EP4323743A1 - Prüfstand für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Prüfstand für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number
EP4323743A1
EP4323743A1 EP22722158.7A EP22722158A EP4323743A1 EP 4323743 A1 EP4323743 A1 EP 4323743A1 EP 22722158 A EP22722158 A EP 22722158A EP 4323743 A1 EP4323743 A1 EP 4323743A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
storage module
designed
motor vehicle
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22722158.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Hell
Thomas Dollinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4323743A1 publication Critical patent/EP4323743A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/16—Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Definitions

  • the invention relates to a test bench for a drive train of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • test benches or drive train test benches for testing motor vehicle drives or complete motor vehicle drive trains are known from the prior art.
  • Such test benches are usually used for quality control in order to detect malfunctions in drive trains at an early stage through a series of stress tests. Typical malfunctions are caused, for example, by components that are subject to play, e.g. As gears, synchronizer rings, Synchronkör by, multi-plate clutch discs and shafts that can be deflected and excited to vibrate.
  • the acoustic behavior and the shift quality are usually also checked.
  • test benches are also used in the development and continuous improvement of motor vehicle drive trains.
  • DE 43 28 537 C2 describes a transmission test bench with a first servomotor serving as a drive motor and a second servomotor serving as a brake motor.
  • the drive motor is connected via a clutch to the drive shaft of a motor vehicle transmission to be tested and its speed is controlled by a PC, among other things, so that any speed curves can be simulated.
  • the brake motor is connected via another clutch to an output shaft of the motor vehicle transmission to be tested.
  • the speed of the brake motor is also controlled via the PC.
  • the speed curves simulated by the PC are speed curves measured in real road tests.
  • DE 10328 461 A1 discloses a vehicle test bench with a loading machine for each drivable wheel of a motor vehicle.
  • the loading machines are connected directly, for example via wheel bolts, or indirectly, for example via a belt drive, to the rims of the motor vehicle wheels, so that the Loading machines can both drive and brake the drive train.
  • the vehicle test stand of DE 10328461 A1 also includes a frame construction, via which the motor vehicle and the loading machines can be raised and aligned with one another. During the testing process, the motor vehicle is completely supported by the frame construction, so that the vehicle wheels do not have any contact with the ground.
  • the known motor vehicle test benches are disadvantageous in that they require a comparatively large installation area and, above all, rely on a complex and expensive mechanical support structure, especially if they are intended for testing a drive train already installed in the motor vehicle.
  • the invention relates to a test stand for a drive train of a motor vehicle, comprising at least one load motor with a motor housing and a motor shaft, at least one torque sensor and at least one switch-off module, the motor shaft being designed to be drivingly connected to a hub of the motor vehicle and the Torque sensor is designed to detect a torque generated by the engine.
  • the test stand according to the invention is characterized in that an axial side of the engine housing facing the hub and the at least one parking module are designed to be connected to one another in a torque-proof manner and that the torque sensor is arranged in the parking module in such a way that it can internal to radially external torque detected.
  • the invention thus describes a test stand which is suitable for examining a drive train of a motor vehicle.
  • the motor vehicle can equally be a motor vehicle driven by an electric motor as well as a conventionally driven motor vehicle.
  • the test stand comprises at least one load motor with a motor housing and a motor shaft.
  • the load motor is advantageously an electric motor. Electric motors are comparatively compact, have a wide range of speeds, especially compared to internal combustion engines, and advantageously have the maximum torque over a wide range of speeds. Only when the so-called "corner point" is reached in the high speed range does the torque decrease indirectly proportional to the further increasing speed due to the increasing field weakening.
  • the at least one load motor is designed as a permanently excited synchronous motor.
  • the synchronous motor particularly advantageously includes a comparatively large number of magnetic pole pairs, for example twelve or more magnetic pole pairs.
  • Such synchronous motors are also known as so-called synchro-torque motors. This results in the advantage that the loading motor can be made comparatively compact and short, which consequently leads to the center of gravity of the loading motor being arranged very close to the chassis of the motor vehicle.
  • Each load motor is advantageously assigned its own inverter.
  • the inverter has a three-phase design, for example.
  • the at least one loading motor in turn comprises a motor housing, via which the loading motor can be placed, for example, on a base or a device provided for this purpose.
  • the motor housing is also designed to enable the load motor to be arranged or supported, for example via its so-called a-side or b-side.
  • the motor housing can have water cooling, for example.
  • the at least one loading motor also includes a motor shaft, which provides the torque generated by the loading motor and the speed generated by the loading motor.
  • the motor shaft can be drivingly connected to one of the hubs of the wheels of the motor vehicle, so that torque and speed can be introduced from the motor shaft into the hub.
