DE102022210724A1

DE102022210724A1 - Universal test bench and method for noise and vibration measurement

Info

Publication number: DE102022210724A1
Application number: DE102022210724.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Hartmann; Anton Knestel; Thomas Becherer
Original assignee: AIP GmbH and Co KG
Current assignee: AIP GmbH and Co KG
Priority date: 2022-10-11
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen, mit einem aus zumindest zwei Rollen 2a, 2b bestehenden Leerrollensatz 6a, 6b ohne eigenen Antrieb, der geeignet ist mit zugeordneten Rädern 8 des Kraftfahrzeugs in Kontakt zu treten, zumindest zwei Torsionswellen 10a, 10b geeignet zum rotatorischen Abbremsen oder Antreiben der Räder 8 über mit den Torsionswellen 10a, 10b gekoppelte Elektromotoren 12, Durchtriebsfelgen 40 mit einem inneren Felgenbereich 42 und einem äußeren Felgenbereich 43, wobei der äußere Felgenbereich 43 rotatorisch gelagert zum inneren Felgenbereich 42 vorgesehen ist, wobei die Torsionswellen10a, 10b jeweils mit dem inneren Felgenbereich 42 drehfest verbunden sind und der innere Felgenbereich 42 mit einer jeweiligen Antriebswelle des Fahrzeugs drehfest verbunden ist, wobei die Durchtriebsfelgen 40 jeweils eine Arretierung aufweisen, mit der der innere Felgenbereich 42 und der äußere Felgenbereich 43 drehfest gegeneinander verriegelbar sind.Universal test bench for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles, with an empty roller set 6a, 6b consisting of at least two rollers 2a, 2b without its own drive, which is suitable for coming into contact with associated wheels 8 of the motor vehicle, at least two torsion shafts 10a, 10b suitable for rotationally braking or driving the wheels 8 via electric motors 12 coupled to the torsion shafts 10a, 10b, drive-through rims 40 with an inner rim region 42 and an outer rim region 43, wherein the outer rim region 43 is provided so as to be rotationally mounted to the inner rim region 42, wherein the torsion shafts 10a, 10b are each connected to the inner rim region 42 in a rotationally fixed manner and the inner rim region 42 is connected to a respective drive shaft of the vehicle in a rotationally fixed manner, wherein the drive-through rims 40 each have a locking mechanism, with which the inner rim area 42 and the outer rim area 43 can be locked against each other in a rotationally fixed manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen und Verfahren zur Geräusch- und Vibrationsmessung (NVH) an Kraftfahrzeugen.The invention relates to a universal test bench for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles and methods for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles.

Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Prüfständen bekannt, um Fahrgeräusche, Reifenabrollgeräusche und Schwingungen von Kraftfahrzeugen möglichst unverfälscht im Labor zu reproduzieren und zu messen. Welche Art von Prüfung zur Anwendung kommt, wird durch das gewünschte Messergebnis besti m mt.In the state of the art, various types of test benches are known for reproducing and measuring driving noise, tire rolling noise and vibrations of motor vehicles in the laboratory as authentically as possible. The type of test used is determined by the desired measurement result.

Bei einem Rollenprüfstand wird das Fahrzeug mit an ihm angebrachten Rädern auf drehbaren Rollen des Rollenprüfstands angeordnet und in seiner Position fixiert. Im Testbetrieb können dann die Fahr- und Abrollgeräusche des im Stand mit rotierenden Rädern auf den Rollen fahrenden Kraftfahrzeuges gemessen werden. Hiermit kann der gesamte Fahrkomfort bezüglich der Geräusche und Vibrationen untersucht werden. Insbesondere die Auswirkungen der abrollenden Reifen können dabei gut entsprechend dem normalen Fahrbetrieb simuliert und erfasst werden. Es kommen hierbei Rollen mit einem größeren Durchmesser als bei Abgasprüfständen zum Einsatz, um dem Abrollgeräusch der Reifen auf der Straße möglichst nahe zu kommen. Ein weiterer Aspekt ist, die Geräusche der Rollen zu minimieren, um Störeinflüsse auf die Messungen zu verringern. Eine so optimierte Rolle ist in der EP 2 048 486 B1 beschrieben.In a roller test bench, the vehicle with its wheels attached is placed on rotating rollers of the roller test bench and fixed in position. During the test operation, the driving and rolling noise of the vehicle can be measured while it is stationary and its wheels are rotating on the rollers. This allows the overall driving comfort to be examined in terms of noise and vibration. In particular, the effects of the rolling tires can be simulated and recorded in accordance with normal driving. Rollers with a larger diameter than those used in exhaust gas test benches are used in order to get as close as possible to the rolling noise of the tires on the road. Another aspect is to minimize the noise of the rollers in order to reduce interference with the measurements. A roller optimized in this way is in the EP 2 048 486 B1 described.

Bei einem Antriebsstrangprüfstand wird das Fahrzeug direkt über Wellen von Motoren des Prüfstands gebremst oder manchmal auch angetrieben. Bei Untersuchungen am Antriebstrang sind Reifenabrollgeräusche störend. Ferner ist bei Rollenprüfständen die Zugänglichkeit erschwert. Deswegen kommen hier oft Antriebstrangprüfstände zum Einsatz. In der EP 3 548 860 B1 wird ein solcher Antriebstrangprüfstand beschrieben.In a drive train test bench, the vehicle is braked or sometimes driven directly by shafts of the test bench's motors. Tire rolling noise is disruptive when testing the drive train. In addition, accessibility is difficult with roller test benches. This is why drive train test benches are often used here. In the EP 3 548 860 B1 Such a powertrain test bench is described.

Rollenprüfstand und Antriebsstrangprüfstand sind im Stand der Technik als getrennte Prüfvorrichtungen ausgeführt. Sollen somit beide Prüfungen durchgeführt werden können, muss Platz für beide Prüfstände vorgesehen werden. Ferner sind Neben- und Rüstzeiten durch den Prüfstandwechsel bedingt, wenn an einem Fahrzeug beide Prüfungen hintereinander durchgeführt werden sollen.In the current state of the art, roller dynamometers and drivetrain test benches are designed as separate test devices. If both tests are to be carried out, space must be provided for both test benches. In addition, idle and set-up times are caused by changing the test bench if both tests are to be carried out one after the other on a vehicle.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Prüfstand zu schaffen, der sowohl als Rollenprüfstand als auch als Antriebsstrangprüfstand funktioniert. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein Prüfverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Wechsel zwischen beiden genannten Arten der Prüfung schnell und mit geringem Rüstaufwand möglich ist.It is therefore the object of the invention to create a test bench that functions both as a roller test bench and as a drive train test bench. Furthermore, the object of the invention is to provide a test method in which switching between the two types of testing is possible quickly and with little set-up effort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Universalprüfstand nach den Ansprüchen 1 und 13 und ein Verfahren zur Geräusch- und Vibrationsmessung (NVH) an Kraftfahrzeugen nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a universal test bench according to claims 1 and 13 and a method for measuring noise and vibration (NVH) on motor vehicles according to claim 12. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen einen zumindest aus zwei Rollen bestehenden Leerrollensatz ohne eigenen Antrieb aufweisen, der geeignet ist mit zugeordneten Rädern des Kraftfahrzeugs in Kontakt zu treten. Beispielsweise werden die Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs auf den beiden Rollen des Leerollensatzes positioniert. Ebenso können für einzelne Räder einer Achse jeweils ein Leerollensatz vorgesehen sein. Die dem Kraftfahrzeug zugeordnete Räder können spezielle Prüfräder des Universalprüfstandes sein. Daher werden innerhalb dieser Anmeldung diese dem Kraftfahrzeug zugeordneten Räder als Teil des Prüfstandes behandelt. Im Prüfbetrieb können die Räder auf den Rollen des Rollensatzes stehend rotieren und beispielsweise von diesen abgebremst werden. Die im Kontakt von Rädern und Rollen entstehenden Schallemissionen und Schwingungen können gemessen und ausgewertet werden.According to one aspect of the present invention, a universal test bench for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles can have an idle roller set consisting of at least two rollers without its own drive, which is suitable for coming into contact with assigned wheels of the motor vehicle. For example, the wheels of an axle of the motor vehicle are positioned on the two rollers of the idle roller set. Likewise, an idle roller set can be provided for each individual wheel of an axle. The wheels assigned to the motor vehicle can be special test wheels of the universal test bench. Therefore, within this application, these wheels assigned to the motor vehicle are treated as part of the test bench. During test operation, the wheels can rotate on the rollers of the roller set and, for example, be braked by them. The sound emissions and vibrations resulting from the contact between wheels and rollers can be measured and evaluated.

