16) eine radiale Lagerung (17) umfasst, über die ein äußerer Ring (16') der Anschlussscheibe (16) gegen einen inneren Kreis (16") der Anschlussscheibe (16) verdrehbar ist, und dass der Außenteil (12) eine erste Anschlussscheibenschnittstelle (24) umfasst, die zur Befestigung des äußeren Rings (16') ausgebildet ist und eine zweite Anschlussscheibenschnittstelle umfasst, die zur Befestigung des inneren Kreises (16") ausgebildet ist.
Abstellmodul (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (11) über die Lagerung (17) der Anschlussscheibe (16) gegenüber dem Außenteil (12) drehbar lagerbar ist.