  • the torque and the speed together represent mechanical power with which the drive train to be tested can be loaded. The torque and the speed therefore represent the load on the drive train occurring during the test.
  • a drive connection is understood to mean a mechanical connection for the transmission of mechanical power, with the torque and the speed being able to be converted as part of the transmission from the load motor to the hub.
  • the load motor provides, for example, a first speed and a first torque, with the first speed and the first torque representing the first power.
  • the first torque can be converted to the second torque and the first speed can be converted to the second speed.
  • the first performance remains unchanged by the transfer.
  • the definition that the motor shaft is drivingly connected or can be connected to the hub does not specify that there must be a direct mechanical connection, in particular no non-rotatable connection, between the motor shaft and the hub. Rather, the driving connection can also include a gearbox or an individual gear ratio or other intermediate elements.
  • the test bench also includes at least one torque sensor, the torque sensor being designed to detect a torque generated by the load motor.
  • the torque sensor preferably comprises one or more force-sensitive elements, in particular one or more strain gauges, which first of all exert a force acting on the force-sensitive element or on the several force-sensitive elements Elements acting forces recorded. The torque acting in each case can then be determined from the detected force or forces via the geometry of the torque sensor.
  • an axial side of the motor housing facing the hub and the at least one storage module are designed to be connected to one another in a rotationally fixed manner via a connection position provided for this purpose.
  • the axial side of the motor housing facing the hub is preferably the so-called a-side of the motor housing.
  • the at least one storage module and the motor housing can be connected to one another in a rotationally fixed manner via connec- tion means provided for this purpose, for example a flange connection.
  • An axial plug-in connection is also conceivable, which ultimately essentially supports the torque, but is largely movable axially.
  • the parking module is advantageously mounted on the hub of the motor vehicle instead of a vehicle wheel or like a driving wheel.
  • the at least one torque sensor is arranged in the parking module in such a way that it detects a torque acting in the parking module from radially inside to radially outside.
  • the at least one torque sensor can advantageously be arranged radially between an outer circumference of the at least one storage module and the connection position of the at least one loading motor to the storage module.
  • the at least one torque sensor is particularly preferably designed in the form of a ring and is designed in particular as a supporting component of the storage module.
  • the at least one torque sensor can also be designed like spokes. In the latter case, the torque sensor is generally not a supporting component of the storage module but can be arranged on the storage module by means of an adhesive, for example.
  • the at least one torque sensor is connected to the storage module in a rotationally fixed manner via the connection position. Since the at least one load motor initiates a speed and a torque in the hub of the motor vehicle, it must support the torque introduced via its connection to the parking module—that is, at the connection position—against the parking module. This connection position is naturally radially inside the outer circumference of the storage module. Since the torque to be supported corresponds to the torque introduced into the drive train, the torque introduced into the drive train can be easily detected via the torque sensor.
  • the at least one torque sensor is also not located in the torque flow from the load motor to the hub, this mechanical connection, which is already short and very stiff, can advantageously be stiffened even further.
  • the load motor - like the motor vehicle to be tested - is supported by its suspension - via the storage module, which in turn is set up on an underground and there supports the weight force acting on it.
  • the substrate can have a particularly high coefficient of friction in relation to the parking module, in order to also enable the transmission of high torques from the load motor to the parking module.
  • the adhesion of the storage module to the ground can be increased even further by the storage module being clamped over its running surface, for example by means of a tension belt whose ends are firmly connected to the ground.
  • the storage module can also be arranged on the ground, for example by means of a bolt which is arranged in the ground and penetrates the storage module radially from the outside.
  • the invention thus describes a very compact test stand for testing a drive train of a motor vehicle, in which the load motor can be connected directly to a hub of the motor vehicle without an intermediate shaft.
  • this also results in the advantage that the required test space is much smaller in comparison and, in particular, no bulky and expensive test stand or corresponding frame construction is required to hold the motor vehicle and the load motors and to align them with one another. In particular, there is no longer any need for a complex and time-consuming alignment or adjustment of the drive train or the motor vehicle to the test bench.
  • Another important advantage of the invention is that the testing process using the test stand according to the invention leaves the chassis properties of the motor vehicle to be tested largely unaffected, since the motor vehicle to be tested is supported exclusively by the chassis during the testing process. This means that chassis-specific properties such as deflection behavior, steering behavior and similar properties can be tested very realistically.
  • the test stand for each drivable wheel of the motor vehicle includes a load motor, a torque sensor and a parking module.
  • the at least one storage module has a concentric opening through which the hub is accessible from a side facing the at least one loading motor.