Es sind zumindest zwei Torsionswellen geeignet zum rotatorischen Abbremsen bzw. auch Antreiben der Räder über mit den Torsionswellen gekoppelte Elektromotoren vorgesehen. Bei dieser Art der Prüfung erfolgt das Abbremsen oder Antreiben der Räder somit nicht über die Rollen des Prüfstandes, auf denen die Räder stehen, sondern über Elektromotoren des Prüfstandes, die mit den Rädern zur rotatorischen Kraftübertragung gekoppelt sind. Dadurch kann die Messung alleine auf das Schwingungs- und Geräuschbild des Antriebsstrangs konzentriert werden. Die Torsionswellen werden dazu beispielsweise mit Felgen, die einen Teil des Rades bilden, verschraubt oder mit einem daran vorgesehenen Verzahnungsaufsatz mit einer am Ende der Torsionswelle passenden Verzahnung verzahnt. Bekannte Arten der Welle-Nabe-Verbindung können dabei zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden hierfür formschlüssige Verbindungen, z.B. basierend auf Passfeder, Keilwellenprofil, Polygonprofil, Zahnwellenprofil und Kerbverzahnung.At least two torsion shafts are provided that are suitable for rotary braking or driving the wheels via electric motors coupled to the torsion shafts. In this type of test, the wheels are not braked or driven via the rollers of the test bench on which the wheels stand, but via electric motors on the test bench that are coupled to the wheels for rotary power transmission. This means that the measurement can be focused solely on the vibration and noise of the drive train. For example, the torsion shafts are screwed to rims that form part of the wheel, or are toothed using a toothing attachment provided with a toothing that fits at the end of the torsion shaft. Known types of shaft-hub connection can be used. Positive-locking connections are preferred for this, e.g. based on a key, splined shaft profile, polygon profile, toothed shaft profile and serration.

Ferner sind Durchtriebsfelgen mit einem inneren Felgenbereich und einem äußeren Felgenbereich, wobei der äußere Felgenbereich rotatorisch zum inneren Felgenbereich gelagert ist, vorgesehen. Diese Durchtriebsfelgen ermöglichen es, dass der innere Felgenbereich jeweils mit einer Torsionswelle gekoppelt wird, und dann separat von dem äußeren Felgenbereich durch die Torisionswelle abgebremst oder angetrieben werden kann. Dadurch kann sich der innere Felgenbereich des Rades mit dem damit rotatorisch gekoppelten Antriebsstrang drehen, ohne dass sich dabei der äußere Felgenbereich dreht. Auf die Durchtriebsfelgen sind Reifen aufgezogen, so dass sie spezielle Testräder bilden, die die normalen Räder des Kraftfahrzeuges für das Prüfen auf dem Universalprüfstand ersetzen. Die Durchtriebsfelgen ermöglichen somit eine Antriebsstrangprüfung bei stehenden Reifen des Fahrzeugs auf den Prüfrollen. Abrollgeräusche der Reifen können damit verhindert werden und bleiben daher auch ohne Einfluss auf die Messung.Furthermore, drive-through rims with an inner rim area and an outer rim area, with the outer rim area being mounted in a rotational manner to the inner rim area, are provided. These drive-through rims enable the inner rim area is coupled to a torsion shaft and can then be braked or driven separately from the outer rim area by the torsion shaft. This allows the inner rim area of the wheel to rotate with the drive train coupled to it without the outer rim area rotating. Tires are mounted on the drive-through rims so that they form special test wheels that replace the normal wheels of the vehicle for testing on the universal test bench. The drive-through rims thus enable a drive train test with the vehicle's tires stationary on the test rollers. Rolling noise from the tires can thus be prevented and therefore has no influence on the measurement.

Die Torsionswellen sind eingerichtet, jeweils mit dem inneren Felgenbereich drehfest verbunden zu werden und der innere Felgenbereich ist eingerichtet, mit einer jeweiligen Antriebswelle des Fahrzeugs drehfest verbunden zu werden. Im Ergebnis entkoppeln dann die Durchtriebsfelgen den Antriebsstrang rotatorisch von den auf dem äußeren Felgenbereich angebrachten Fahzeugreifen. Damit kann ein Prüfen der Schall- bzw. Schwingungsemissionen des Antriebsstrangs ohne Einflüsse von einem Abrollen der Reifen der Räder auf den Rollen erfolgen. Wird die Durchtriebsfelge eingekuppelt, also der innere Felgenbereich und der äußere Felgenbereich drehfest gekoppelt, kann eine Messung von Antriebsstrang und sich auf den Rollen drehenden Rädern erfolgen, was die Erfassung und Analyse von Geräusch und Schwingungsemissionen sowohl des Antriebsstrangs als auch der auf der Rolle abrollenden Reifen ermöglicht.The torsion shafts are each designed to be connected in a rotationally fixed manner to the inner rim area, and the inner rim area is designed to be connected in a rotationally fixed manner to a respective drive shaft of the vehicle. As a result, the drive-through rims then decouple the drive train rotationally from the vehicle tires attached to the outer rim area. This makes it possible to test the sound and vibration emissions of the drive train without being influenced by the tires of the wheels rolling on the rollers. If the drive-through rim is coupled, i.e. the inner rim area and the outer rim area are coupled in a rotationally fixed manner, the drive train and the wheels rotating on the rollers can be measured, which enables the recording and analysis of noise and vibration emissions from both the drive train and the tires rolling on the roller.

Die Durchtriebsfelgen weisen beispielsweise jeweils eine Arretierung auf, mit der der innere Felgenbereich und der äußere Felgenbereich drehfest gegeneinander verriegelbar sind. Bevorzugt umfasst die Arretierung ein Arretierungselement, das am äußeren Felgenbereich festschraubbar ist und eine Verzahnung aufweist, die in eine zugeordnete Verzahnung greift, die am inneren Felgenbereich vorgesehen ist. Beispielsweise ist das Arretierungselement ringförmig gestaltet und die Verzahnung ist auf dessen radial innerer Seite. Die Verzahnung am inneren Felgenbereich ist dann entsprechend an dessen radial äußerer Seite. Ebenso kann das Arretierungselement am inneren Felgenbereich befestigbar sein und mit einer, beispielsweise radial außen an ihm vorgesehenen Verzahnung in eine zugeordnete Verzahnung greifen, die am äußeren Felgenbereich beispielsweise dort radial innen vorgesehen ist. Die Arretierung kann auch durch bewegliche Sperrklinken im inneren Felgenbereich oder äußeren Felgenbereich gebildet sein, die in zugeordnete Vertiefungen im äußeren Felgenbereich oder inneren Felgenbereich greifen und damit beide Felgenbereiche form- bzw. kraftschlüssig miteinander verbinden.The drive-through rims each have, for example, a locking mechanism with which the inner rim area and the outer rim area can be locked against each other in a rotationally fixed manner. The locking mechanism preferably comprises a locking element that can be screwed onto the outer rim area and has a toothing that engages in an associated toothing that is provided on the inner rim area. For example, the locking element is ring-shaped and the toothing is on its radially inner side. The toothing on the inner rim area is then correspondingly on its radially outer side. Likewise, the locking element can be fastened to the inner rim area and engage with a toothing provided on it, for example radially on the outside, in an associated toothing that is provided on the outer rim area, for example radially on the inside. The locking mechanism can also be formed by movable locking pawls in the inner rim area or outer rim area, which engage in associated recesses in the outer rim area or inner rim area and thus connect both rim areas to one another in a form-fitting or force-fitting manner.

