DE10238361B4

DE10238361B4 - Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE10238361B4
Application number: DE2002138361
Authority: DE
Inventors: Rainer Urban; Friedrich Henken; Carsten Mickeleit; Frank Brocksieper; Frank Burchard; Andreas Dr. Huck
Original assignee: Johann A Krause Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Krause GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2022-08-17
Also published as: DE10238361A1

Abstract

Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors, mit einer Kupplungseinrichtung (15) zum Verbinden des zu prüfenden Verbrennungsmotors und mit einem Antrieb (16), insbesondere einen Schleppmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (15) mindestens ein Tastorgan zum Ertasten einer Gewindebohrung (11) eines Flansches einer Abtriebswelle (Kurbelwellenflansch 10) des zu prüfenden Verbrennungsmotors aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 7 und/oder 12.
Verbrennungsmotoren werden nach ihrer ganz oder größtenteils erfolgten Montage zunächst unbefeuert geprüft im sogenannten Kalttest. Dazu muss der jeweils zu prüfende Verbrennungsmotor schleppend angetrieben werden. Hierzu dient eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Eine bekannte Vorrichtung der angesprochenen Art verfügt über eine Kupplungseinrichtung, die von einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, zum schleppenden Antrieb des zu prüfenden Verbrennungsmotors angetrieben wird. Die Kupplungseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie am Schwungrad des zu prüfenden Verbrennungsmotors angreift. Der Motor (Elektromotor) der Vorrichtung treibt dann über die Kupplungseinrichtung das Schwungrad des zu prüfenden Verbrennungsmotors an. In der Praxis wird es aber vielfach gefordert, den Verbrennungsmotor mit noch nicht montiertem Schwungrad zu prüfen. Die Kupplungseinrichtung der bekannten Vorrichtung lässt sich aber nicht direkt an die Abtriebswelle des zu prüfenden Verbrennungsmotors, nämlich einen Kurbelwellenflansch zur Befestigung der Schwungscheibe, anflanschen. Dazu muss die Vorrichtung mit Verbindungsschrauben am Kurbelwellenflansch befestigt werden. Das erfolgt bislang in aufwändiger und zeitraubender Weise manuell.

Aus der DE 35 34 501 A1 ist ein Prüfstand für einen Kraftfahrzeugmotor bekannt, der eine stationäre Bremseinheit und einen Fahrwagen aufweist. Der zu prüfende Kraftfahrzeugmotor wird auf dem Fahrwagen montiert. Der Fahrwagen mit dem Kraftfahrzeugmotor wird von einem Arbeitszylinder an die stationäre Bremseinheit herangezogen, wobei Zentriermittel an dem Fahrwagen und der stationären Bremseinheit eine Ausrichtung des Fahrwagens zur stationären Bremseinheit herbeiführen. Aus der DE 35 34 501 A1 geht es nicht hervor, wie die stationäre Bremseinheit mit dem Kurbelwellenflansch des Kraftfahrzeugmotors verbindbar ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors zu schaffen, die in einfacher Weise automatisch direkt mit dem Kurbelwellenflansch verbindbar ist.

Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Dadurch, dass die Kupplungseinrichtung mindestens ein Tastorgan zum Ertasten einer Gewindebohrung im Kurbelwellenflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors aufweist, kann die Vorrichtung automatisch in die richtige Position zum Verbinden mit dem Kurbelwellenflansch gebracht werden. Diese Position ist dann erreicht, wenn das Tastorgan mindestens eine Gewindebohrung ertastet hat. Die Vorrichtung kann daraufhin einfach und vor allem automatisch zum schleppenden Antrieb des Verbrennungsmotors mit seinem Kurbelwellenflansch verbunden, und zwar insbesondere auch verschraubt werden.

Vorzugsweise ist jedes Tastmittel als ein in Längsrichtung federbelasteter Taststift ausgebildet. Der somit längsverschiebliche Taststift kann dadurch in die jeweilige Gewindebohrung des Kurbelwellenflansches eingreifen. Es kommt dadurch eine formschlüssige Zentrierung der Vorrichtung gegenüber den Gewindebohrungen des Kurbelwellenflansches des zu prüfenden Verbrennungsmotors zustande. Dazu ist vorzugsweise ein in die betreffende Gewindebohrung eintretender vorderer Endbereich jedes Taststifts mit einem Durchmesser versehen, der etwa dem Kerndurchmesser der Gewindebohrung entspricht, vorzugsweise geringfügig kleiner ist. Dadurch kann der Taststift bei richtiger Ausrichtung der Vorrichtung zum Kurbelwellenflansch des Verbrennungsmotors in die betreffende Gewindebohrung eintauchen, ohne mit der Gewindebohrung verschraubt zu werden und ohne diese zu beschädigen. Das gilt insbesondere dann, wenn zumindest das in die Gewindebohrung eintretende vordere Ende des Taststifts aus einem relativ weichen Material, beispielsweise Kunststoff, Messing oder Aluminium, gebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung sind mehrere Taststifte, und zwar vorzugsweise zwei Taststifte, vorgesehen. Diese weisen eine Relativanordnung zueinander auf, dass sie nur dann gleichzeitig in zwei Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors eintreten können, wenn in radialer Richtung die Kupplungseinrichtung eine Relativausrichtung zum Kurbelwellenflansch aufweist, dass die Verbindungsschrauben zum Ankuppeln der Vorrichtung an den zu prüfenden Verbrennungsmotor mit den übrigen Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch fluchten. Damit nur beide Taststifte gemeinsam in jeweils eine Gewindebohrung eintreten können, was je nach Lochbild im Kurbelwellenflansch eine unabdingbare Voraussetzung für die richtige radiale Ausrichtung der Vorrichtung gegenüber dem Kurbelwellenflansch ist, sind die vorzugsweise zwei Taststifte derart miteinander gekoppelt, dass sie nur zusammen in Richtung der Gewindebohrungen längsverschieblich sind.