  • the concentric opening is advantageously at least large enough for the hub of the motor vehicle to be completely open.
  • the motor shaft can be connected directly and non-rotatably to the hub, for example.
  • the parking module with the concentric opening is, for example, non-rotatably arranged on the axial side of the loading motor facing the hub of the motor vehicle, so that the motor vehicle is supported via its hub on the loading motor and the loading motor is supported via the connection position on the parking module, which in turn ultimately stands up on the ground.
  • the at least one storage module has a radial outer part and a radial inner part, with the inner part being held rotatably in the outer part, with the inner part being designed to be non-rotatably connected to the hub of the motor vehicle to be and wherein the outer part is designed to be rotatably connected to the hub facing axial side of the motor housing.
  • the at least one storage module is designed in two parts, with the radial inner part of the storage module being rotatable relative to the radial outer part of the storage module, so that in this case, too, the at least one loading motor is non-rotatably connected to the storage module, namely the outer part can.
  • the at least one loading motor can also be supported on the control module in this case.
  • the storage module can in this case not only be connected to the hub via the loading motor, but also be connected directly to the hub in a rotationally fixed manner via the inner part which can rotate relative to the outer part.
  • the at least one torque sensor is advantageously arranged in the radial outer part.
  • the torque and the speed can be passed on to the hub of the motor vehicle via the inner part, while the supporting torque of the at least one load motor is detected by the torque sensor in the outer part.
  • the torque sensor is arranged radially between the connection position of the loading motor to the parking module and the outer circumference of the parking module.
  • the motor shaft can be connected to the inner part in a rotationally fixed manner. Since the inner part is non-rotatably connected to the hub, a load provided by the load motor can be transmitted via the motor shaft to the inner part of the parking module and from there it can be fed into the drive train of the motor vehicle via the hub.
  • the blocking can be done, for example, by moving bolts or carriages provided for this purpose or by positioning a clamping element, so that a relative movement of the outer part to the inner part is blocked.
  • a correspondingly lockable storage module can be mounted and then the motor vehicle can drive within the proving grounds, for example in a spacious hall, from the site of storage module assembly to the site of the test.
  • the at least one storage module has an annular projection which is designed to connect the at least one loading motor to the at least one storage module in a torque-proof manner.
  • the ring-shaped projection thus represents the connection position of the loading motor to the parking module
  • the annular projection preferably has connection means provided for connection, such as screw connections, axial bolts or pins, which interact with corresponding connection means of the motor housing.
  • annular projection leads to a spacing of the load motor from the hub that is predetermined by the axial length of the projection, a compensating coupling can be arranged axially between the motor shaft and the hub, for example, with the help of which any angular and radial offsets that may exist can be compensated for be able.
  • the annular projection then radially encloses the compensating clutch.
  • a pneumatic tire to be arranged on a radial outer circumference of the at least one storage module.
  • the parking module has a supporting behavior on the ground, which largely corresponds to the supporting behavior of a supporting behavior that occurs during normal driving operation of the motor vehicle.
  • a pneumatic tire is preferably arranged on the parking module, which is also permissible for operation of the motor vehicle when the motor vehicle is on the road.
  • a rubber coating to be arranged on a radial outer circumference of the at least one storage module.
  • the rubber coating also enables a comparatively realistic support of the storage module on the ground, but in contrast to the pneumatic tire does not require a separate selection and installation of a suitable pneumatic tire on the storage module. Instead, the rubber coating can be arranged firmly and permanently on the storage module.
  • the test bench also includes at least one motor support, which is designed to support a tilting moment of the at least one load motor.
  • the motor support can be arranged below the motor housing, for example, in the region of the axial side of the motor housing facing away from the hub, preferably the b-side of the motor housing, in order to support the load motor from below. It is also conceivable to bring the motor support in such a way that it holds the load motor from above, ie that the load motor depends on the motor support. In the latter case, for example, the motor support can be designed inexpensively and easily as a cable, in particular as a wire cable.
  • the motor support holds the loading motor from above, it can in particular comprise a compensation element which is arranged in the power flow and which, on the other hand, contains a prestressable spring.
  • a tilting moment to be compensated for or a force to be compensated for, corresponding to the tilting moment can advantageously be set by means of an adjustable prestressing of the spring. This can ensure that there is no overcompensation of the tilting moment.
  • the test bench also comprises at least one support ram, the support ram being adjustable in three spatial directions and/or rotatable about three axes and the support ram being designed to support the storage module or that the test bench further comprises at least one hexapod-like actuator device, the actuator device being designed to adjust the hub in three spatial directions and/or to rotate it about three axes.