Der Prüfstand kann Schallisolierungswände aufweisen, die eine Messkammer zur Aufnahme des Kraftfahrzeuges bilden. Die Schallisolierungswände dienen dazu, den Schalldruckpegel in der Messkammer zu senken und Lärm zu reduzieren. Insbesondere werden dadurch Störgeräusche minimiert und Schallreflektionen innerhalb der Messkammer reduziert. Dadurch können die Messergebnisse verbessert werden. Beispielsweise sind die Schallisolierungswände mit Schallabsorbern versehen. Bevorzugt weisen die Schallabsorber eine pyramidenförmige oder keilförmige Oberfläche auf und sind beispielsweise aus Schaumstoff gefertigt. Ebenso können für die Schallabsorber plattenförmige Flachabsorber zum Einsatz kommen, was eine platzsparende Variante ist.The test bench can have soundproofing walls that form a measuring chamber to accommodate the motor vehicle. The soundproofing walls serve to lower the sound pressure level in the measuring chamber and reduce noise. In particular, this minimizes noise and reduces sound reflections within the measuring chamber. This can improve the measurement results. For example, the soundproofing walls are provided with sound absorbers. The sound absorbers preferably have a pyramid-shaped or wedge-shaped surface and are made of foam, for example. Plate-shaped flat absorbers can also be used for the sound absorbers, which is a space-saving option.

Die Prüfrollen können in ihrer axialen Richtung und/oder in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sein. Dadurch können die Prüfrollen in ihrer Lage auf die Position der Räder und insbesondere auf unterschiedliche axiale Radabstände der Räder und auf unterschiedliche Achsabstände eingestellt werden. Damit kann der Universalprüfstand flexibel auf die Lage der Räder des Kraftfahrzeugs eingestellt werden und insbesondere an verschiedene Achsbreiten und Achsabstände und damit verschieden weit voneinander entfernte Räder angepasst werden. Die Längsrichtung des Prüfstands verläuft horizontal und orthogonal zu einer Verbindungslinie der Achsen der Rollen 12.The test rollers can be arranged so that they can be moved in their axial direction and/or in the longitudinal direction. This allows the position of the test rollers to be adjusted to the position of the wheels and in particular to different axial wheel spacings of the wheels and to different axle distances. This means that the universal test bench can be flexibly adjusted to the position of the wheels of the motor vehicle and in particular to different axle widths and axle distances and thus to wheels that are at different distances from one another. The longitudinal direction of the test bench runs horizontally and orthogonally to a connecting line between the axes of the rollers 12.

Äußere Schalenelemente an den Prüfrollen können an deren radialer Außenseite lösbar vorgesehen sein, um verschiedene Straßenbeläge simulieren zu können. Die Schalenelemente sind beispielsweise an den Prüfrollen durch Verschraubungen angebracht. Beispielsweise sind die Schalenelemente an ihrer radial inneren Seite als Zylindersegmente ausgeformt. Mehrere Schalenelemente können direkt aneinander angrenzend vorgesehen werden und bilden dann an ihrer radial inneren Seite zusammen um die Prüfrolle herum einen Ring. Ebenso können die Schalenelemente in einer Umfangsrichtung der Prüfrolle beabstandet voneinander vorgesehen werden. Die Räder laufen dann im Betrieb, bei sich drehenden Prüfrollen, auf diesen Schalenelementen. Dabei können durch die radial äußere Form der Schalenelemente unebene Oberflächen nachgebildet werden, beispielsweise Rauhasphalt, Kopfsteinpflaster, chinesisches Betonpflaster oder Schlagleisten.Outer shell elements on the test rollers can be detachably provided on their radial outside in order to simulate different road surfaces. The shell elements are attached to the test rollers by screw connections, for example. For example, the shell elements are shaped as cylinder segments on their radial inner side. Several shell elements can be provided directly adjacent to one another and then together form a ring around the test roller on their radial inner side. The shell elements can also be spaced apart from one another in a circumferential direction of the test roller. The wheels then run on these shell elements during operation, with the test rollers rotating. The radially outer shape of the shell elements can be used to simulate uneven surfaces, for example rough asphalt, cobblestones, Chinese concrete paving or impact bars.

Die Elektromotoren können außerhalb der Messkammer vorgesehen sein. Dadurch entstehen Geräuschemissionen der Elektromotoren außerhalb der Messkammer und diese beeinflussen nicht die Messung der Schallemissionen des Antriebsstrangs und der Räder auf den Rollen.The electric motors can be installed outside the measuring chamber. This means that noise emissions from the electric motors occur outside the measuring chamber and do not affect the Measurement of the noise emissions of the drive train and the wheels on the rollers.

Die Schallisolierungswände können Öffnungen aufweisen, durch die die Torsionswellen hindurchgeführt sind. Die Öffnungen grenzen die durch sie hindurch verlaufenden Torsionswellen bevorzugt eng ein, bzw. umschließen diese zur Geräuschisolierung. Dadurch können Geräusche außerhalb der Messkammer möglichst weitgehend am Eintritt in die Messkammer gehindert werden, was die Qualität von in der Messkammer durch Sensoren ermittelter Messergebnisse verbessern kann.The sound insulation walls can have openings through which the torsion waves pass. The openings preferably tightly confine the torsion waves passing through them or enclose them to insulate the sound. This means that noise outside the measuring chamber can be prevented as far as possible from entering the measuring chamber, which can improve the quality of measurement results determined by sensors in the measuring chamber.

Zumindest zwei der Öffnungen können als Langlöcher ausgeführt sein, die in ihrer radialen Richtung im Wesentlichen horizontal verlaufen. Dies ermöglicht es, dass die Torsionswellen in ihrer Lage horizontal an die Position der Achsen angepasst werden können. Damit kann ein Fluchten der Torsionswellen mit den Rädern einfach erreicht werden.At least two of the openings can be designed as elongated holes which run essentially horizontally in their radial direction. This allows the torsion shafts to be adjusted horizontally to the position of the axles. This makes it easy to align the torsion shafts with the wheels.

És können flächige Abdeckelemente für die Langlöcher an den Schallisolierungswänden vorgesehen sein, die insbesondere horizontal verschiebbar sind. Mit diesem Abdeckelementen können die Langlöcher außerhalb der Torsionswellen weitgehend abgedeckt werden. Dadurch wird die Schallisolierung der Messkammer verbessert. Beispielsweise sind die Abdeckelemente flächig, insbesondere rechteckig, geformte Platten, die beispielsweise in Nuten, die an den Schallisolierungswänden vorgesehen sind, geführt sind. Ebenso können die Abdeckelemente fahrbar, insbesondere als plattenförmige Wände auf Rollen, ausgeführt sein.Flat cover elements can be provided for the elongated holes on the soundproofing walls, which can be moved horizontally in particular. With these cover elements, the elongated holes outside the torsion waves can be largely covered. This improves the sound insulation of the measuring chamber. For example, the cover elements are flat, in particular rectangular, shaped plates that are guided, for example, in grooves provided on the soundproofing walls. The cover elements can also be designed to be mobile, in particular as plate-shaped walls on rollers.

Die Abdeckelemente können die Torsionswellen zur Schallisolierung umgreifen. Dabei sind die Abdeckelemente beispielsweise als breite Manschetten ausgeführt, die einen Bereich der Schallisolierungswand um die durch sie hindurchgeführte Torsionswelle herum abdecken.The cover elements can surround the torsion waves for sound insulation. The cover elements are designed, for example, as wide sleeves that cover an area of the sound insulation wall around the torsion wave passing through them.

Es ist jedoch auch möglich die Elektromotoren innerhalb der Messkammer vorzusehen. In diesem Fall können diese jeweils in Schallisolierungskammern angeordnet werden. Die Schallisolierungskammern werden von Schallisolierungswänden eingefasst, die jeweils eine schallisolierte Öffnung zum Durchführen der jeweiligen Torsionswelle aufweisen. Durch das Vorsehen der Elektromotoren innerhalb der Messkammer kann der Bauraum für den Prüfstand je nach Anforderung geringer ausfallen. Weiterhin kann die notwendigerweise verschiebbare Durchführung der Torsionswellen durch die Schallisolierungswand entfallen.However, it is also possible to provide the electric motors inside the measuring chamber. In this case, they can be arranged in soundproofing chambers. The soundproofing chambers are surrounded by soundproofing walls, each of which has a soundproof opening for the respective torsion shaft to pass through. By providing the electric motors inside the measuring chamber, the installation space for the test bench can be smaller depending on requirements. Furthermore, the necessary sliding passage of the torsion shafts through the soundproofing wall can be omitted.