Es ist des Weiteren vorgesehen, der zum Kurbelwellenflansch des Verbrennungsmotors weisenden Stirnseite der Kupplungseinrichtung mindestens ein Zentrierorgan zuzuordnen, womit die Kupplungseinrichtung zur Längsmittelachse des Kurbelwellenflansches des zu prüfenden Verbrennungsmotors fluchtend in axialer Richtung zentrierbar ist. Hierdurch wird das automatische Ausrichten und Verbinden der Kupplungseinrichtung mit dem Kurbelwellenflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors erleichtert, weil bei Heranfahren der Vorrichtung an den Kurbelwellenflansch des Verbrennungsmotors zwangsläufig eine axiale Zentrierung erfolgt und die Taststifte nur noch in radialer Richtung eine Ausrichtung vornehmen müssen, indem die Vorrichtung so lange relativ zum Kurbelwellenflansch verdreht wird, bis beide Taststifte in Eingriff mit jeweils einer Gewindebohrung gekommen sind und sich damit auch die übrigen Gewindebohrungen in der richtigen Position zum Eindrehen der Verbindungsschrauben in den Kurbelwellenflansch befinden. Ist nur ein Taststift vorgesehen, was ausreichend sein kann, braucht nur dieser einzige Taststift zur radialen Zentrierung der Vorrichtung gegenüber dem Kurbelwellenflansch in eine Gewindebohrung desselben eintreten.

Eine weitere Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich auch um eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtung handeln kann, weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Demnach ist ein Kupplungsflansch, mit dem die Kupplungseinrichtung am Kurbelwellenflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors befestigt wird, im Wesentlichen aus zwei Flanschscheiben gebildet, die in Längsrichtung der Drehachse des Kurbelwellenflansches aufeinanderfolgende Flanschscheiben aufweist. Dadurch ist es möglich, die Verbindungsschrauben in die Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch mit nur geringer Vorspannung einzuschrauben und anschließend durch Auseinanderbewegen der Flanschscheiben die für eine sichere Verbindung erforderlich Vorspannung der Verbindungsschrauben herzustellen. Die Verbindungsschrauben brauchen dadurch nicht mit der vollen Vorspannkraft in die Gewindebohrungen eingeschraubt zu werden, wodurch die Verbindungsschrauben – wenn überhaupt – nur geringfügig verschleißen. Die Verbindungsschrauben können dadurch zur mehrmaligen Verbindung der Vorrichtung mit dem zu prüfenden Verbrennungsmotor verwendet werden. Ein häufiger manueller Austausch der Verbindungsschrauben erübrigt sich daher.

Vorzugsweise sind die Flanschscheiben federbelastet auseinanderbewegbar. Nach dem Einschrauben der Verbindungsschrauben in die Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch wird durch das federbelastete Auseinanderbewegen der Flanschscheiben automatisch die erforderliche Vorspannung der Verbindungsschrauben hergestellt. Das Maß dieser Vorspannung kann eingestellt werden durch entsprechende Anzahl und Bemessung der Federn zum Auseinanderdrücken der Flanschscheiben.

Es ist des Weiteren vorgesehen, die zum Kurbelwellenflansch weisende Flanschscheibe auf ihrer am Kurbelwellenflansch anliegenden Stirnseite mit mindestens einem Reibbelag zu versehen. Durch den Reibbelag wird eine schlupffreie kraftschlüssige Mitnahme des Kupplungsflansches durch die von einem Motor drehend angetriebene Kupplungseinrichtung bei einer verhältnismäßig geringen Vorspannung der Verbindungsschrauben gewährleistet. Auch das führt zu einer geringeren Belastung und einer längeren Lebensdauer der Verbindungsschrauben.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung, wobei es sich um eine eigenständige Lösung der eingangs genannten Aufgabe handeln kann, ist der Kupplungsflansch der Kupplungseinrichtung mit nach außen offenen, radialgerichteten Schlitzen zur Aufnahme mindestens eines der Verbindungsschrauben versehen. Dadurch kann ein gegebenenfalls erforderliche Austausch der Verbindungsschrauben rasch erfolgen, indem verschlissene Verbindungsschrauben radial nach außen gerichtet entfernt werden und neue Verbindungsschrauben einfach von außen in die Schlitze des Kupplungsflansches eingesetzt werden können.