  • Appropriate actuation of the supporting plunger for example along a vertical axis, can thus simulate uneven ground during a journey of the motor vehicle.
  • almost all other influences of a possible subsoil can be simulated via the support stamp, in particular also in connection with steering movements of steerable wheels of the motor vehicle.
  • the hexapod-like actuator device preferably acts on the hub of the motor vehicle and is also able to simulate uneven ground during a journey as well as almost all other influences of a possible underground.
  • the hexapod-like actuator device comprises six actuators, which can be designed as hydraulic cylinders, for example. This enables a particularly realistic test of the drive train.
  • FIG. 1 shows, by way of example and diagrammatically, a test bench known in the prior art for testing a drive train of a motor vehicle and the motor vehicle to be tested
  • Fig. 2 as an example and schematically a possible embodiment of a test stand according to the invention for a drive train of a motor vehicle and the motor vehicle to be tested,
  • FIG. 3 as an example and schematically a possible embodiment of a test bench according to the invention in detail
  • FIG. 4 as an example and schematically a further possible embodiment of a test bench according to the invention
  • FIG. 7 by way of example and schematically a possible embodiment of a storage module according to the invention and
  • FIG. 8 by way of example and schematically another possible embodiment of a test stand according to the invention.
  • FIG. 1 shows, by way of example and diagrammatically, a test stand 10 known in the prior art for testing a drive train of a motor vehicle 20 and the motor vehicle 20 to be tested.
  • the drive train is already fully installed in the motor vehicle 20.
  • the known test stand 10 comprises two load units 11 which are each connected via connecting shafts 12 to hubs 21 of drivable wheels of the motor vehicle 20 .
  • generic test stands 10 four load units 11 are also known, particularly for all-wheel drive vehicles.
  • the loading units 11 in turn each comprise a terminal box 14 arranged on the electric drive motor 13 for accommodating the cables which supply the electric drive motor 13 with electric energy.
  • the drive motors 13 are each arranged on a frame 15, the frame 15 being laterally adjustable in order to be able to be adapted to the track width of different vehicle types.
  • the motor vehicle 20 is usually lifted onto the supporting elements 16 by means of a lifting device, for example a crane, and parked there.
  • the support elements 16 each have a recording melager for attachment to the hubs of the vehicle wheels.
  • the structure and thus the space requirement of the known test stand 10 are comparatively large. Since no wheels are mounted on the hubs 21 of the motor vehicle 20, the motor vehicle 20 cannot be brought into the test position in the test bench 10 either under its own power or by pushing.
  • Fig. 2 shows an example and a schematic of a possible embodiment of a test stand 100 according to the invention for a drive train of a motor vehicle 20 and the motor vehicle 20 to be tested.
  • the test stand 100 according to the invention comprises two load motors 110 which are connected directly to the hubs 21 (Not shown in Fig. 2) of the motor vehicle 20 can be arranged.
  • the test bench 100 according to the invention is significantly more compact and cost-effective in comparison to known test benches 10 .
  • the motor vehicle 20 can be moved under its own power to the required test position by means of the storage modules 130 .
  • the test stand 100 according to the invention does not require any space-consuming frames 15 due to its construction.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a test stand 100 according to the invention in detail, by way of example and schematically.
  • the motor 110 formed as an electric motor from 110 load, which has a motor housing 111 and a motor shaft 112.
  • the electric motor 110 or load motor 110 is, according to the example, a permanently excited synchro-torque motor 110 with a liquid-cooled motor shaft 112.
  • the motor shaft 112 has a motor shaft 112 shown in Fig.
  • the synchro-torque motor 110 is designed as a synchronous motor and has, for example, 12 permanent-magnetic pole pairs. This comparatively large number of pole pairs already gives the load motor 110 a comparatively very high torque even when subjected to comparatively low current intensities. This embodiment also leads to the advantage that the loading motor 110 has a comparatively large radial width compared to the axial length, as a result of which its center of gravity is close to the contact point of the storage module 130 .
  • Such electric motors 110 are generally known as so-called “torque motors”.
  • An inverter 117 is arranged directly on the motor housing 111 according to beispielsge. Alternatively, however, the inverter 117 can also be arranged at a distance from the motor housing 111 .
  • Torque sensor 120 and a parking module 130 can also be seen. Torque sensor 120 is ring-shaped, for example, and is arranged in parking module 130 in such a way that it detects a torque acting in parking module 130 from radially inside to radially outside.
  • the torque sensor 120 is arranged radially between an outer circumference of at least one parking module 130 and the connection position of the loading motor 110 to the parking module 130 .
