DE10225886C1 - Motorprüfstand und geeignete Kupplungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Der Motorprüfstand (10) ist mit einer Kupplungseinrichtung (12) versehen zur trennbaren Verbindung einer Antriebseinrichtung (14) des Motorprüfstands (10) mit einem zu prüfenden Motor (16). Hierbei ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung (12) ein mehrteiliges, mit einem Motorelement (18) formschlüssig verbindbares Kupplungselement (20) aufweist, dessen Teile (22, 24) zur Fixierung und zur Freigabe des Motorelements (18) zueinander drehverstellbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Motorprüfstand, mit einer Kupplungseinrichtung zur trennbaren Verbindung einer Antriebseinrichtung des Motorprüfstands mit einem zu prüfenden Motor, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Motorprüfstände der eingangs genannten Art sind bekannt. Die DE 39 42 016 A1 offenbart einen Motorprüfstand mit einer Kupplungseinrichtung, mittels welcher ein Schwungrad eines zu prüfenden Motors kraftschlüssig mit radial verstellbaren Spannbacken eines Spannfutters verbindbar ist. Hierzu ist ein Schneckentrieb vorgesehen, mittels welchem eine Spannmutter in axialer Richtung bewegt werden kann zur Erzeugung einer radial einwärts oder radial auswärts gerichteten Verstellbewegung der Spannbacken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Motorprüfstand der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine alternative Kupplungseinrichtung aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Motorprüfstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Der erfindungsgemäße Motorprüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass die Kupplungseinrichtung ein mehrteiliges, mit einem Motorelement formschlüssig verbindbares Kupplungselement aufweist, dessen Teile zur Fixierung und zur Freigabe des Motorelements zueinander drehverstellbar sind. Die Herstellung des Formschlusses gewährleistet eine korrekte Verbindung zwischen dem Kupplungselement und dem Motorelement, während mittels einer geeigneten, insbesondere entgegengesetzt orientierten Drehverstellung zusätzlich eine betriebssichere Fixierung der genannten Funktionselemente erzeugt wird. Eine derartig wirkende Kupplungseinrichtung ist zur Herstellung einer praktisch drehstarren und somit schlupf- beziehungsweise spielfreien Verbindung mit einem Motorelement geeignet, das eine entsprechende Verbindung mit einem traditionellen, ausschließlich reibschlüssigen Kupplungssystem nicht erlauben würde. Eine spielfreie Kupplungsverbindung ist insbesondere bei Motorprüfständen mit verhältnismäßig großen Drehmomentschwankungen von bis zu ca. 400 Nm von Bedeutung. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung zur betriebssicheren Verbindung auch mit Motorelementen, die bislang aufgrund der traditionellen Beschränkung auf reine reibschlüssige Kupplungsverbindungen diesbezüglich nicht in Betracht gezogen wurden.

Mit Vorteil ist das Kupplungselement in axialer Richtung bewegbar zur trennbaren Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Kupplungseinrichtung mit dem Motorelement. Während die axiale Bewegung des Kupplungselements zur Herstellung beziehungsweise Trennung des Formschlusses desselben mit dem Motorelement genutzt wird, dient die zusätzliche Drehverstellung der Kupplungselementteile zur Fixierung beziehungsweise zum Lösen derselben am/vom Motorelement. Die Kupplungseinrichtung weist somit zwei getrennt wirkende und sich ergänzende Verbindungssysteme auf.

Das Kupplungselement ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, wobei die Kupplungselementteile mindestens ein gemeinsames Verbindungselement, zur Verbindung mit dem Motorelement, aufweisen. Ein derartiges, zweiteiliges Kupplungselement ist konstruktionstechnisch verhältnismäßig einfach realisierbar und erlaubt eine axiale Verstellbarkeit des Kupplungselements sowie eine entsprechende Drehverstellung der Kupplungselementteile zur Herstellung einer betriebssicheren Kupplungsverbindung mit dem Motorelement.