Eine weitere Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich auch um eine bevorzugte Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtungen handeln kann, weist die Merkmale des Anspruchs 12 auf. Demnach weist die Kupplungseinrichtung einen Schraubenantrieb für jede Verbindungsschraube auf. Alle Schraubantriebe sind durch ein vorzugsweise gemeinsames Reibradgetriebe antreibbar. Auf diese Weise können alle Verbindungsschrauben gleichzeitig in den Kurbelwellenflansch eingeschraubt werden, wobei durch das vorzugsweise gemeinsame Reibradgetriebe alle Schraubantriebe synchron angetrieben werden, so dass alle Verbindungsschrauben nahezu gleichzeitig in den Kurbelwellenflansch vollständig einschraubbar sind. Das Reibradgetriebe verhindert ein zu festes Einschrauben der Verbindungsschrauben in den Kupplungsflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors. Dadurch sind Beschädigungen der Verbindungsschrauben beim Einschrauben ausgeschlossen. Insbesondere wird ein zu starkes Einschrauben einer voreilenden Verbindungsschraube verhindert und es können die übrigen, nacheilenden Verbindungsschrauben vollständig in die Gewindebohrungen eingedreht werden. Vorzugsweise ist zusätzlich jedem Schraubantrieb eine Überlastsicherung, vorzugsweise eine Rutschkupplung, zugeordnet, mit der das Drehmoment zum Einschrauben der Verbindungsschrauben in die Gewindebohrungen des Kurbelwellenflansches einstellbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Reibradgetriebe planetengetriebeartig ausgebildet. In diesem Falle sind die Schraubantriebe als Planetenräder ausgebildet. Alle Planetenräder werden gemeinsam angetrieben durch einen als Sonnenrad wirkenden Sonnenring. Der Sonnenring umgibt alle Planetenräder der Schraubantriebe von außen, wodurch ein außenseitiger Antrieb des als Sonnenrad wirkenden Sonnenrings möglich ist. Dadurch kann durch das Zentrum des als Planetengetriebe ausgebildeten Reibradgetriebes eine vorzugsweise auch als Führung dienende Welle für den schleppenden Antrieb des zu prüfenden Verbrennungsmotors hindurchgeführt werden.

Des Weiteren ist vorgesehen, jedem Schraubantrieb ein Verbindungsmittel zuzuordnen, das mit einem Werkezeugaufnahmemittel im Schraubenkopf der jeweiligen Verbindungsschraube formschlüssig in Eingriff bringbar ist, wobei das Verbindungsmittel in Längsrichtung des Schraubantriebs mit der jeweiligen Verbindungsschraube verschiebbar ist. Auf diese Weise folgt das Verbindungsmittel jedes Schraubantriebs der Axialbewegung der jeweiligen Verbindungsschraube beim Eindrehen derselben in die Gewindebohrung des Kurbelwellenflansches. Vorzugsweise sind alle Verbindungsmittel an einer gemeinsamen Lagerscheibe gelagert, die entlang der Längsmittelachse der Kupplungseinrichtung und der Verbindungsschrauben axial verschieblich geführt ist. Dadurch wird eine exakte und verkantungsfreie Axialverschiebbarkeit der Verbindungsmittel gewährleistet, wodurch diese stets in einem sicheren formschlüssigen Eingriff mit dem Werkzeugaufnahmemittel jeder Verbindungsschraube bleiben.