  • the connection position is shown in accordance with the game by a ring-like projection 113 whose Outer diameter exactly the outer diameter of the motor housing 111 ent speaks.
  • the load motor 110 is connected with its a-side to the projection 113 in a rotating manner.
  • the torque sensor 120 is ring-shaped and designed as a supporting component of the parking module 120, i.e. the torque sensor bears the weight of the load motor 110 and the motor vehicle 20 to be tested.
  • the loading motor 110 introduces a speed and a torque into the hub 121 of the motor vehicle 20 , it has to support the introduced torque via the projection 113 against the parking module 130 . Since the torque to be supported corresponds to the torque introduced into the drive train, the torque introduced into the drive train can thus be detected in a simple manner via the torque sensor 120 .
  • the load motor 110, the torque sensor 120, the annular body 113 and the storage module 130 together represent a possible embodiment of the test bench 100 according to the invention.
  • the motor vehicle 20 can only be seen partially, of which only one hub 21 is shown in Fig. 3 for the sake of clarity , a vibration damper 22 and a wheel linkage 23 can be seen.
  • the parking module 130 has, for example, a concentric opening 131 through which the hub 21 is accessible from a side facing the loading motor 110 .
  • the hub 21 is drivingly connected to the motor shaft 112 via a compensating clutch 121 which is radially housed by the annular projection 113 . Since the hub 21 is an end link of the drive train of the motor vehicle 20, there is also a drive connection to the drive train of the motor vehicle 20, so that the drive train can be loaded and tested.
  • the compensating clutch 121 is intended to compensate for any existing angular and radial misalignments.
  • the loading motor 110 is connected in a rotationally fixed manner via the annular projection 113 to a radial outer part 135 of the storage module 130 , a radial inner part 136 being rotatably held in the outer part 135 and the inner part 136 having the concentric opening 131 .
  • the parking module 130 is held only indirectly on the hub 21 via the loading motor 110.
  • the load motor 110 is supported via the outer part 135 of the storage module 130 and can thus introduce a load into the hub 21 .
  • a rubber coating 139 is also arranged, which allows realistic parking behavior of the motor vehicle 20 via the parking module 100 130 on the ground.
  • the rubber coating 139 advantageously does not require any separate selection and installation on the storage module 130. Instead, the rubber coating 139 can be arranged firmly and permanently on the storage module 130.
  • torque sensor 120 is designed like spokes, and in the example includes exactly four force-sensitive elements distributed equally over the circumference at an angle of 90° to one another in the form of strain gauges bonded to storage module 130 .
  • Fig. 4 shows a further possible embodiment of a test bench 100 according to the invention by way of example and schematically.
  • the test bench 100 of Fig. 4 differs from the test bench 100 of Fig. 3 in the design of the storage module 130.
  • storage module 130 has a rubber coating instead device 139 a pneumatic tire 138 arranged.
  • the pneumatic tire 138 is a pneumatic tire 138 that is also approved for road use of the motor vehicle 20 . Since the motor vehicle 20 stands up on the pneumatic tire 138 during a test process, the result is a very realistic test behavior of the drive train of the motor vehicle 20.
  • FIG. 4 Another difference from the parking module 130 of FIG ring-shaped projection 113 has a smaller radial diameter, but each has a collar 113 ', which rests against the a-side of the load engine 110 and thus a non-rotatable connection, for example, a connection via a flange connection, allows.
  • the storage module 130 of FIG. 4 also has no radial inner part 136 which could be rotated relative to the radial outer part 135 . Instead, the storage module 130 of FIG. 4 shows only a concentric opening 131, through which the motor shaft 112 is connected directly to the hub 21.
  • the test bench 100 of FIG. 4 in contrast to the test bench of FIG. 3, also has no compensating clutch 121.
  • Fig. 5 shows, by way of example and diagrammatically, another possible embodiment of a test bench 100 according to the invention.
  • the test bench 100 of Fig. 5 differs from the test bench 100 of Fig. 3 only in the design of the storage module 130.
  • the storage module 130 no radial inner part 136 which would be rotatably held in the radial outer part 135.
  • the storage module 130 of FIG. 5 has only one concentric opening 131 (not shown in the view of FIG. 5).
  • the test stand 100 of FIG. 5 differs from the test stand 100 of FIG. 3 in that the annular projection 113 is missing. via which the loading motor 110 is rotatably connected to the parking module.
  • the connec tion is made according to the example via a screw connection.
  • test bench 100 shows another possible embodiment of a test bench 100 according to the invention by way of example and schematically.