Vorzugsweise ist das Verbindungselement als eine sich in axialer Richtung erstreckende und komplementär mittels der Kupplungselementteile gebildete Öffnung ausgebildet zur Aufnahme des Motorelements in Form eines axial vorstehenden Zapfens, insbesondere eines Kurbelwellenflanschzapfens. Dabei ist die Öffnung insbesondere eine Durchgangsöffnung, die anteilig - beispielsweise jeweils zur Hälfte - durch die Kupplungselementteile gebildet wird, welche zueinander drehverstellbar sind zum Herstellen und zum Lösen der Motorelementfixierung. Das Motorelement in Form eines Zapfens ist in dem als querschnittsvariable Öffnung ausgebildeten Verbindungselement sicher fixierbar, insbesondere mittels wenigstens teilweise ausgebildeten Reibschlusses zwischen den Öffnungswandungen und der Zapfenaußenfläche.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kupplungselementteile als Halbschalen ausgebildet und bilden gemeinsam einen geschlossenen Ring, wobei die Halbschalen jeweils an mindestens einer ihrer Verbindungsflächen einen Motorelementsitz aufweisen unter Ausbildung des Verbindungselements. Dies ermöglicht die Realisierung einer kompakten Kupplungseinrichtung, da in Bezug auf die Ringform sowohl der innere als auch der äußere Bauraum konstruktionsgünstig genutzt werden kann.

Die Kupplungseinrichtung enthält vorzugsweise ein wenigstens teilweise in axialer Richtung bewegbares Verstellsystem mit einer Führungseinrichtung zur Erzielung einer definierten Drehverstellung der Kupplungselementteile zueinander. Es erfolgt somit mittels einer verhältnismäßig einfach realisierbaren axialen Verschiebebewegung wenigstens eines Teils des Verstellsystems die trennbare Fixierung des Motorelements am Verbindungselement, die bereits vorher miteinander in einer formschlüssigen Verbindung stehen.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Verstellsystem eine in axialer Richtung bewegbare Kupplungswelle auf, die mittels mindestens eines radial vorstehenden Verstellelements mit einem zugehörigen und in axialer Richtung geneigten Führungsrand des Kupplungselements zur Drehverstellung der Kupplungselementteile in Berührungskontakt steht. Die Drehverstellung der Kupplungselementteile wird somit mittels einer axialen Bewegung der Kupplungswelle ausgelöst, wobei die Drehverstellung durch die axiale Relativbewegung des Verstellelements in Bezug auf den Führungsrand eines zugeordneten drehbewegbaren Kupplungselementteils hervorgerufen wird.

Mit Vorteil ist der Führungsrand an einer fensterförmigen Ausnehmung eines entsprechenden Kupplungselementteils ausgebildet. Dabei ist die fensterförmige Ausnehmung hinsichtlich ihrer Öffnungsbreite vorzugsweise an die Querschnittsausdehnung des vorstehenden Verstellelements angepasst, so dass das im Querschnitt vorzugsweise kreisförmig ausgebildete Verstellelement gleichzeitig mit zwei gegenüberliegenden, zueinander parallel verlaufenden Führungsränderlängsabschnitten in Berührungskontakt stehen kann. Eine fensterförmige Ausnehmung in einem jeweiligen Kupplungselementteil ist fertigungstechnisch relativ einfach realisierbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verstellelement ein jeweiliges, einem Führungsrand zugeordnetes Wälzelement-Lagersystem auf. Hierdurch wird eine betriebsichere Fixierung der Kupplungselementteile am Motorelement ermöglicht unter gleichzeitig verhältnismäßig geringen Reibungsverlusten bei der Umwandlung einer Axialbewegung der Kupplungswelle in eine jeweilige Drehbewegung der Kupplungselementteile.

Ferner kann die Kupplungswelle einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zentrierzapfen aufweisen zur Zentrierung der Kupplungseinrichtung bezüglich des Motorelements. Die Zentrierung dient zur korrekten beziehungsweise erleichterten Herstellung des Formschlusses zwischen dem Kupplungselement und dem Motorelement und begünstigt zusätzlich die Einstellung einer praktisch spielfreien Fixierung der Kupplungselementteile am Motorelement. Hierdurch wird eine Bauteilüberlastung und/oder eine Messwertverfälschung am Motorprüfstand aufgrund einer spielbehafteten Kupplungsverbindung vermieden.