Die Torsionswellen können jeweils ein Gelenk aufweisen, insbesondere ein homokinetisches Gelenk oder ein Kardangelenk, so dass sie eine geänderte Winkelstellung eines zugeordneten Rades kompensieren können. Ein homokinetisches Gelenk, auch Gleichlaufgelenk, ist dabei ein Gelenk zur gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit- und Drehmomentübertragung von einem ersten Wellenabschnitt der Torsionswelle auf einen winklig dazu angebrachten zweiten Abschnitt der Torsionswelle oder die Torsionsfelge (Felge). Das homokinetische Gelenk überträgt, anders als das Kardangelenk, dabei die Drehbewegung gleichförmig, das heißt, die Winkelgeschwindigkeiten der An- und Abtriebsseite weichen nicht voneinander ab. Somit werden Unregelmäßigkeiten im Antriebsstrang, insbesondere der Torsionswelle, und zusätzliche Belastungen der umgebenden Komponenten vermieden.The torsion shafts can each have a joint, in particular a homokinetic joint or a universal joint, so that they can compensate for a changed angular position of an associated wheel. A homokinetic joint, also known as a constant velocity joint, is a joint for uniform angular velocity and torque transmission from a first shaft section of the torsion shaft to a second section of the torsion shaft or the torsion rim (rim) that is attached at an angle to it. The homokinetic joint, unlike the universal joint, transmits the rotary motion uniformly, i.e. the angular velocities of the input and output sides do not differ from one another. This avoids irregularities in the drive train, in particular the torsion shaft, and additional loads on the surrounding components.

Die Torsionswellen können jeweils eine drehweiche Kupplung aufweisen, die im Kraftschluss zwischen dem jeweiligen Elektromotor und der Durchtriebsfelge angeordnet ist. Die drehweiche Kupplung wird beispielsweise durch ein elastisches Zwischenstück, bevorzugt aus Gummi oder Kunststoff, gebildet. Durch die drehweiche Kupplung können Schwankungen, insbesondere Schwingungen, aus der Drehmomentübertragung von der Torsionswelle auf die Durchtriebsfelge herausgefiltert, bzw. gedämpft, werden. Dadurch kann eine gleichmäßigere Drehmomentübertragung erreicht werden.The torsion shafts can each have a flexible coupling that is arranged in the frictional connection between the respective electric motor and the drive-through rim. The flexible coupling is formed, for example, by an elastic intermediate piece, preferably made of rubber or plastic. The flexible coupling can filter out or dampen fluctuations, in particular vibrations, from the torque transmission from the torsion shaft to the drive-through rim. This makes it possible to achieve a more even torque transmission.

Gemäß einem Aspekt wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Geräusch- und Vibrationsmessung (NVH) an Kraftfahrzeugen mit dem vorhergehend beschriebenen Universalprüfstand ausgeführt. Dabei führt der Universalprüfstand wahlweise eine Antriebsstrangprüfung ohne Abrollgeräusche der Räder auf den Rollen oder eine Rollenprüfung mit rotierenden Rädern und Rollen oder eine Universalprüfung mit einer Antriebsstrangprüfung und einer Rollenprüfung in wählbarer Abfolge durch. Das erfindungsgemäße Prüfverfahren erlaubt somit eine besonders flexible Durchführung der genannten Prüfungen auf einem Prüfstand. Das Fahrzeug kann dabei an seinem Platz verbleiben, unabhängig davon, welche der beiden Prüfungen durchgeführt wird. Es können auch beide Prüfungen in beliebiger Reihenfolge mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf dem erfindungsgemäßen Prüfstand schnell hintereinander bei geringen Neben- und Rüstzeiten durchgeführt werden. Insgesamt ergeben sich dabei Vorteile durch einen verringerten Platzbedarf, da für die zwei unterschiedlichen Prüfungen nur ein Prüfstand benötigt wird. Ferner wird ein schneller Wechsel zwischen beiden Prüfungen ermöglicht, da das Fahrzeug an der gleichen Stelle stehen bleiben kann und nur geringe Umrüstmaßnahmen erforderlich sind.According to one aspect, a method according to the invention for measuring noise and vibration (NVH) on motor vehicles is carried out using the universal test bench described above. The universal test bench optionally carries out a drive train test without rolling noise of the wheels on the rollers or a roller test with rotating wheels and rollers or a universal test with a drive train test and a roller test in a selectable sequence. The test method according to the invention thus allows the aforementioned tests to be carried out particularly flexibly on a test bench. The vehicle can remain in its place, regardless of which of the two tests is carried out. Both tests can also be carried out in any order using the method according to the invention on the test bench according to the invention, one after the other, with short idle and set-up times. Overall, this results in advantages due to a reduced space requirement, since only one test bench is needed for the two different tests. Furthermore, a quick change between the two tests is possible, since the vehicle can remain in the same place and only minimal conversion measures are required.

Die Torsionswellen können mit den gekoppelten Elektromotoren unabhängig von den Rollen des Leerrollensatzes verschiebbar vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, dass das Fahrzeug bzw. die Räder des Fahrzeugs neben die Rollen gestellt werden kann/können. Somit ist auch eine Antriebsstrangprüfung möglich, ohne dass die Räder auf den Rollen stehen. Das Fahrzeug kann hierbei bspw. in Längsrichtung vor oder hinter die Rollen gestellt werden, wobei dann die Torsionswellen entsprechend mit den Durchtriebsfelgen gekoppelt werden können.The torsion shafts can be operated with the coupled electric motors independently of the rollers of the idle roller set must be designed to be movable. This makes it possible for the vehicle or the wheels of the vehicle to be placed next to the rollers. This also makes it possible to test the drive train without the wheels being on the rollers. The vehicle can be placed lengthwise in front of or behind the rollers, for example, whereby the torsion shafts can then be coupled accordingly with the drive-through rims.

Der Universalprüfstand kann zumindest ein Mikrofon zur Schallerfassung und zumindest einen Schwingungssensor zur Erfassung von Schwingungen aufweisen, die mit einer vorgesehenen Steuereinheit zur Auswertung der Schall- und Schwingungssignale verbunden werden können.The universal test bench can have at least one microphone for sound detection and at least one vibration sensor for detecting vibrations, which can be connected to a provided control unit for evaluating the sound and vibration signals.

Gemäß einem Aspekt weist ein erfindungsgemäßer Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen einen aus zumindest zwei Rollen bestehenden Leerrollensatz ohne eigenen Antrieb, der geeignet ist mit zugeordneten Rädern des Kraftfahrzeugs in Kontakt zu treten, und zumindest zwei Torsionswellen, die zum rotatorischen Abbremsen oder Antreiben der Räder über mit den Torsionswellen gekoppelte Elektromotoren geeignet sind, auf; wobei die Torsionswelle jeweils mit dem Rad drehfest verbindbar ist. Der Universalprüfstand gemäß diesem Aspekt ist vorgesehen, mit jedem der in den vorgehend genannten Merkmalen bzw. Ausgestaltungen kombiniert zu werden.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen in einer schematischen Draufsicht;
2 zeigt den Prüfstand gemäß der Ausgestaltung von 1 in einer schematischen Frontansicht;
3 zeigt den erfindungsgemäßen Universalprüfstand für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen gemäß der ersten Ausgestaltung in einer schematischen Draufsicht;
4 zeigt ein Rad mit einer Durchtriebsfelge, die optional zur Anwendung in der beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen ist, in einer perspektivischen Darstellung;
5 zeigt einen Bereich der Durchtriebsfelge von 4 in einer geschnittenen Darstellung;
6 zeigt das Rad mit der Durchtriebsfelge gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 und 5 mit gelöstem Arretierungselement in einer schematischen perspektivischen Darstellung;
7 zeigt Torsionswellen, die jeweils ein homokinetisches Gelenk als homokinetische Wellenverbindung aufweisen, die optional zur Anwendung in der beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen sind;
8 zeigt eine Radfelge mit einer angeflanschten Torsionswelle in einer schematischen Schnittansicht;
9 zeigt die Radfelge von 8 in einer perspektivischen Ansicht und
10 zeigt eine Anordnung der Elektromotoren innerhalb der Prüfkammer.

According to one aspect, a universal test bench according to the invention for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles has an idle roller set consisting of at least two rollers without their own drive, which is suitable for coming into contact with associated wheels of the motor vehicle, and at least two torsion shafts which are suitable for rotationally braking or driving the wheels via electric motors coupled to the torsion shafts; wherein the torsion shaft can be connected to the wheel in a rotationally fixed manner. The universal test bench according to this aspect is intended to be combined with each of the features or configurations mentioned above.