Ein bevorzugtes Ausführunsgsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 ein Längsschnitt durch die noch nicht in radialer Richtung gegenüber den Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch des schleppend anzutreibenden Verbrennungsmotors zentrierte Vorrichtung,
2 einen gegenüber der 1 vergrößerten teilweisen Längsschnitt der Vorrichtung im gegenüber dem Kurbelwellenflansch zentrierten Zustand, aber noch nicht in die Gewindebohrungen im Kurbelwellenflansch eingedrehten Verbindungsschrauben,
3 die Vorrichtung in einer Ansicht analog zur 2 bei vollständig mit dem Kurbelwellenflansch verbundener Vorrichtung,
4 einen Schnitt IV-IV durch die Vorrichtung der 3, nämlich eine Draufsicht auf eine Flanschscheibe der Kupplungseinrichtung, und
5 einen Schnitt V-V gemäß der 2 durch ein Planetengetriebe für die Schraubantriebe der Kupplungseinrichtung.
Die gezeigte Vorrichtung dient dazu, einen einem Kalttest zu unterziehenden Verbrennungsmotor schleppend anzutreiben. Dazu wird die Vorrichtung direkt mit einem in den 1 bis 3 strich-punkt-liniert angedeuteten Kurbelwellenflansch des zu prüfenden Verbrennungsmotors angeschraubt. Es werden hierzu Gewindebohrungen 11 im Kurbelwellenflansch 10 verwendet, die eigentlich dazu dienen, eine Schwungscheibe mit dem Kurbelwellenflansch 10 zu verbinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich automatisch an den noch nicht mit einer Schwungscheibe verbundenen Kurbelwellenflansch 10 des zu prüfenden (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors anschrauben. Dazu weist die Vorrichtung Verbindungsschrauben 12 auf.
Der Kurbelwellenflansch 10 verfügt über mehrere Gewindebohrungen 11, die gleichmäßig oder auch ungleichmäßig auf einem Teilkreis 13 angeordnet sein können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel (4) sind sechs gleiche Gewindebohrungen 11 ungleichmäßig auf dem Teilkreis 13 verteilt. Fünf Gewindebohrungen 11 sind mit einer gleichen 60°-Teilung auf den Teilkreis 13 verteilt. Die sechste Gewindebohrung 11 verfügt über eine abweichende Teilung, nämlich einen Abstand von 40° zur benachbarten Gewindebohrung 11 auf der einen Seite und 80° zur benachbarten Gewindebohrung 11 auf der anderen Seite. Darüber hinaus verfügt der Kurbelwellenflansch 10 über einen vorstehenden, zylindrischen Zentrieransatz 14.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer Kupplungseinrichtung 15 und einem Antrieb 16, der einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, aufweist. In erfindungsgemäß besonderer Weise ist die Kupplungseinrichtung 15 ausgebildet, mit der der Antrieb 16 automatisch durch die Verbindungsschrauben 12 an den Kurbelwellenflansch 10 des zu Prüfung schleppend antreibbaren Verbrennungsmotors ankuppelbar ist. Die Kupplungseinrichtung 15 verfügt über einen Kupplungsflansch 17, dem die Verbindungsschrauben 12 zum Anschrauben der Kupplungseinrichtung 15 an den Kurbelwellenflansch 10 zugeordnet sind, eine (vom Kurbelwellenflansch 10 ausgesehen) dahinter angeordnete Schraubeinheit 18 und eine hinter der Schraubeinheit 18 angeordnete Kupplung 19 zum Verbinden der Kupplungseinrichtung 15 mit dem Antrieb 16.
Die Kupplung 19 und die Schraubeinheit 18 sind unverdrehbar und unverschiebbar zueinander verbunden, und zwar verschraubt. Dabei sind zwischen der Kupplung 19 und der Schraubeinheit 18 Distanzhülsen 53 angeordnet, die die Kupplung 19 von der Schraubeinheit 18 beabstanden. Durch die Distanzhülsen 53 verlaufende Schrauben verbinden die Schraubeinheit 18 und die Kupplung 19 miteinander.
Der Kupplungsflansch 17 ist mehrteilig ausgebildet. Er verfügt über zwei Flanschscheiben 20 und 21, die auf einer Längsmittelachse 22 der Kupplungseinrichtung 15 hintereinanderliegend angeordnet sind. Die Flanschscheiben 20 und 21 sind im Abstand entlang der Längsmittelachse 22 veränderbar. Dazu sind beide Flanschscheiben 20 und 21 mit mehreren Schrauben 23 längsverschiebbar verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel (4) sind vier Schrauben 23 vorgesehen. Jeder Schraube 23 ist ein Federpaket 24 aus vorzugsweise mehreren Tellerfedern zugeordnet. Die Federpakete 24 sind in einem jede Schraube 23 umgebenden Aufnahmeraum der Flanschscheibe 20 angeordnet. Der Aufnahmeraum ist zur benachbarten Flanschscheibe 21 hin offen, wodurch die Federpakete 24 die beiden Flanschscheiben 20 und 21 mit Federvorspannung auseinanderdrücken. Durch eine nur teilweise in der 1 gezeigte Blockspannpratze 25 ist die Flanschscheibe 21 entgegen der Kraft der Federpakete 24 gegen die Flanschscheibe 20 drückbar, wodurch der Abstand zwischen den Flanschscheiben 20 und 21 geringfügig veränderbar ist (in den 1 bis 3 nicht erkennbar).