Vorteilhafterweise ist das Kupplungselement unter Ausbildung eines Reibschlusses mit der Kupplungswelle verbunden und wahlweise in zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Endstellungen positionierbar, die mittels entsprechender Anschläge der Kupplungseinrichtung bestimmt sind. Dabei ist die Reibschlussstärke vorzugsweise derart ausgelegt, dass zur Eigenzentrierung der Kupplungswelle und/oder zur Fixierung der Kupplungselementteile am Motorelement eine Relativbewegung zwischen der Kupplungswelle und dem Kupplungselement möglich ist. Die Positionierung des Kupplungselements wenigstens in die Formschluss-Endstellung erfolgt dabei eigenständig mittels mindestens eines geeigneten, zwischenangeordneten Druckfederelements.

Das Verstellsystem weist vorzugsweise eine mit dem Kupplungselement gelenkverbundene Kniehebeleinheit auf zum wahlweise Schalten der Kupplungseinrichtung. Die Kniehebeleinheit dient zur Erzeugung der axialen Bewegung der Kupplungswelle und somit zur Fixierung des Motorelements am Kupplungselement.

Mit Vorteil weist die Kupplungswelle zwei teleskopartig unter Zwischenanordnung eines Druckfederelements miteinander verbundene und relativ zueinander beschränkt in axialer Richtung bewegbare Wellenteile auf, wobei ein Wellenteil mit dem Kupplungselement und das andere Wellenteil mit der Kniehebeleinheit verbunden ist. Dabei dient das Druckfederelement zur Vorspannung der zwei Wellenteile zueinander und begünstigt die Eliminierung ansonsten gegebenenfalls vorliegender beziehungsweise auftretender Spiele an Verbindungsstellen von mit den Wellenteilen verbundenen Elementen. Ferner wird die Vorspannung zur Aufrechterhaltung der mittels der Kniehebeleinheit aufgebauten Kupplungsspannkraft und somit zur Stabilisierung der Verriegelungsstellung der Kupplungseinrichtung genutzt.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Kupplungseinrichtung eine äußere Hülse auf, die einen stirnseitigen, in axialer Richtung vorstehenden Vorsprung enthält, welcher mit dem Motorelement verbindbar ist zur Vorzentrierung der Kupplungseinrichtung. Mittels einer derartigen Vorzentrierung wird ein schnelles und handhabungsfreundliches Ankuppeln der Kupplungseinrichtung an den zu prüfenden Motor ermöglicht. Der vorstehende Vorsprung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass er mit einem Kurbelwellenflansch des Motors reibschlüssig verbindbar ist und somit eine vereinfachte Montage der Kupplungseinrichtung am Motor erlaubt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist ein äußeres Antriebselement der Antriebseinrichtung drehsteif mit der Hülse verbunden, welche ihrerseits in drehsteifer Verbindung mit dem Kupplungselement steht. Das Antriebselement kann beispielsweise mittels eines Antriebsaggregats, zum Beispiel eines Asynchron- Elektromotors, drehangetrieben werden zur Übertragung eines Drehmoments auf den zu prüfenden Motor. Zum korrekten Verbinden der Kupplungseinrichtung mit dem Motor ist nach Herstellung der Formschlussverbindung zwischen dem Motorelement und dem Verbindungselement eine kontrollierte Drehverstellung der Kupplungselementteile relativ zur Hülse erforderlich (Fixierbewegung). Zur Erzeugung dieser Drehverstellung erstreckt sich das Verstellelement in radialer Richtung ausgehend von der Kupplungswelle durch das Kupplungselement nach außen bis in die Hülse. Um eine axialen Relativverschiebung der Kupplungswelle gegenüber der Hülse gewährleisten zu können, weist letztere eine an die Geometrie des Verstellelements angepasste und sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung auf, im Gegensatz zum jeweiligen, in Verschieberichtung geneigten Führungsrand der Kupplungselementteile. Innerhalb der Ausnehmung kann der hineinragende Anteil des Verstellelements in axialer Richtung frei bewegt werden. Die Ausnehmungsbreite der Hülse stimmt dabei exakt mit dem Durchmesser des im Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Verstellelements überein, so dass mittels des Verstellelements eine entsprechend spielfreie Drehmomentübertragung von der Hülse - beziehungsweise dem Antriebselement - auf das Kupplungselement und somit auf den zu prüfenden Motor möglich ist.