1 shows a universal test bench according to the invention for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles in a schematic plan view;
2 shows the test bench according to the design of 1 in a schematic front view;
3 shows the universal test bench according to the invention for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles according to the first embodiment in a schematic plan view;
4 shows a wheel with a drive-through rim, which is optionally intended for use in the described embodiment, in a perspective view;
5 shows an area of the drive-through rim of 4 in a cut representation;
6 shows the wheel with the drive-through rim according to the embodiment of 4 and 5 with the locking element released in a schematic perspective view;
7 shows torsion shafts, each having a constant velocity joint as a constant velocity shaft connection, which are optionally intended for use in the described embodiment;
8th shows a wheel rim with a flanged torsion shaft in a schematic sectional view;
9 shows the wheel rim of 8th in a perspective view and
10 shows an arrangement of the electric motors within the test chamber.

Die Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Figuren beschrieben. In den Figuren werden für gleiche oder entsprechende Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet, sofern nicht anders angegeben.The invention is described in detail below with reference to the accompanying schematic figures. In the figures, the same reference numerals are used for identical or corresponding components, unless otherwise stated.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Universalprüfstand 2 für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Draufsicht. Der Universalprüfstand 2 weist einen ersten aus zumindest zwei Prüfrollen 4 bestehenden Leerrollensatz 6a ohne eigenen Antrieb und einen zweiten aus zumindest zwei Rollen 4 bestehenden Leerrollensatz 6b ohne eigenen Antrieb auf. Im Sinne der Erfindung kann auch nur einer der Leerollensätze 6a, 6b vorgesehen sein. Die Leerollensätze 6a, 6b sind geeignet mit zugeordneten Rädern 8 des Kraftfahrzeugs in Kontakt zu treten. Es sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei erste Torsionswellen 10a vorgesehen, die zum rotatorischen Abbremsen oder Antreiben der Räder 8 über mit den ersten Torsionswellen 10a gekoppelte Elektromotoren 12 geeignet sind. Ferner sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei zweite Torsionswellen 10b vorgesehen, die zum rotatorischen Abbremsen oder Antreiben der Räder 8 über mit den zweiten Torsionswellen 10b gekoppelte Elektromotoren 12 geeignet sind. Dazu sind die Torsionswellen 10a, 10b jeweils mit dem zugehörigen Rad 8 drehfest verbunden. Im Sinne der Erfindung können auch nur die ersten oder zweiten Torsionswellen 10a, 10b mit den zugehörigen Elektromotoren 12 vorgesehen sein. Pfeile P1 an den im Bild oben dargestellten Prüfrollen 4 des ersten Leerrollensatzes 6a deuten an, dass diese ebenso wie die zugeordneten ersten Torsionswellen 10a in ihrer radialen Richtung verschiebbar angeordnet sind. Dadurch kann der Universalprüfstand 2 an unterschiedliche Achsabstände und damit unterschiedliche Abstände der Räder 8 angepasst werden. 1 shows a universal test bench 2 according to the invention for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles according to a first exemplary embodiment in a schematic plan view. The universal test bench 2 has a first idle roller set 6a consisting of at least two test rollers 4 without its own drive and a second idle roller set 6b consisting of at least two rollers 4 without its own drive. In the sense of the invention, only one of the idle roller sets 6a, 6b can be provided. The idle roller sets 6a, 6b are suitable for coming into contact with associated wheels 8 of the motor vehicle. In this exemplary embodiment, two first torsion shafts 10a are provided, which are suitable for rotationally braking or driving the wheels 8 via electric motors 12 coupled to the first torsion shafts 10a. Furthermore, in this exemplary embodiment, two second torsion shafts 10b are provided, which are suitable for rotationally braking or driving the wheels 8 via electric motors 12 coupled to the second torsion shafts 10b. For this purpose, the torsion shafts 10a, 10b are each connected to the associated wheel 8 in a rotationally fixed manner. In the sense of the invention, only the first or second torsion shafts 10a, 10b can be provided with the associated electric motors 12. Arrows P1 on the test rollers 4 of the first idle roller set 6a shown in the image above indicate that these, like the associated first torsion shafts 10a, are arranged so that they can be moved in their radial direction. This means that the universal test bench 2 can be adapted to different axle distances and thus different distances between the wheels 8.

Der Prüfstand 2 weist Schallisolierungswände 20 auf, die eine Messkammer 22 zur Aufnahme des Kraftfahrzeuges bilden. In die Schallisolierungswände 20 ist eine erste Tür 24, hier als Doppelflügeltüre ausgeführt ist, integriert, um eine schließbare Öffnung für den Eintritt eines Fahrzeugs in die Messkammer 22 zu schaffen. Die Eintrittsrichtung für das Kraftfahrzeug ist durch einen Pfeil P2 angedeutet. Eine Seitentür 28 ist in die Schallisolierungswände 20 integriert, um eine schließbare Öffnung für den Eintritt von Bedienpersonal in die Messkammer 22 zu schaffen.The test bench 2 has soundproof walls 20 which form a measuring chamber 22 for accommodating the motor vehicle. A first door 24, here designed as a double-leaf door, is integrated into the soundproof walls 20 in order to closable opening for the entry of a vehicle into the measuring chamber 22. The entry direction for the motor vehicle is indicated by an arrow P2. A side door 28 is integrated into the soundproof walls 20 in order to create a closable opening for the entry of operating personnel into the measuring chamber 22.

2 zeigt den Prüfstand gemäß 1 in einer schematischen Frontansicht. Es sind in dieser Ansicht zusätzliche Details erkennbar, auf die im Folgenden eingegangen wird. Das vorgehend schon erwähnte Kraftfahrzeug 30 ist mit daran angeordneten Rädern 8 auf den Prüfrollen 4 des ersten Rollensatzes 6a stehend erkennbar. Die Schallisolierungswände 20 erstrecken sich seitlich und bei diesem Ausführungsbeispiel auch geschlossen über dem Fahrzeug 30. Es ist ein Schwingungsfundament 32 vorgesehen, das die Prüfrollen 4 und bei diesem Ausführungsbeispiel auch die Schallisolierungswände 20 von einem Fundament, auf dem der Universalprüfstand 2 steht, entkoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Schwingungsfundament 32 dazu eine Grundplatte 33, hier eine Betonplatte, und aus Stahl hergestellte Federn 34 auf, die die Auflagekräfte der Grundplatte 33 in das Fundament einleitet und beide schwingungstechnisch voneinander entkoppelt. Die Schallisolierungswände 20 sitzen dicht auf der Grundplatte 33 auf. Durch Pfeile P3 ist angedeutet, dass die Prüfrollen 4 bei diesem Ausführungsbeispiel in ihrer axialen Richtung verschiebbar angeordnet sind. 2 shows the test bench according to 1 in a schematic front view. Additional details can be seen in this view, which will be discussed below. The motor vehicle 30 already mentioned above can be seen standing on the test rollers 4 of the first roller set 6a with wheels 8 arranged on it. The sound insulation walls 20 extend laterally and, in this embodiment, also closed above the vehicle 30. A vibration foundation 32 is provided which decouples the test rollers 4 and, in this embodiment, also the sound insulation walls 20 from a foundation on which the universal test bench 2 stands. In this embodiment, the vibration foundation 32 has a base plate 33, here a concrete plate, and springs 34 made of steel, which introduce the support forces of the base plate 33 into the foundation and decouple the two from each other in terms of vibration. The sound insulation walls 20 sit tightly on the base plate 33. Arrows P3 indicate that the test rollers 4 in this embodiment are arranged to be displaceable in their axial direction.

3 zeigt den erfindungsgemäßen Universalprüfstand 2 für Geräusch und Vibrationsmessungen (NVH) an Kraftfahrzeugen in einer schematischen Draufsicht. In dieser Darstellung ist ein Antriebsstrang 36, hier ein Getriebe bzw. Elektroantrieb, des Kraftfahrzeugs 30 dargestellt, der über die Räder 8 mit den ersten Torsionswellen 10a verbunden ist. Dadurch ist eine Antriebsstrangprüfung möglich. 3 shows the universal test bench 2 according to the invention for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles in a schematic plan view. In this illustration, a drive train 36, here a transmission or electric drive, of the motor vehicle 30 is shown, which is connected to the first torsion shafts 10a via the wheels 8. This enables a drive train test.