Die Flanschscheibe 20 weist auf der vom Kurbelwellenflansch 10 weggerichteten Rückseite eine säulenartige, zylindrische Führung 26 auf. Die Führung 26 erstreckt sich durch die Flanschscheibe 21, die Schraubeinheit 18 und einen Teil der Kupplung 19. Dadurch ist die Flanschscheibe 21 auf der Führung 26 entlang der Längsmittelachse 22 verschiebbar gelagert. Ein freies hinteres Ende der säulenartigen Führung 26 ist durch einen Spannsatz 27 reib- und kraftschlüssig mit der Kupplung 19 verbunden, und zwar sowohl unverdrehbar als auch unverschiebbar. Dadurch kann vom Antrieb 16 die Kupplung 19 und über die Verbindungsschrauben 12 ein Antrieb des Kurbelwellenflansches 10 des zu prüfenden Verbrennungsmotors erfolgen.
Die Flanschscheibe 20 des Kupplungsflansches 17 weist an der zum Kurbelwellenflansch 10 gerichteten Seite eine Zentrierscheibe 28 auf. Diese verfügt über eine zentrische Vertiefung 29, die korrespondierend zum vorstehenden Zentrieransatz 14 des Kurbelwellenflansches 10 ausgebildet ist und diesen aufnimmt zur axialen Zentrierung der Vorrichtung gegenüber dem Kurbelwellenflansch 10, so dass die Längsmittelachse 22 der Vorrichtung, insbesondere der Kupplungseinrichtung 15, mit der Längsmittelachse 30 des Kurbelwellenflansches 10 fluchtet. Die Zentrierscheibe 28 ist umgeben von einem kreisringförmigen Reibbelag zwischen dem Kurbelwellenflansch 10 und der diesem zugerichteten Stirnseite der Flanschscheibe 20. Dadurch ist ein Großteil des Antriebsmoments der Vorrichtung reib- und kraftschlüssig auf den Kurbelwellenflansch 10 übertragbar.
Der Kupplungsflansch 17 der Kupplungseinrichtung 15 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel über vier Verbindungsschrauben 12, die in vier der insgesamt sechs Gewindebohrungen 11 des Kupplungsflansches 10 einschraubbar sind, verbunden. Die vier Verbindungsschrauben 12 sind solchen (vier) Gewindebohrungen 11 im Kurbelwellenflansch 10 zugeordnet, die mit einer gleichmäßigen 60°-Teilung auf dem Teilkreis 13 des Kurbelwellenflansches 10 angeordnet sind. Für jede der vier Verbindungsschrauben 12 ist im Kupplungsflansch 17 ein radialer Schlitz 31 angeordnet. Die Schlitze 31 sind zur Außenseite des Kupplungsflansches 17 offen (4). Dadurch ist jeweils eine Verbindungsschraube 12 durch einen Schlitz 31 von außen in den Kupplungsflansch 17 einsetzbar.
Dem Kupplungsflansch 17 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Tastorgane, und zwar vorzugsweise Taststifte 32, zugeordnet. Die beiden identischen Taststifte 32 befinden sich an solchen Stellen im Kupplungsflansch 17, dass sie in die beiden von den vier Verbindungsschrauben 12 freigelassenen Gewindebohrungen 11 des Kurbelwellenflansches 10 mit einem freien vorderen Endbereich 33 eintauchen können. Die kein Gewinde aufweisenden, also glatten, zylindrischen Endbereiche 33 der Taststifte 32 verfügen über einen Außendurchmesser auf, der dem Kerndurchmesser der Gewindebohrungen 11 entspricht. Damit es beim Eintreten der Taststifte 32 in die Gewindebohrungen 11 zu keiner Beschädigung des Gewindes derselben kommt, können mindestens die Endbereiche 33 der Taststifte 32 aus einem weicheren Material gebildet sein, beispielsweise Kunststoff, Aluminium oder Kupfer. Die Taststifte 32 sind denjenigen beiden Gewindebohrungen 11 des Kurbelwellenflansches 10 zugeordnet, die keine gleichmäßige 60°-Teilung aufweisen und somit nicht die einander diametral gegenüberliegen, vielmehr auf einer Seite einen Abstand von 190° und auf der anderen Seite 170° auf dem Teilkreis 13 aufweisen. Auf diese Weise wird von. den beiden Taststiften 32 der Kupplungsflansch 17 der Kupplungseinrichtung 15 radial gegenüber dem Kurbelwellenflansch 10 so ausgerichtet, dass die Kupplungseinrichtung 15 stets gleichermaßen radial gegenüber dem Kurbelwellenflansch 10 ausgerichtet ist, wodurch die Prüfung des Verbrennungsmotors mit gleicher Winkellage möglich ist, und so reproduzierbare Messergebnisse aus verschiedenen Prüfvorgängen erzielbar sind.