  • the test bench 100 of FIG. 6 differs from the test bench 100 of FIG the parking module 130 has a radial outer part 135 and a radial inner part 136 , the inner part 136 being held by the motor shaft 112 and the loading motor 110 .
  • the storage module 130 does not have a concentric opening 131 .
  • the inner part 136 of the parking module 130 is connected in a rotationally fixed manner to the hub 21 on the one hand and is connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft 112 on the other hand.
  • the parking module 130 has a blocking device 132 which, when the loading motor 110 is in the installed state, allows the inner part 136 to rotate relative to the outer part 135 by displacing the outer part 135 in the direction of the loading motor 110 and thus no longer in a common plane with the The inner part 136 is located so that the blocking device 132 cannot develop a blocking effect between the inner part 136 and the outer part 135 .
  • the blocking device 132 blocks the ability to rotate. This results in the advantage that the motor vehicle 20 can move under its own power and can accordingly be easily positioned and aligned for the test.
  • the storage module 130 of FIG. 7 differs from the storage module 130 of FIG. 6 in that the blocking device 132 can be seen in the blocked state, since the loading motor 110 (not shown in Figure 7) is not mounted. In this state, the motor vehicle 20 can move under its own power because the inner part 136 cannot rotate against the outer part 135 .
  • Fig. 8 shows, by way of example and diagrammatically, yet another possible embodiment of a test bench 100 according to the invention.
  • the test bench 100 of Fig. 8 differs from the test bench 100 of Fig Motorge housing 111 attacks and a tilting moment of the load motor 110, which would otherwise have to be supported on the Abstellmodul 130 receives.
  • the engine support 118 is a wire rope 118 which is attached to a suitable construction above the test stand 100 .
  • the motor support 118 also includes a compensation element 119, which contains a spring that can be prestressed and supports the tilting moment of the load motor 110 precisely by means of a set prestressing of the spring.
  • the parking module 130 can be supported on the support stamp 133 who the.
  • Appropriate actuation of the supporting plunger 133 during the testing process makes it possible, for example, to simulate uneven floors while the motor vehicle 20 is driving. Likewise, almost all other influences of a possible subsurface can be simulated, in particular also in connection with steering movements of steerable wheels of the motor vehicle 20. reference sign

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (20), umfassend mindestens einen Belastungsmotor (110) mit einem Motorgehäuse (111) und einer Motorwelle (112), mindestens einen Drehmomentsensor (120) und mindestens ein Abstellmodul (130), wobei die Motorwelle (112) dazu ausgebildet ist, trieblich mit einer Nabe (21) des Kraftfahrzeugs (20) verbunden zu werden und wobei der Drehmomentsensor (120) dazu ausgebildet ist, eine vom Motor erzeugtes Drehmoment zu erfassen. Der erfindungsgemäße Antriebsstrangprüfstand (1) zeichnet sich dadurch aus, dass eine der Nabe (21) zugewandte Axialseite (115) des Motorgehäuses (11) und das mindestens eine Abstellmodul (130) dazu ausgebildet sind, drehfest miteinander verbunden zu werden und dass der Drehmomentsensor (120) derart im Abstellmodul (130) angeordnet ist, dass er ein im Abstellmodul (130) von radial innen nach radial außen wirkendes Drehmoment erfasst.

Description

Prüfstand für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Getriebeprüfstände bzw. Antriebsstrangprüfstände zum Prüfen von Kraftfahrzeugge trieben bzw. von vollständigen Kraftfahrzeugantriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Prüfstände werden üblicherweise zur Qualitätskon trolle verwendet, um Funktionsstörungen in Antriebssträngen frühzeitig durch eine Reihe von Belastungstests zu erkennen. Typische Funktionsstörungen entstehen z.B. durch spielbehaftete Bauteile, wie z. B. Zahnräder, Synchronringe, Synchronkör per, Lamellenkupplungsscheiben und Wellen, die ausgelenkt und zu Schwingungen angeregt werden können. Im Rahmen einer derartigen Funktionserprobung werden in der Regel auch das Akustikverhalten und die Schaltqualität geprüft. Darüber hin aus finden derartige Prüfstände aber auch in der Entwicklung und stetigen Verbesse rung von Kraftfahrzeugantriebssträngen Verwendung.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 43 28 537 C2 einen Getriebeprüfstand mit einem ersten, als Antriebsmotor dienenden Servomotor und einem zweiten, als Bremsmotor dienenden Servomotor. Der Antriebsmotor ist über eine Kupplung mit der Antriebswelle eines zu prüfenden Kraftfahrzeuggetriebes verbunden und wird u.a. hinsichtlich seiner Drehzahl über einen PC gesteuert, so dass beliebige Dreh zahlverläufe simulierbar sind. Der Bremsmotor ist über eine weitere Kupplung mit ei ner Abtriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeuggetriebes verbunden. Auch die Drehzahl des Bremsmotors wird über den PC gesteuert. Bei den vom PC simulierten Drehzahlverläufen handelt es sich um in realen Fahrversuchen gemessene Dreh zahlverläufe. Somit kann das Kraftfahrzeuggetriebe gemäß der DE 4328 537 C2 vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug geprüft werden.