Das Antriebselement, die Hülse, das Kupplungselement und die Wellenteile der Kupplungswelle sind zueinander vorzugsweise koaxial angeordnet. Hierdurch wird eine kompakte Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung ermöglicht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße, mit einem teilweise dargestellten Motor verbundene Kupplungseinrichtung in entkuppelter Betriebsstellung;

Fig. 2 die Kupplungseinrichtung der Fig. 1 in gekuppelter Betriebsstellung;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Kupplungseinrichtung der Fig. 1 ohne Motor;

Fig. 4 eine Vorderansicht auf ein separates Kupplungselement der Kupplungseinrichtung der Fig. 1;

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinien V-V der Fig. 1;

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinie VI-VI der Fig. 1 und

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil der Kupplungseinrichtung der Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung einen Motorprüfstand 10 mit einer Kupplungseinrichtung 12, die wahlweise an ein Motorelement 18 eines zu prüfenden Motors 16 ankuppelbar ist. Dabei zeigen Fig. 1 den Motorprüfstand 10 mit geöffneter (entkuppelter) Kupplungseinrichtung 12 und Fig. 2 selbigen mit geschlossener (gekuppelter) Kupplungseinrichtung 12. Bei dem Motor 16 kann es sich zum Beispiel um einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor handeln, der im Rahmen eines Endfunktionstests im Motorprüfstand 10 mittels einer Antriebseinrichtung 14 auf eine vorgebbare Drehzahl geschleppt werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Motorelement 18 ein axial von einem Kurbelwellenflansch 19 des Motors 16 vorstehender Zapfen, mit welchem die Kupplungseinrichtung 12 trennbar gekuppelt werden kann.

Hierzu weist die Kupplungseinrichtung 12 ein mehrteiliges, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweiteiliges Kupplungselement 20 auf, dessen halbschalenförmige Teile 22, 24 in einer axialen Richtung 26 bewegbar sind zur trennbaren Herstellung eines Formschlusses mit dem Motorelement 18 und zusätzlich zueinander in entgegengesetzter Orientierung gemäß den Doppelpfeilen 21 der Fig. 3 drehverstellbar sind zur lösbaren Fixierung desselben Motorelements 18. Bei geeigneter Positionierung beziehungsweise Drehorientierung der Kupplungseinrichtung 12 und des Kurbelwellenflansches 19 zueinander kann das axial vorstehende Motorelement 18 (Zapfen) in einem Verbindungselement 28 in Form einer sich in axialer Richtung 26 erstreckenden und komplementär mittels der Kupplungselementteile 22, 24 gebildeten Öffnung formschlüssig aufgenommen werden. Hierzu wird, nach einer geeigneten, den Zapfen in Bezug auf die Öffnung ausrichtenden Drehbewegung beispielsweise des Kurbelwellenflansches 19, das Kupplungselement 20 axial in Richtung Kurbelwellenflansch 19 bewegt. Nach abgeschlossener Formschlussherstellung werden die zwischen einer innen liegenden Kupplungswelle 38 und einer außen liegenden Hülse 60 angeordneten, halbschalenförmigen Kupplungselementteile 22, 24 gegeneinander drehverstellt unter Ausbildung einer erwünschten Fixierung des Motorelements 18 in der nun querschnittsreduzierten Öffnung (Verbindungselement 28). Die auf diese Weise drehstarr, das heißt in Drehrichtung spielfrei, mit dem Motor 16 verbundene Kupplungseinrichtung 12 kann mittels der Antriebseinrichtung 14 in eine definierte und vorgebbare Drehbewegung um eine Achse 23 versetzt werden.

Die Antriebseinrichtung 14 weist hierzu ein Antriebselement 64 auf, das unter Zwischenanordnung eines Körperelements 66 drehstarr mit der Hülse 60 verbunden ist.

Wie insbesondere in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, bilden die halbschalenförmigen Kupplungselementteile 22, 24 gemeinsam einen im Wesentlichen geschlossenen Ring. Dabei weisen die Halbschalen jeweils an mindestens einer ihrer Verbindungsflächen 30 einen Motorelementsitz 32 auf unter Ausbildung des Verbindungselements 28 in Form einer sich in axialer Richtung 26 erstreckenden Durchgangsöffnung. Die Kupplungseinrichtung 12 enthält ein bewegbares Verstellsystem 34 mit einer Führungseinrichtung 36 zur Erzielung der definierten axialen Bewegung des Kupplungselements 20 (Formschlussbewegung) und der definierten, entgegengesetzt orientierten Drehverstellung der Kupplungselementteile 22, 24 (Fixierbewegung zur Ausbildung eines Reibschlusses). Hierzu steht die in axialer Richtung 26 bewegbare Kupplungswelle 38 des Verstellsystems 34 mittels zweier koaxial angeordneter und radial nach außen vorstehender Verstellelemente 40 mit einem zugehörigen, in Bezug auf die axiale Richtung 26 geneigten Führungsrand 42 des Kupplungselements 20 zur Drehverstellung der Kupplungselementteile 22, 24 in Berührungskontakt. Der jeweilige Führungsrand 42 ist an einer zugehörigen fensterförmigen Ausnehmung 96 eines entsprechenden Kupplungselementteils 22, 24 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jedes Kupplungselementteil 22, 24 eine derartige Ausnehmung 96 auf.