Die beiden Taststifte 32 sind im Kupplungsflansch 17 axial, also längs der Längsmittelachse 22, verschiebbar. Die Taststifte 32 ragen an der vom Kurbelwellenflansch 10 weggerichteten Rückseite aus dem Kupplungsflansch 17 heraus und sind hier mit einem gemeinsamen Verbindungsring 34 verbunden. Der Verbindungsring 34 ist axialverschieblich auf der zylindrischen Führung 26 des Kupplungsflansches 17 gelagert. Gegenüber der Rückseite des Verbindungsrings 24 ragen vorzugsweise zwei Führungsstifte 35 vor, die mit ihren hinteren Endbereichen axialverschieblich in die Schraubeinheit 18 eintauchen. Dadurch ist der Verbindungsring 34 unverdrehbar – aber axialverschiebbar – mit der Schraubeinheit 18 verbunden. Auf den Führungsstiften 35 sind Druckfedern 36 angeordnet, die den Verbindungsring 34 mit den beiden Taststiften 32 federnd in Richtung zum Kurbelwellenflansch 10 vorspannen. Durch den Verbindungsring 34 hindurch erstreckt sich ein Schraubenkopf 37 jeder Verbindungsschraube 12, und zwar so, dass die Schraubenköpfe 37 relativ zum Verbindungsring 34 frei beweglich sind.
Die Schraubeinheit 18 ist als ein Reibradgetriebe ausgebildet, und zwar mit einem planetenartigen Aufbau. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich somit um ein Planetenreibradgetriebe 38. Das Planetenreibradgetriebe 38 ist unverdrehbar und unverschiebbar auf der zylindrischen Führung 26 an der Rückseite des Kupplungsflansches 17 gelagert. Das Planetenreibradgetriebe 38 verfügt über vier gleich ausgebildete Schraubantriebe 39, wobei jeder Schraubantrieb 39 einer der vier Verbindungsschrauben 12 zugeordnet ist. Die Schraubantriebe 39 stellen Planetenräder des Planetenreibradgetriebe 38 dar. Sie verfügen über einen zylindrischen Antriebsring 40. Die Antriebsringe 40 aller vier Schraubantriebe 39 sind von außen von einem Sonnenring 41 umgeben. Der Sonnenring 41 stellt das Sonnenrad des Planetenreibradgetriebe 38 dar und treibt gemeinsam die Antriebsringe 40 aller vier Schraubantriebe 39 an. Der Sonnenring 41 ist sowohl an der seiner inneren Mantelfläche als auch an seiner äußeren Mantelfläche mit einem elastischen Belag mit einem hohen Reibbeiwert (beispielsweise aus Polyurethan) versehen. Der Sonnenring 41 ist von außen antreibbar durch eine nur andeutungsweise in der 1 dargestellte Antriebsrolle 42, der zum Kraftausgleich eine gegenüberliegende Abstützrolle 43 zugeordnet ist, die bei Bedarf aber auch angetrieben sein kann.
Jeder Schraubantrieb 39 verfügt über eine durchgehende Führungswelle 44, die mit einem hinteren Ende drehbar in der Kupplung 19 und mit einem vorderen Ende in einem auf der zylindrischen Führung 26 unverdrehbar und unverschieblich fixierten Halteflansch 45 gelagert ist. Dem Antriebsring 40 jedes Schraubantriebs 39 ist eine eigene Rutschkupplung 46 zugeordnet. Über die Rutschkupplung 46 wird die vom Sonnenring 41 auf den jeweiligen Antriebsring 40 des Schraubantriebs 39 ausgeübte Antriebskraft auf die jeweilige Führungswelle 44 übertragen. Die einstellbaren Rutschkupplungen 46 übertragen nur ein bestimmten (begrenztes) Antriebsmoment auf die Führungswellen 44, wodurch von den Schraubantrieben 39 nur ein vorher bestimmbares Antriebsdrehmoment auf die Verbindungsschrauben 12 übertragbar ist.
Jedem Schraubantrieb 39 ist ein Verbindungsmittel 47 zugeordnet. Die vier gleichen Verbindungsmittel 47 sind in einer gemeinsamen Lagerscheibe 48 gehalten. Die Lagerscheibe 48 ist unverdrehbar, aber entlang der Längsmittelachse 22 längsverschieblich auf der zylindrischen Führung 26 an der Rückseite des Kupplungsflansches 17 gelagert. Jedes Verbindungsmittel 47 weist an der Rückseite einen Antriebsstift 49 auf, der mit der Führungswelle 44 des jeweiligen Schraubantriebs 39 unverdrehbar verbunden ist, so dass das Antriebsmoment der Führungswelle 44 auf den jeweiligen Antriebsstift 49 übertragbar ist. Jeder Antriebsstift 49 ist aber in den zum Kupplungsflansch 47 weisenden Ende der ihm zugeordneten Führungswelle 44 verschiebbar, so dass eine teleskopierbare, aber unverdrehbare Verbindung zwischen jedem Antriebsstift 49 und der entsprechenden Führungswelle 44 gegeben ist. Des Weiteren ist jedem Antriebsstift 49 eine Druckfeder 50 zugeordnet. Die den betreffenden Antriebsstift 49 umgebende Druckfeder 50 stützt sicher einerseits an der Lagerscheibe 48 und andererseits am Halteflansch 45 des Planetenreibradgetriebe 38 ab. Über die jeweilige Druckfeder 50 ist das Verbindungsmittel 47 mit der Lagerscheibe 48 federnd gegen den Schraubenkopf 37 der dem jeweiligen Schraubantrieb 39 zugeordneten Verbindungsschraube 12 andrückbar. Eine zum Schraubenkopf 37 weisende Stirnseite jedes Verbindungsmittels 47 ist mit einem Vorsprung 51 versehen, der formschlüssig in ein Werkzeugaufnahmemittel im Schraubenkopf 37 der jeweiligen Verbindungsschraube 12 eingreift. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Schraubenkopf 37 ein schlitzförmiges Werkzeugaufnahmemittel (4) auf. Demzufolge ist der Vorsprung als eine mit dem Schlitz korrespondiere Klinge ausgebildet.