Die DE 10328 461 A1 offenbart einen Fahrzeugprüfstand mit einer Belastungsma schine für jedes antreibbare Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Belastungsmaschinen sind dabei direkt, beispielsweise über Radbolzen, oder indirekt, beispielsweise über einen Riementrieb, mit den Felgen der Kraftfahrzeugräder verbunden, so dass die Belastungsmaschinen den Antriebsstrang sowohl antreiben als auch bremsen kön nen. Der Fahrzeugprüfstand der DE 10328461 A1 umfasst weiterhin eine Rahmen konstruktion, über welche das Kraftfahrzeug und die Belastungsmaschinen angeho ben und zueinander ausgerichtet werden können. Während des Prüfvorgangs wird das Kraftfahrzeug vollständig von der Rahmenkonstruktion getragen, so dass die Fahrzeugräder keinen Bodenkontakt haben.
Die bekannten Kraftfahrzeugprüfstände sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass diese, insbesondere wenn sie zur Prüfung eines bereits in das Kraftfahrzeug eingebauten Antriebsstrangs vorgesehen sind, eine vergleichsweise große Aufstell fläche benötigen und vor allem auf eine aufwändige und teure mechanische Trage konstruktion angewiesen sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Prüfstand für ei nen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Prüfstand für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen erge ben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Belastungsmotor mit einem Motorgehäuse und einer Motorwelle, mindestens einen Drehmomentsensor und mindestens ein Abstellmodul, wobei die Motorwelle dazu ausgebildet ist, trieblich mit einer Nabe des Kraftfahr zeugs verbunden zu werden und wobei der Drehmomentsensor dazu ausgebildet ist, eine vom Motor erzeugtes Drehmoment zu erfassen. Der erfindungsgemäße Prüf stand zeichnet sich dadurch aus, dass eine der Nabe zugewandte Axialseite des Mo torgehäuses und das mindestens eine Abstellmodul dazu ausgebildet sind, drehfest miteinander verbunden zu werden und dass der Drehmomentsensor derart im Ab stellmodul angeordnet ist, dass er ein im Abstellmodul von radial innen nach radial außen wirkendes Drehmoment erfasst. Die Erfindung beschreibt also einen Prüfstand, der dazu geeignet ist, einen Antriebs strang eines Kraftfahrzeugs zu prüfen. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich gleicher maßen um ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug handeln wie auch um ein konventionell angetriebenes Kraftfahrzeug.
Der Prüfstand umfasst dazu mindestens einen Belastungsmotor mit einem Motorge häuse und einer Motorwelle. Bei dem Belastungsmotor handelt es sich vorteilhaft um einen Elektromotor. Elektromotoren sind vergleichsweise kompaktbauend, haben ins besondere im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ein breites Drehzahlspektrum und weisen vorteilhaft über einen weiten Drehzahlbereich das maximale Drehmoment auf. Erst bei Erreichen des sog. „Eckpunkts“ im hohen Drehzahlbereich nimmt das Drehmoment aufgrund der zunehmenden Feldschwächung indirekt proportional zur weiter zunehmenden Drehzahl ab.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Belastungsmotor als perma nenterregter Synchronmotor ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft umfasst der Syn chronmotor eine vergleichsweise große Anzahl von magnetischen Polpaaren, bei spielsweise zwölf oder mehr magnetische Polpaare. Derartige Synchronmotoren sind auch als sog. Synchro-T orque-Motoren bekannt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Belastungsmotor vergleichsweise kompakt und kurz ausgebildet sein kann, was in Folge zu einer Anordnung des Schwerpunkts des Belastungsmotors sehr dicht am Fahrwerk des Kraftfahrzeugs führt.
Vorteilhaft ist jedem Belastungsmotor ein eigener Inverter zugeordnet. Der Inverter ist beispielweise dreiphasig ausgebildet.
Der mindestens eine Belastungsmotor umfasst seinerseits ein Motorgehäuse, über welches der Belastungsmotor beispielsweise auf einem Untergrund oder einer dafür vorgesehenen Vorrichtung abgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist das Mo torgehäuse auch dazu ausgebildet, eine Anordnung oder Abstützung des Belas tungsmotors beispielsweise über dessen sog. a-Seite bzw. b-Seite zu ermöglichen.