4 zeigt ein Rad 8 mit einer Durchtriebsfelge 40, die optional zur Anwendung in der beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen ist, in einer perspektivischen Darstellung. Die Durchtriebsfelge 40 weist einen inneren Felgenbereich 42 und einen dazu rotatorisch gelagerten äußeren Felgenbereich 44 auf. Am äußeren Felgenbereich 44 ist ein Reifen 46 radial außen angebracht. Die rotatorische Lagerung des inneren Felgenbereichs 42 zu dem äußeren Felgenbereich 44 ermöglicht es, dass der äußere Felgenbereich 44 sich nicht dreht und der Reifen 46 rotationsfrei steht, während der innere Felgenbereich 42 angekoppelt an den Antriebsstrang 36 des Kraftfahrzeugs 30 rotiert. Damit kann bei stehendem Kraftfahrzeug 30 eine alleinige Antriebsstrangprüfung, d.h. ohne ein Abrollen der Reifen 46, durchgeführt werden. 4 shows a wheel 8 with a drive-through rim 40, which is optionally provided for use in the described embodiment, in a perspective view. The drive-through rim 40 has an inner rim region 42 and an outer rim region 44 that is mounted for rotation therewith. A tire 46 is attached radially to the outside of the outer rim region 44. The rotational mounting of the inner rim region 42 to the outer rim region 44 means that the outer rim region 44 does not rotate and the tire 46 is free from rotation, while the inner rim region 42 rotates coupled to the drive train 36 of the motor vehicle 30. This means that a drive train test alone, i.e. without the tires 46 rolling, can be carried out when the motor vehicle 30 is stationary.

5 zeigt einen Bereich der Durchtriebsfelge 40 von 4 in einer geschnittenen Darstellung. Zwei Kugellager 48, die eine Wälzlagerung bilden, sind zwischen dem inneren Felgenbereich 42 und dem äußeren Felgenbereich 44 vorgesehen, um diese rotatorisch gegeneinander zu lagern. Alternativ zu den Kugellagern 48 können andere Lager, beispielsweise Rollenlager, zum Einsatz kommen. Der innere Felgenbereich 42 weist einen Basiskörper 50 auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel den inneren Felgenbereich 42 gegen die Kugellager 48 abstützt, also eine Aufnahme für die Kugellager 48 bildet. 5 shows an area of the drive-through rim 40 of 4 in a sectional view. Two ball bearings 48, which form a roller bearing, are provided between the inner rim area 42 and the outer rim area 44 in order to support them in rotation against each other. As an alternative to the ball bearings 48, other bearings, such as roller bearings, can be used. The inner rim area 42 has a base body 50, which in this embodiment supports the inner rim area 42 against the ball bearings 48, i.e. forms a receptacle for the ball bearings 48.

Bei dieser Ausgestaltung weist der innere Felgenbereich 42 eine Außenverzahnung 52 auf. Die Außenverzahnung 52 ist an einem Verzahnungskörper 54 ausgebildet, der bei diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Basiskörper 50 gebildet ist. Ebenso kann der Verzahnungskörper 54 lösbar an dem Basiskörper 50 befestigt sein, beispielsweise indem er mittels Schrauben daran befestigt ist. Erkennbar ist in der Darstellung eine Senkbohrung 58 zur vollständigen Aufnahme von Schrauben 56 zur Befestigung des inneren Felgenbereichs 42 an einer Radaufnahme des Kraftfahrzeugs 30. Wenn die Außenverzahnung 52 an dem separaten, auf den Basiskörper 50 aufgesetzten, Verzahnungskörper 54 vorgesehen ist, kann hierfür ein anderer Werkstoff, insbesondere ein Werkstoff mit einer höheren Festigkeit, als beim Verzahnungsgrundkörper 54 eingesetzt werden. Ferner wird die Fertigbarkeit durch die separate Ausbildung des Verzahnungsgrundkörpers 54 erleichtert, da die Zahnflanken der Außenverzahnung 52 in axialer Richtung komplett beidseitig zugänglich sind und beispielsweise durch Stoßen hergestellt werden können.In this embodiment, the inner rim region 42 has an external toothing 52. The external toothing 52 is formed on a toothing body 54, which in this embodiment is formed in one piece with the base body 50. The toothing body 54 can also be detachably attached to the base body 50, for example by being attached thereto using screws. The illustration shows a countersunk hole 58 for completely receiving screws 56 for attaching the inner rim region 42 to a wheel mount of the motor vehicle 30. If the external toothing 52 is provided on the separate toothing body 54 placed on the base body 50, a different material can be used for this, in particular a material with a higher strength than for the toothing base body 54. Furthermore, the manufacturability is facilitated by the separate design of the gear base body 54, since the tooth flanks of the external gear 52 are completely accessible on both sides in the axial direction and can be manufactured, for example, by shaping.

Die Durchtriebsfelge 40 weist ferner ein Arretierungselement 60 mit einer Innenverzahnung 62 auf, die in Eingriff mit der Außenverzahnung 52 des inneren Felgenbereichs 42 gebracht werden kann, was hier dargestellt ist. Das Arretierungselement 60 kann aus mehreren einzelnen Segmenten bestehen oder wie im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels als ein geschlossener Ring gebildet sein. Das Arretierungselement 60 weist bei diesem Ausführungsbeispiel Langlöcher 64 auf, durch die Arretierungsschrauben 66 (in 5 nicht dargestellt), beispielsweise Innensechskantschrauben, durchgreifen können, um das Arretierungselement 60 mit zugeordneten Gewindebohrungen 68, die im äußeren Felgenbereich 44 ausgebildet sind, zu verschrauben und damit zu befestigen. Die Langlöcher 64 ermöglichen eine Anpassung der Lage der Innenverzahnung 62 an die Lage der Außenverzahnung 52, insbesondere in Umfangsrichtung des inneren Felgenbereichs 42, was die Montage erleichtert.The drive-through rim 40 also has a locking element 60 with an internal toothing 62, which can be brought into engagement with the external toothing 52 of the inner rim area 42, which is shown here. The locking element 60 can consist of several individual segments or, as in the case of the present embodiment, be formed as a closed ring. In this embodiment, the locking element 60 has elongated holes 64 through which locking screws 66 (in 5 not shown), for example hexagon socket screws, can pass through in order to screw the locking element 60 to associated threaded holes 68, which are formed in the outer rim area 44, and thus to fasten it. The elongated holes 64 enable the position of the inner toothing 62 to be adapted to the position of the outer toothing 52, in particular in the circumferential direction of the inner rim area 42, which facilitates assembly.

Durch das Inneinandergreifen der Außenverzahnung 52 am inneren Felgenbereich 42 mit der Innenverzahnung 62 des am äußeren Felgenbereich 44 befestigten Arretierungselementes 60 wird ein Verdrehen des inneren Felgenbereichs 42 gegen den äußeren Felgenbereich 44 blockiert und damit verhindert. Somit kann durch das in den Eingriff Befestigen des Arretierungselementes 60 das Rad 8 schnell umgerüstet werden und von einer Antriebsstrangprüfung (ohne sich drehendem äußeren Felgenbereich 44) auf eine Rollenprüfung (mit sich drehendem äußeren Felgenbereich 44) umkonfiguriert werden.By engaging the external toothing 52 on the inner rim region 42 with the internal toothing 62 of the locking element 60 attached to the outer rim region 44, rotation of the inner rim region 42 against the outer rim region 44 is blocked and thus prevented. Thus, by attaching the locking element 60 in engagement, the wheel 8 can be quickly converted and reconfigured from a drive train test (without a rotating outer rim region 44) to a roller test (with a rotating outer rim region 44).