Das automatische Ankuppeln der erfindungsgemäßen Vorrichtung an den Kurbelwellenflansch 10 des zu prüfenden Verbrennungsmotors läuft folgendermaßen ab: Die Verbindungsschrauben 12 sind in den Kupplungsflansch 17 eingesetzt. Sie bleiben hierin während mehrerer Schleppvorgänge unterschiedlicher zu prüfender Verbrennungsmotoren angeordnet.
Die gesamte Vorrichtung wird entlang der Längsmittelachse 22 auf den Kurbelwellenflansch 10 zubewegt. Dabei gelangt zunächst der Zentrieransatz 14 des Kurbelwellenflansches 10 in die Vertiefung 29 des Kupplungsflansches 17 zur axialen Ausrichtung der Vorrichtung gegenüber dem Kurbelwellenflansch 10. Die Vorrichtung wird nun so weit gegen den Kurbelwellenflansch 10 gedrückt, dass der Reibbelag 52 am Kurbelwellenflansch 10 anliegt. Dabei werden in der Regel sowohl die Enden der Verbindungsschrauben 12 als auch der Taststifte 32 sich noch nicht im Bereich der Gewindebohrungen 11 befinden. Die Verbindungsschrauben 12 mit den Verbindungsmitteln 47 und ihrer Lagerscheibe 48 sind dann so weit zurückgedrückt, dass sie vor dem Kurbelwellenflansch 10 sich befinden (1). Ebenso sind die beiden Taststifte 32 mit dem Verbindungsring 34 noch zurückgedrückt (1). Dabei sind die Druckfedern 36 und 50 zusammengedrückt, also vorgespannt. Außerdem drückt die Blockspannpratze 25 die Flanschscheiben 20 und 21 des Kupplungsflansches 17 etwas zusammen, wodurch auch die Federpakete 24 vorgespannt werden.
Es wird nun vom Antrieb 16 die ganze Vorrichtung, also der Kupplungsflansch 17, die Schraubeinheit 18 und die Kupplung 19, langsam gedreht, und zwar soweit, bis die beiden Taststifte 32 in die beiden ihnen zugeordneten und im vorliegenden Ausführungsbeispiel sich nicht diametral gegenüberliegenden Gewindebohrungen 11 eintreten können. Ist dies geschehen, ist zusätzlich zur bereits vorher vorgenommenen axialen Zentrierung auch eine radiale Zentrierung der Vorrichtung gegenüber dem Kurbelwellenflansch 10 erfolgt (2). Dabei sind die Verbindungsschrauben 12 noch nicht in die vier übrigen Gewindebohrungen 11 im Kurbelwellenflansch 10 eingeschraubt.
Im Folgenden werden von der Schraubeinheit 18 die vier Verbindungsschrauben 12 in die hierzu durch die zuvor erfolgte axiale und radiale Ausrichtung fluchtenden Gewindebohrungen 11 im Kurbelwellenflansch 10 eingeschraubt. Dabei werden vom Planetenreibradgetriebe 38 alle vier Schraubantriebe 39 gleichzeitig angetrieben. Über die Verbindungsmittel 47 werden dadurch die Verbindungsschrauben 12 in die Gewindebohrungen 11 eingeschraubt. Dabei folgen die der axial verschieblichen Lagerscheibe 48 zugeordneten Verbindungsmittel 47 der beim Einschrauben in die Gewindebohrung 11 entstehenden Axialbewegung der Verbindungsschrauben 12. Die Druckfedern 50 üben hierzu einen leichten Druck auf die Lagerscheibe 48 mit den Verbindungsmitteln 47 und somit auch auf die Verbindungsschrauben 12 aus.
Die Verbindungsschrauben 12 werden nur mit verhältnismäßig geringer Vorspannkraft in die Gewindebohrungen 11 eingeschraubt. Diese geringe Vorspannkraft wird von den den Schraubantrieben 39 zugeordneten Rutschkupplungen 46 begrenzt.
Abschließend lässt die Blockspannpratze 25 die hintere Flanschscheibe 21 los, wodurch die Federpakete 24 die Flanschscheiben 20 und 21 auseinanderdrücken und dadurch die Verbindungsschrauben 12 die erforderliche Vorspannung erhalten, die wesentlich größer ist als die beim Einschrauben der Verbindungsschrauben 12 in die Gewindebohrungen 11 ausgeübte Belastung der Gewinde der Verbindungsschrauben 12 und der Gewindebohrungen 11. Dadurch können die gleichen Verbindungsschrauben 12 vielfach verwendet werden, ohne dass das Gewinde der Verbindungsschrauben 12 oder auch der Gewindebohrungen 11 verschleißt.
In umgekehrter Reihenfolge wird die Vorrichtung nach dem Prüfen des Verbrennungsmotors wieder automatisch vom Kurbelwellenflansch 10 gelöst.