Gemäß Fig. 5 weist das Verstellelement 40 ein jeweiliges, einem Führungsrand 42 zugeordnetes Wälzelement-Lagersystem 43 mit einer Mehrzahl an umfangsförmig gleichmäßig verteilt angeordneten Wälzelementen 44 auf. Dabei erstreckt sich das Verstellelement 40 ausgehend von der Kupplungswelle 38 durch das Kupplungselement 20 radial nach außen bis in die Hülse 60. Zur Gewährleistung einer axialen Relativverschiebung der Kupplungswelle 38 gegenüber der Hülse 60 weist auch letztere eine Ausnehmung 94 auf, die an die Geometrie des Verstellelements 40 angepasst ist. Im Gegensatz zum jeweiligen, in Verschieberichtung 26 geneigten Führungsrand 42 der Kupplungselementteile 22, 24 erstreckt sich die Ausnehmung 94 in axialer Richtung 26, da die Hülse 60 relativ zur Kupplungswelle 38 nicht drehverstellbar ist. Die Ausnehmungsbreite der Hülse 60 stimmt exakt mit dem Durchmesser des im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Verstellelements 40 überein. Hierdurch kann mittels des Verstellelements 40 eine spielfreie Drehmomentübertragung von der Hülse 60 - beziehungsweise dem Antriebselement 64 - auf das Kupplungselement 20 und somit auf den zu prüfenden Motor 16 erfolgen.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, enthält die Kupplungswelle 38 einen sich in axialer Richtung 26 erstreckenden Zentrierzapfen 46 zur Zentrierung der Kupplungseinrichtung 12 bezüglich des Motorelements 18. Hierzu wird der Zentrierzapfen 46 - nach Herstellung des Formschlusses zwischen dem Kupplungselement 20 und dem Motorelement 18 - mittels axialer Bewegung der Kupplungswelle 38 in einen Aufnahmesitz 98 des Kurbelwellenflansches 19 geschoben unter Ausbildung eines Reibschlusses dieser beiden Funktionselemente. Hierbei erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Kupplungselement 20 und der axial bewegten Kupplungswelle 38, die miteinander reibschlüssig in Anlagekontakt stehen. Das Kupplungselement 20 kann mittels der Kupplungswelle 38 wahlweise in zwei in axialer Richtung 26 voneinander beabstandete Endstellungen positioniert werden, nämlich bezüglich des Formschlussvorgangs in eine Öffnungsstellung (entkuppelte Stellung) und in eine Schließstellung (gekuppelte Stellung), wobei die Endstellungen mittels entsprechender Anschläge 48, 50 der Kupplungseinrichtung 12 definiert sind.