Ebenso ist es möglich, dass das Arretierungselement 60 aus mehreren einzelnen Segmenten gebildet ist, die bei gelockerten Arretierungsschrauben 66 so weit in radialer Richtung des inneren Felgenbereichs 42 im Rahmen des Bewegungsfreiraums der Arretierungsschrauben 66 innerhalb der Langlöcher 64 verlagerbar sind, dass sie einmal in der oben beschrieben Eingriffsstellung und einmal ohne Eingriff am äußeren Felgenbereich 44 festschraubbar ist. In diesem Fall kann das Arretierungselement in beiden Betriebsarten am äußeren Felgenbereich 44 befestigt verbleiben, was die Umrüstzeiten weiter reduzieren kann.It is also possible for the locking element 60 to be made up of several individual segments which, when the locking screws 66 are loosened, can be moved so far in the radial direction of the inner rim region 42 within the scope of the freedom of movement of the locking screws 66 within the elongated holes 64 that it can be screwed tight once in the engagement position described above and once without engagement on the outer rim region 44. In this case, the locking element can remain attached to the outer rim region 44 in both operating modes, which can further reduce the changeover times.

Am inneren Felgenbereich 42, bei diesem Ausführungsbeispiel am Basiskörper 50, ist eine Aufnahmeverzahnung 70 ausgebildet, die zum Verzahnen mit einer zugeordneten endseitig an den Torsionswellen 10a, 10b ausbildete Verzahnung (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Durch die so realisierbare formschlüssige Verbindung zwischen Torsionswelle 10a, 10b und innerem Felgenbereich 42 kann eine Kraftübertragung zwischen beiden zuverlässig, einfach lösbar und schnell realisiert werden.A receiving toothing 70 is formed on the inner rim region 42, in this embodiment on the base body 50, which is intended for interlocking with an associated toothing (not shown) formed on the end of the torsion shafts 10a, 10b. The positive connection between the torsion shaft 10a, 10b and the inner rim region 42 that can be realized in this way enables a force transmission between the two to be realized reliably, easily and quickly.

6 zeigt das Rad 8 mit der Durchtriebsfelge 40 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 und 5 mit gelöstem Arretierungselement 60 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Das Arretierungselement 60 ist hier gut als durchgehender Ring rechts vom Reifen 46 erkennbar. In diesem Zustand ist die Durchtriebsfelge derart konfiguriert, dass sich der innere Felgenbereich 42 und der äußere Felgenbereich 44 gegeneinander verdrehen können. Dies ermöglicht eine Antriebsstrangprüfung mit drehendem inneren Felgenbereich 42, ohne dass sich der äußere Felgenbereich 44 mit dreht. Geräusche und Schwingungen durch einen abrollenden Reifen 46 unterbleiben dabei, so dass der Antriebsstrang besser analysiert werden kann. Ferner sind in dieser Darstellung die Arretierungsschrauben 66, bei diesem Ausführungsbeispiel als Arretierungsschraubhebel ausgeführt, am Arretierungselement 60, durch das sie hindurchgreifen erkennbar. 6 shows the wheel 8 with the drive-through rim 40 according to the embodiment of 4 and 5 with the locking element 60 released in a schematic perspective view. The locking element 60 is clearly visible here as a continuous ring to the right of the tire 46. In this state, the drive-through rim is configured in such a way that the inner rim area 42 and the outer rim area 44 can rotate against each other. This enables a drive train test with the inner rim area 42 rotating without the outer rim area 44 also rotating. Noises and vibrations caused by a rolling tire 46 are eliminated, so that the drive train can be better analyzed. Furthermore, in this illustration, the locking screws 66, designed as locking screw levers in this embodiment, can be seen on the locking element 60 through which they reach.

7 zeigt erste Torsionswellen 10a, die jeweils ein homokinetisches Gelenk 14 als homokinetische Wellenverbindung aufweisen, die optional zur Anwendung in der beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen sind. Die homokinetischen Gelenke 14 sind in dieser Darstellung endseitig der ersten Torsionswellen 10a ausgebildet. Die zugeordneten Räder 8 des Kraftfahrzeugs 30 (in 9 nicht dargestellt) werden dazwischen angeordnet. Die homokinetischen Gelenke 14 weisen einen Endabschnitt 16 auf, der neigbar und drehfest mit einem ersten Abschnitt 18 der Torsionswelle 10a gekoppelt ist. Der Endabschnitt 16 kann dabei achsfluchtend mit dem zugeordneten Rad 8 gebracht und daran angebracht werden, auch wenn der erste Abschnitt 18 nicht achsfluchend mit dem Rad 8 angeordnet ist. Mittels der homokinetischen Gelenke 14 können die Torsionswellen 10a, 10b eine geänderte Winkelstellung eines zugeordneten Rades 8 kompensieren. Im Bild sind ferner Elektromotoren 12 dargestellt, die rotatorisch mit den ersten Torsionswellen 10a gekoppelt sind. Die Elektromotoren können die ersten Torsionswellen 10a abbremsen bzw. antreiben. Die ersten Torsionswellen 10a mit den daran angeordneten Elektromotoren 12 sind radial verschiebbar in Bezug auf den ersten Abschnitt 18 angeordnet, was durch Verschiebepfeile P1 angedeutet ist. Eine entsprechende Ausführung mit homokinetischen Gelenken 14 kann für die zweiten Torsionswellen 10b und ggf. weitere am Universalprüfstandes 2 vorgesehene Torsionswellen ebenso realisiert werden. 7 shows first torsion shafts 10a, each of which has a homokinetic joint 14 as a homokinetic shaft connection, which are optionally provided for use in the described embodiment. The homokinetic joints 14 are formed at the end of the first torsion shafts 10a in this illustration. The associated wheels 8 of the motor vehicle 30 (in 9 not shown) are arranged in between. The constant velocity joints 14 have an end section 16 which is coupled in a tiltable and rotationally fixed manner to a first section 18 of the torsion shaft 10a. The end section 16 can be brought into axial alignment with the associated wheel 8 and attached to it, even if the first section 18 is not arranged in axial alignment with the wheel 8. By means of the constant velocity joints 14, the torsion shafts 10a, 10b can compensate for a changed angular position of an associated wheel 8. The picture also shows electric motors 12 which are rotationally coupled to the first torsion shafts 10a. The electric motors can brake or drive the first torsion shafts 10a. The first torsion shafts 10a with the electric motors 12 arranged thereon are arranged so as to be radially displaceable in relation to the first section 18, which is indicated by displacement arrows P1. A corresponding design with homokinetic joints 14 can also be implemented for the second torsion shafts 10b and, if necessary, other torsion shafts provided on the universal test bench 2.

8 zeigt das Rad 8 mit einer an einer Radfelge 80 angeflanschten Torsionswelle 8a, 8b. Die Torsionswelle 8a, 8b steht hierbei über das homokinetische Gelenk 14 drehfest mit einem Verbindungselement 81 in Verbindung. Das Verbindungselement 81 ist über Befestigungsschrauben 82 mit einer Felgenhalterung 83 verbunden. Die Felgenhalterung 83 steht über Fixierbolzen 84 und entsprechenden Fixierschrauben 85 mit der Radfelge 80 in einer drehfesten Verbindung. An der Radfelge 80 ist weiterhin ein Reifen 46 angeordnet. 8th shows the wheel 8 with a torsion shaft 8a, 8b flanged to a wheel rim 80. The torsion shaft 8a, 8b is connected to a connecting element 81 in a rotationally fixed manner via the homokinetic joint 14. The connecting element 81 is connected to a rim holder 83 via fastening screws 82. The rim holder 83 is connected to the wheel rim 80 in a rotationally fixed manner via fixing bolts 84 and corresponding fixing screws 85. A tire 46 is also arranged on the wheel rim 80.

Die Torsionswelle 8a, 8b kann in Axialrichtung verschiebbar bzw. teleskopierbar vorgesehen sein. Mit teleskopierbar ist gemeint, dass die Torsionswelle 8a, 8b einen inneren Teil aufweist, der in einem äußeren Teil der Torsionswelle 8a, 8b nur in axialer Richtung der Torsionswelle 8a, 8b verschiebbar gelagert ist. Dadurch können unterschiedliche Achsbreiten ausgeglichen werden, sofern notwendig.The torsion shaft 8a, 8b can be designed to be displaceable in the axial direction or to be telescopic. Telescopic means that the torsion shaft 8a, 8b has an inner part that is mounted in an outer part of the torsion shaft 8a, 8b so that it can only be displaced in the axial direction of the torsion shaft 8a, 8b. This allows different axle widths to be compensated for if necessary.

9 zeigt die Darstellung der 8 in einer pespektivischen Ansicht. 9 shows the representation of the 8th in a perspective view.