10: Kurbelwellenflansch
11: Gewindebohrung
12: Verbindungsschraube
13: Teilkreis
14: Zentrieransatz
15: Kupplungseinrichtung
16: Antrieb
17: Kupplungsflansch
18: Schraubeinheit
19: Kupplung
20: Flanschscheibe
21: Flanschscheibe
22: Längsmittelachse
23: Schraube
24: Federpaket
25: Blockspannpratze
26: Führung
27: Spannsatz
28: Zentrierscheibe
29: Vertiefung
30: Längsmittelachse
31: Schlitz
32: Taststift
33: Endbereich
34: Verbindungsring
35: Führungsstift
36: Druckfeder
37: Schraubenkopf
38: Planetenreibradgetriebe
39: Schraubantrieb
40: Antriebsring
41: Sonnenring
42: Antriebsrolle
43: Abstützrolle
44: Führungswelle
45: Halteflansch
46: Rutschkupplung
47: Verbindungsmittel
48: Lagerscheibe
49: Antriebsstift
50: Druckfeder
51: Vorsprung
52: Reibbeleg
53: Distanzhülse

Claims

Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors, mit einer Kupplungseinrichtung (15) zum Verbinden des zu prüfenden Verbrennungsmotors und mit einem Antrieb (16), insbesondere einen Schleppmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (15) mindestens ein Tastorgan zum Ertasten einer Gewindebohrung (11) eines Flansches einer Abtriebswelle (Kurbelwellenflansch 10) des zu prüfenden Verbrennungsmotors aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Tastmittel als eine in Längsrichtung der jeweiligen Gewindebohrung (11) verschieblicher, vorzugsweise federbelastet verschieblicher, Taststift (32) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Taststifte (32) vorgesehen sind, die eine Relativanordnung zueinander aufweisen, die es ihnen ermöglicht, gleichzeitig in jeweils eine Gewindebohrung (11) einzugreifen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei, Taststifte (32) vorgesehen sind, die derart miteinander gekoppelt sind, dass sie nur gemeinsam in Längsrichtung der Gewindebohrungen (11) längsverschieblich sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Kurbelwellenflansch (10) weisenden Stirnseite der Kupplungseinrichtung (15) ein Zentrierorgan zugeordnet ist, womit die Kupplungseinrichtung (15) axial fluchtend mit dem Kurbelwellenflansch (10) vor dem Verbrennungsmotor zentrierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taststifte (32) die Stirnseite der Kupplungseinrichtung (15) in radiale Richtung vor den Gewindebohrungen (11) des Kurbelwellenflansches (10) zentrieren.
Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors, mit einer Kupplungseinrichtung (15) zum Verbinden des zu prüfenden Verbrennungsmotors, und mit einem Antrieb (16), insbesondere einen Schleppmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (15) einen sich an der Stirnseite des Flansches (Kurbelwellenflansch 10) an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors abstützenden Kupplungsflansch (17) aufweist, in dem Verbindungsschrauben (12) zum Anschrauben der Kupplungseinrichtung (15) an den Kurbelwellenflansch (10) mindestens teilweise Aufnahme finden, und der Kupplungsflansch (17) mindestens zwei Flanschscheiben (20, 21) aufweist, die im Abstand veränderbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschscheiben (20, 21) federbelastet auseinander bewegbar sind, insbesondere durch mehrere Federn (Federpakete 24).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kupplungsflansch (17) ein Spannmittel (Blockspannpratze 25) zum zeitweisen Zusammendrücken der Flanschscheiben (20, 21) gegen die Federkraft der Druckfedern zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Kurbelwellenflansch (10) zugewandten Stirnseite des Kupplungsflansches (17) mindestens einem Reibbeleg (52) zugeordnet ist.
Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsflansch (17) nach Außen offene, radial gerichtete Schlitze (31) zur Aufnahme mindestens eines Teils der Verbindungsschrauben (12) aufweist.
Vorrichtung zum Antrieb eines schleppend zu prüfenden Verbrennungsmotors, mit einer Kupplungseinrichtung (15) zum Verbinden des zu prüfenden Verbrennungsmotors, und mit einem Antrieb (16), insbesondere einen Schleppmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (15) Schraubantriebe (39) für jede Verbindungsschraube (12) aufweist, die gemeinsam antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Antrieb der Schraubantriebe (39) durch ein Reibradgetriebe erfolgt, das vorzugsweise als ein Planetenreibradgetriebe (38) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubantriebe (39) als Planetenräder des Planetenreibradgetriebes (38) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle als Planetenräder ausgebildeten Schraubantriebe (39) durch einen gemeinsamen als Sonnenrad wirkenden Sonnenring (41) antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sonnenring (41) mindestens ein Reibradantrieb zugeordnet ist, der den Sonnenring (41) vorzugsweise von außen antreibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schraubantrieb (39) eine integrierte Überlastsicherung, insbesondere eine Rutschkupplung (46), aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schraubantrieb (39) ein Verbindungsmittel (47) zugeordnet ist, das mit einem Werkzeugaufnahmemittel im Schraubenkopf (37) der jeweiligen Verbindungsschraube (12) in formschlüssigen Eingriff bringbar ist und vorzugsweise das Verbindungsmittel (47) in Längsrichtung des jeweiligen Schraubantriebs (39) und der Verbindungsschrauben (12) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Verbindungsmittel (47) teleskopartig in den Schraubantrieb (39) (teilweise) einschiebbar ist und vorzugsweise federbelastet aus dem Schraubantrieb (39) herausfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verbindungsmittel (47) in bzw. an einer gemeinsamen Lagerscheibe (48) gelagert sind, die entlang der Längsmittelachse (22) der Kupplungseinrichtung (15) verschiebbar ist, vorzugsweise auf einer zylindrischen, säulenartigen Führung (26) des Kupplungsflansches (17) geführt axial verschieblich ist.