Das Verstellsystem 34 enthält eine mit dem Kupplungselement 20 gelenkverbundene Kniehebeleinheit 52 zum wahlweise Schalten der Kupplungseinrichtung 12. Dabei ist die Kupplungswelle 38 mit zwei teleskopartig unter Zwischenanordnung eines Druckfederelements 54 miteinander verbundenen und relativ zueinander beschränkt in axialer Richtung 26 bewegbaren Wellenteilen 56, 58 versehen. Ein Wellenteil 56 ist mit dem Kupplungselement 20 und das andere Wellenteil 58 mit der Kniehebeleinheit 52 verbunden. Die Kniehebeleinheit 52 weist hierzu ein endseitig mit dem Wellenteil 56 mittels eines Gelenkzapfens 70 verbundenes Verbindungsstück 68 auf, das mit seinem anderen Ende unter Einsatz eines weiteren Gelenkzapfens 72 mit einem Hebelelement 74 in Verbindung steht. Die Bewegungsbeschränkung in axialer Richtung 26 der Wellenteile 56, 58 wird mittels eines Langlochs 59 eines Wellenteils gewährleistet, in welches ein Zapfen 57 des anderen Wellenteils ragt, so dass die Wellenteile 56, 58 entsprechend der maximalen Bewegungslänge des Zapfens 57 im Langloch 59 relativ zueinander verschoben werden können. Das Hebelelement 74 ist mittels eines Lagerzapfens 76 entsprechend Doppelpfeil 86 verschwenkbar an einem Körperelement 66 der Kupplungseinrichtung 12 gelagert. Dabei ist die Schwenkbewegung gemäß Doppelpfeil 86 des Hebelelements 74 durch zwei jeweils mit dem Körperelement 66 in Anlagekontakt bringbare Anschlagflächen 88, 90 begrenzt. Das Hebelelement 74 weist einen randoffenen Aufnahmesitz 82 auf, in welchem eine Rolle 84 einer Schaltmuffe 78 derartig gelagert ist, dass eine axiale Bewegung der Schaltmuffe 78 entsprechend Doppelpfeil 80 eine entsprechende Schwenkbewegung des Hebelelements 74 gemäß Doppelpfeil 86 um den Lagerzapfen 76 hervorgerufen wird, wobei diese Schwenkbewegung mittels des Verbindungsstücks 68 eine axiale Verschiebebewegung entsprechend Doppelpfeil 26 der im Körperelement 66 aufgenommenen Kupplungswelle 38 bewirkt.

Ferner ist eine Scheibe 92 drehstarr mittels einer Schraubverbindung an der Hülse 60 fixiert. Die Scheibe 92 ist als Zahnscheibe ausgebildet und soll die fehlende Schwungscheibe des Motors 16 ersetzen zur Erzielung vergleichbarer Prüfergebnisse in Bezug auf einen Motor mit Schwungscheibe. Ferner kann die Scheibe 92 mit einem oder mehreren Drehzahlsensoren (nicht in den Figuren dargestellt) versehen sein. Ein Stützstift 100 ist gemäß den Fig. 1 und 2 mit einem Ende in dem als Durchgangsöffnung ausgebildeten Verbindungselement 28 und mit seinem anderen Ende in einer entsprechend angeordneten Öffnung des Körperelements 66 aufgenommen. Er dient zum Verhindern eines nicht erwünschten Schrägstellens der Kupplungselementteile 22, 24 zueinander in der Fixierstellung. Die Öffnung 102 (siehe Fig. 2) dient zum Betreiben einer Laserlichtschranke, mittels welcher bestimmt werden kann, ob zwischen dem Kupplungselement 20 und dem Motorelement 18 ein korrekter Formschluss besteht oder nicht. Der Neigungswinkel des Führungsrands 42 gegenüber der axialen Richtung 26 beträgt vorzugsweise 4° unter Ausbildung einer Kraftverstärkung von 1 : 14 zur drehstarren Fixierung des Motorelements 18 im Verbindungselement 28 in Form eines sich wenigstens teilweise ausbildenden Reibschlusses. Die dabei auftretenden Spannkräfte zwischen Motorelement 18 und Kupplungselement 20 können ca. 15000 N betragen. Mittels des Druckfederelements 54 lassen sich dagegen zwischen den Wellenteilen 56, 58 Vorspannkräfte bis zu ca. 1300 N aufbauen. Die in Fig. 4 gestrichelt dargestellten Druckfedern 104 stützen sich endseitig am Anschlag 50 des Körperelements 66 ab und sind in einer entsprechenden Öffnung der Kupplungselementteile 22, 24 aufgenommen. Die Druckfedern 104 dienen dazu, ein eigenständiges Einrasten des zapfenförmigen Motorelements 18 in das Verbindungselement 28 (Öffnung) mittels axialer Bewegung des Kupplungselements 20 in Richtung Motor 16 zu ermöglichen. Eine weitere Druckfeder 108 (siehe Fig. 1, 2, 4) ist endseitig an den Verbindungsflächen 30 des Verbindungselements 28 in entsprechenden Öffnungen der Kupplungselementteile 22, 24 aufgenommen und begünstigt ein verklemmungsfreies Öffnen letzterer bei einer entsprechenden, mittels einer Axialbewegung der Kupplungswelle 38 erzwungenen Drehverstellung. Zusätzlich gewährleistet ein an den verbleibenden Verbindungsflächen 30 jeweils in den Kupplungselementteilen 22, 24 aufgenommener Stift 146 einen nicht erwünschten Versatz der beiden Kupplungselementteile 22, 24 zueinander, welcher eine störungsfreie Orientierungsbewegung des direkt auf der Stirnseite der Kupplungselementteile 22, 24 gleitenden Motorelements 18 (Zapfen) behindern würde.