10 zeigt eine Anordnung der Elektromotoren 12 innerhalb der Messkammer 22. Hierbei können diese jeweils in Schallisolierungskammern 86 vorgesehen sein, die von zweiten Schallisolierungswänden 87 eingefasst sind, wobei die zweiten Schallisolierungswände 87 jeweils eine nicht dargestellte schallisolierte Öffnung zum Durchführen der jeweiligen Torsionswelle 10a, 10b aufweisen. Die Schallisolierung der zweiten Öffnung gegen die Torsionswelle 10a, 10b kann beispielsweise durch eine an der zweiten Öffnung vorgesehene Labyrinth-Dichtung oder an der zweiten Öffnung um die Torsionswelle 10a, 10b herum vorgesehenes Elastomermaterial gebildet sein. Die zweiten Schallisolierungskammern 87 sind beispielsweise zusammen mit den Elektromotoren 12 und den Torsionswellen 10a, 10b horizontal v0in Längsrichtung verschiebbar angeordnet, beispielsweise indem die Schallisolierungskammern 87, insbesondere arretierbare, Rollen (nicht dargestellt) aufweisen, auf denen sie gelagert sind oder auf Schienen (nicht dargestellt) verschiebbar sind, so dass sie in ihrer Lage flexibel an die Lage der Räder 8 oder des Antriebsstrangs 36 angepasst werden können. 10 shows an arrangement of the electric motors 12 within the measuring chamber 22. These can be installed in soundproofing chambers 86 be provided which are enclosed by second sound insulation walls 87, wherein the second sound insulation walls 87 each have a sound-insulated opening (not shown) for the respective torsion shaft 10a, 10b to pass through. The sound insulation of the second opening against the torsion shaft 10a, 10b can be formed, for example, by a labyrinth seal provided at the second opening or by elastomer material provided at the second opening around the torsion shaft 10a, 10b. The second sound insulation chambers 87 are arranged, for example, together with the electric motors 12 and the torsion shafts 10a, 10b, so as to be displaceable horizontally or in the longitudinal direction, for example in that the sound insulation chambers 87 have, in particular lockable, rollers (not shown) on which they are mounted or can be displaced on rails (not shown) so that their position can be flexibly adapted to the position of the wheels 8 or the drive train 36.

Die Erfindung wurde anhand beispielhafter Figuren detailliert beschrieben. Die beschriebenen Merkmale sind im Ganzen oder teilweise kombinierbar und die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt.The invention has been described in detail using exemplary figures. The described features can be combined in whole or in part and the present invention is therefore not limited to the described embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

2a, 2b2a, 2b: Rollerole
22: UniversalprüfstandUniversal test bench
44: PrüfrollenTest rolls
6a6a: erster Leerrollensatzfirst empty roll set
6b6b: zweiter Leerrollensatzsecond empty roller set
88th: Radwheel
10a10a: erste Torsionswellenfirst torsion waves
10b10b: zweite Torsionswellensecond torsion waves
1212: ElektromotorElectric motor
1414: Homokinetisches GelenkHomokinetic joint
1616: EndabschnittEnd section
1818: erste Abschnittfirst section
2020: SchallisolierungswändeSoundproof walls
2222: MesskammerMeasuring chamber
2424: Erste TüreFirst door
2828: SeitentürSide door
3030: KraftfahrzeugMotor vehicle
3232: SchwingungsfundamentVibration foundation
3333: GrundplatteBase plate
3434: Federnfeathers
3636: Antriebsstrang (Getriebe/ Elektroantrieb)Drivetrain (gearbox/electric drive)
4040: DurchtriebsfelgeDrive-through rim
4242: innerer Felgenbereichinner rim area
4444: äußerer Felgenbereichouter rim area
4646: ReifenTires
4848: Kugellagerball-bearing
5050: BasiskörperBase body
5252: AußenverzahnungExternal gearing
5454: VerzahnungskörperGear body
5656: Schraubescrew
5858: SenkbohrungCountersunk hole
6060: ArretierungselementLocking element
6262: InnenverzahnungInternal gearing
6464: LanglöcherLong holes
6666: ArretierungsschraubenLocking screws
6868: GewindebohrungThreaded hole
7070: AufnahmeverzahnungMounting gear
8080: RadfelgeWheel rim
8181: VerbindungselementConnecting element
8282: BefestigungsschraubenFixing screws
8383: FelgenhalterungRim holder
8484: FixierbolzenFixing bolt
8585: FixierschraubeFixing screw
8686: SchallisolierungskammerSoundproofing chamber
8787: Zweite SchallisolierungswändeSecond soundproofing walls
P1P1: PfeilArrow
P2P2: PfeilArrow
P3P3: PfeilArrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2048486 B1 [0003]
EP 3548860 B1 [0004]

Claims

Universal test bench (2) for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles (30), with an idle roller set (6a, 6b) consisting of at least two rollers without its own drive, which is suitable for coming into contact with associated wheels (8) of the motor vehicle (30), at least two torsion shafts (10a, 10b) suitable for rotationally braking or driving the associated wheels (8) via electric motors (12) coupled to the torsion shafts (10a, 10b), wherein the torsion shafts (10a, 10b) are each connected in a rotationally fixed manner to a respective drive shaft of the vehicle.

Universal test bench (2) according to Claim 1 , wherein the wheels (8) have drive-through rims (40) with an inner rim region (42) and an outer rim region (44), wherein the outer rim region is provided so as to be rotatably mounted to the inner rim region (42), and wherein the drive-through rims (40) each have a locking device with which the inner rim region (42) and the outer rim region (44) can be locked against one another in a rotationally fixed manner.

Universal test bench (2) according to Claim 1 or 2 , wherein the test bench has sound insulation walls (20) which form a measuring chamber (22) for accommodating the motor vehicle (30).

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein the test rollers (4) are arranged to be displaceable in their axial direction and/or in the longitudinal direction.

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein outer shell elements are detachably provided on the test rollers (4) on their radial outer side in order to be able to simulate different road surfaces.

Universal test bench (2) according to at least one of the Claims 2 until 5 , wherein the electric motors (12) are provided outside the measuring chamber (22).

Universal test bench (2) according to Claim 6 , wherein the sound insulation walls (20) have openings through which the torsion waves (10a, 10b) are passed.

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein the torsion shafts (10a, 10b) each have a joint, in particular a homokinetic joint (14) or a universal joint, so that they can compensate for a changed angular position of an associated wheel (8).

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein the torsion shafts (10a, 10b) each have a rotationally flexible coupling which is arranged in the frictional connection between the respective electric motor (12) and the drive-through rim (40).

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein at least two of the openings are designed as elongated holes which run substantially horizontally in their radial direction.

Universal test bench (2) according to Claim 10 , wherein flat cover elements are provided for the elongated holes on the sound insulation walls (20), which are in particular horizontally displaceable.

Universal test bench (2) according to Claim 11 , wherein the cover elements surround the torsion shafts (10a, 10b) for sound insulation (20).

Universal test bench (2) according to at least one of the preceding claims, wherein the torsion shafts (10a, 10b) with the coupled electric motors (12) are displaceable independently of the rollers (12) of the idle roller set (6a, 6b).

Universal test bench (2) according to at least one of the Claims 2 until 5 , at least one of the Claims 8 and 9 and or Claim 13 , wherein the electric motors (12) are provided within the measuring chamber (22) and are each provided in sound insulation chambers (86) which are enclosed by second sound insulation walls (87), wherein the second sound insulation walls (87) each have a sound-insulated opening for the passage of the respective torsion shaft (10a, 10b).

Method for measuring noise and vibration (NVH) on motor vehicles (30) with a universal test bench (2) according to at least one of the Claims 1 until 14 , wherein the universal test bench (2) optionally carries out a drive train test without rolling noise of the wheels (8) on the rollers or a roller test with rotating wheels (8) and rollers or a universal test with a drive train test and a roller test in a selectable sequence.

Universal test bench (2) for noise and vibration measurements (NVH) on motor vehicles (30) with at least two torsion shafts (10a, 10b) which are used for rotational braking or driving of at least one drive train (36) via electric motors coupled to the torsion shafts (10a, 10b). ren (12), wherein the torsion shaft (10a, 10b) is each connected in a rotationally fixed manner to the drive train (36).