Die äußere Hülse 60 der Kupplungseinrichtung 12 ist mit einem stirnseitigen, in axialer Richtung 26 vorstehenden Vorsprung 62 versehen, der mit dem Kurbelwellenflansch 19 verbindbar ist zur Vorzentrierung der Kupplungseinrichtung 12 gegenüber selbigem (siehe Fig. 1). Anschließend wird der Kurbelwellenflansch 19 des Motors 16 solange um die Achse 23 gedreht, bis das Motorelement 18 (Zapfen) koaxial zu dem Verbindungselement 28 (Öffnung) positioniert ist. Die in axialer Richtung wirkenden Kräfte der Druckfedern 104 bewirken eine entsprechende selbständige Verschiebung des Kupplungselements 20 gegen den Anschlag 48 unter Ausbildung des erwünschten Formschlusses zwischen dem Motorelement 18 und dem Verbindungselement 28 (Stellung des Kupplungselements 20 gemäß Fig. 2). Nun kann mittels Verschiebens der Schaltmuffe 78 gemäß Doppelpfeil 80 der Fig. 1 nach links die beabsichtigte Fixierung der Kupplungselementteile 22, 24 am Motorelement 18 erfolgen unter Einnahme einer Betriebsstellung der Kupplungseinrichtung 12 gemäß Fig. 2. Dieser Fixierungsschritt kann gegebenenfalls auch bei bereits um die Achse 23 drehbewegter Kupplungseinrichtung 12 erfolgen. Nach Beendigung des Motorprüfverfahrens kann zum Trennen der Kupplungsverbindung die Schaltmuffe 78 - gegebenenfalls bei drehender Kupplungseinrichtung 12 - gemäß Doppelpfeil 80 nach rechts (siehe Fig. 2) bewegt werden, so dass die Fixierung zwischen dem Motorelement 18 und dem Verbindungselement 28 zwangsgelöst wird. Anschließend kann die Kupplungseinrichtung 12 vollständig vom Motor 16 wegbewegt werden zur Trennung der formschlüssigen Verbindung.

Das Antriebselement 64, die Hülse 60, das Kupplungselement 20 und die Wellenteile 56, 58 der Kupplungswelle 38 sind zueinander koaxial zur Achse 23 angeordnet. Bei Betreiben des Motorprüfstands 10 mit am Motor 16 angekuppelter Kupplungseinrichtung 12 gemäß Fig. 2 wirken die an das Hebelelement 74 angreifenden Fliehkräfte derart, dass eine Drehbewegung des Hebelelements 74 entsprechend Doppelpfeil 86 entgegen dem Uhrzeigersinn begünstigt wird. Die Fliehkräfte begünstigen somit die Positionierung des Hebelelements 74 in die Kupplungsstellung gemäß Fig. 2.

Da bei einer Vielzahl an unterschiedlichen Motortypen der Kurbelwellenflansch gleichartig ausgebildet ist, kann die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 12 praktisch universell in einem Motorprüfstand eingesetzt werden. Der Motorprüfstand kann beispielsweise als sogenannter "Kaltteststand" eingesetzt werden, auf welchem der Verbrennungsmotor mittels der angetriebenen Kupplungseinrichtung zu Prüfzwecken "kalt", das heißt ohne Kraftstoffverbrennung, auf eine oder mehrere, vorgebbare Drehzahlen geschleppt zur Feststellung insbesondere gegebenenfalls vorliegender Motormontagefehler.

Claims (18)

1. Motorprüfstand (10), mit einer Kupplungseinrichtung (12) zur trennbaren Verbindung einer Antriebseinrichtung (14) des Motorprüfstands (10) mit einem zu prüfenden Motor (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) ein mehrteiliges, mit einem Motorelement (18) formschlüssig verbindbares Kupplungselement (20) aufweist, dessen Teile (22, 24) zur Fixierung und zur Freigabe des Motorelements (18) zueinander drehverstellbar sind.

2. Motorprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (20) in axialer Richtung (26) bewegbar ist zur trennbaren Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Kupplungseinrichtung (12) mit dem Motorelement (18).

3. Motorprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (20) zweiteilig ausgebildet ist und die Kupplungselementteile (22, 24) mindestens ein gemeinsames Verbindungselement (28), zur Verbindung mit dem Motorelement (18), aufweisen.

4. Motorprüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (28) als eine sich in axialer Richtung (26) erstreckende und komplementär mittels der Kupplungselementteile (22, 24) gebildete Öffnung ausgebildet ist zur Aufnahme des Motorelements (18) in Form eines axial vorstehenden Zapfens.

5. Motorprüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen ein Kurbelwellenflanschzapfen (19) ist.

6. Motorprüfstand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselementteile (22, 24) als Halbschalen ausgebildet sind und gemeinsam einen geschlossenen Ring bilden, wobei die Halbschalen jeweils an mindestens einer ihrer Verbindungsflächen (30) einen Motorelementsitz (32) aufweisen unter Ausbildung des Verbindungselements (28).

7. Motorprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) ein wenigstens teilweise in axialer Richtung (26) bewegbares Verstellsystem (34) aufweist mit einer Führungseinrichtung (36) zur Erzielung einer definierten Drehverstellung der Kupplungselementteile (22, 24) zueinander.

8. Motorprüfstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellsystem (34) eine in axialer Richtung (26) bewegbare Kupplungswelle (38) aufweist, die mittels mindestens eines radial vorstehenden Verstellelements (40) mit einem zugehörigen und in axialer Richtung (26) geneigten Führungsrand (42) des Kupplungselements (20) zur Drehverstellung der Kupplungselementteile (22, 24) in Berührungskontakt steht.

9. Motorprüfstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsrand (42) an einer fensterförmigen Ausnehmung eines entsprechenden Kupplungselementteils (22, 24) ausgebildet ist.

10. Motorprüfstand nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (40) ein jeweiliges, einem Führungsrand (42) zugeordnetes Wälzelement-Lagersystem (43) aufweist.

11. Motorprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (38) einen sich in axialer Richtung (26) erstreckenden Zentrierzapfen (46) aufweist zur Zentrierung der Kupplungseinrichtung (12) bezüglich des Motorelements (18).

12. Motorprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (20) unter Ausbildung eines Reibschlusses mit der Kupplungswelle (38) verbunden ist und wahlweise in zwei in axialer Richtung (26) voneinander beabstandete Endstellungen positionierbar ist, die mittels entsprechender Anschläge (48, 50) der Kupplungseinrichtung (12) bestimmt sind.

13. Motorprüfstand nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellsystem (34) eine mit dem Kupplungselement (20) gelenkverbundene Kniehebeleinheit (52) aufweist zum wahlweise Schalten der Kupplungseinrichtung (12).

14. Motorprüfstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (38) zwei teleskopartig unter Zwischenanordnung eines Druckfederelements (54) miteinander verbundene und relativ zueinander beschränkt in axialer Richtung (26) bewegbare Wellenteile (56, 58) aufweist, wobei ein Wellenteil (56) mit dem Kupplungselement (20) und das andere Wellenteil (58) mit der Kniehebeleinheit (52) verbunden ist.

15. Motorprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) eine äußere Hülse (60) aufweist, die einen stirnseitigen, in axialer Richtung (26) vorstehenden Vorsprung (62) enthält, welcher mit dem Motorelement (18) verbindbar ist zur Vorzentrierung der Kupplungseinrichtung (12).

16. Motorprüfstand nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Antriebselement (64) der Antriebseinrichtung (14) drehsteif mit der Hülse (60) verbunden ist, welche ihrerseits in drehsteifer Verbindung mit dem Kupplungselement (20) steht.

17. Motorprüfstand nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verstellelement (40) in radialer Richtung ausgehend von der Kupplungswelle (38) durch das Kupplungselement (20) nach außen bis in die Hülse (60) erstreckt.

18. Motorprüfstand nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (64), die Hülse (60), das Kupplungselement (20) und die Wellenteile (56, 58) der Kupplungswelle (38) zueinander koaxial angeordnet sind.