Das Motorgehäuse kann beispielsweise eine Wasserkühlung aufweisen. Schließlich umfasst der mindestens eine Belastungsmotor auch eine Motorwelle, wel che das vom Belastungsmotor erzeugte Drehmoment und die vom Belastungsmotor erzeugte Drehzahl bereitstellt. Die Motorwelle kann trieblich mit einer der Naben der Räder des Kraftfahrzeugs verbunden werden, so dass ein Drehmoment und eine Drehzahl von der Motorwelle in die Nabe eingeleitet werden können. Das Drehmo ment und die Drehzahl stellen gemeinsam eine mechanische Leistung dar, mit wel cher der zu prüfende Antriebsstrang belastet werden kann. Das Drehmoment und die Drehzahl stellen somit die im Rahmen der Prüfung erfolgende Belastung des An triebsstrangs dar.
Unter einer trieblichen Verbindung wird im Sinne der Erfindung eine mechanische Verbindung zur Übertragung von mechanischer Leistung verstanden, wobei das Drehmoment und die Drehzahl im Rahmen der Übertragung vom Belastungsmotor zur Nabe gewandelt werden können. D.h. also, dass der Belastungsmotor beispiels weise eine erste Drehzahl und ein erstes Drehmoment bereitstellt, wobei die erste Drehzahl und das erste Drehmoment die erste Leistung darstellen. Im Rahmen der Übertragung der ersten Leistung kann das erste Drehmoment zum zweiten Drehmo ment gewandelt werden und die erste Drehzahl zur zweiten Drehzahl gewandelt wer den. Die erste Leistung bleibt durch die Übertragung jedoch unverändert. Durch die Definition, dass die Motorwelle trieblich mit der Nabe verbunden ist bzw. verbindbar ist, ist also nicht festgelegt, dass es eine unmittelbare mechanische Verbindung, ins besondere keine drehfeste Verbindung, zwischen der Motorwelle und der Nabe ge ben muss. Vielmehr kann die triebliche Verbindung auch ein Getriebe oder eine ein zelne Übersetzungsstufen oder sonstige Zwischenelemente umfassen.
Weiterhin umfasst der Prüfstand mindestens einen Drehmomentsensor, wobei der Drehmomentsensor dazu ausgebildet ist, ein vom Belastungsmotor erzeugtes Dreh moment zu erfassen.
Der Drehmomentsensor umfasst bevorzugt ein oder mehrere kraftsensitive Ele mente, insbesondere einen oder mehrere Dehnmessstreifen, welche zunächst eine am kraftsensitiven Element wirkende Kraft bzw. an den mehreren kraftsensitiven Elementen wirkenden Kräfte erfasst. Über die Geometrie des Drehmomentsensors kann dann aus der erfassten Kraft bzw. den erfassten Kräften das jeweils wirkende Drehmoment bestimmt werden.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass zusätzlich auch eine Drehzahl des Belastungsmo tors erfasst wird, beispielsweise über dessen Ansteuerelektronik, insbesondere über dessen Inverter. Aus der bekannten Drehzahl und dem bekannten Drehmoment kann dann beispielsweise die Leistung bzw. die Belastung bestimmt werden.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, dass eine der Nabe zugewandte Axialseite des Motorgehäuses und das mindestens eine Abstellmodul dazu ausgebil det sind, über eine dafür vorgesehene Anbindungsposition drehfest miteinander ver bunden zu werden. Bei der der Nabe zugewandte Axialseite des Motorgehäuses handelt es sich bevorzugt um die sog. a-Seite des Motorgehäuses. Das mindestens eine Abstellmodul und das Motorgehäuse können über dafür vorgesehene Verbin dungsmittel, beispielsweise eine Flanschverbindung, drehfest miteinander verbunden zu werden. Denkbar ist auch eine axiale Steckverbindung, die im Wesentlich aus schließlich das Drehmoment abstützt, aber axial weitgehend beweglich ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der gemeinsame Schwerpunkt des Belastungsmotors und des Abstellmoduls vergleichsweise nahe am Aufstandspunkt des Abstellmodule auf einem Untergrund ist. Dies wiederum führt zu dem weiteren Vorteil, dass nur ein sehr geringes Kippmoment auf das Abstellmodul wirkt, so dass die Prüfung der Ei genschaften des Antriebsstrangs weitestgehend nicht beeinflusst wird.
Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass die mechanische Verbindung zwischen dem mindestens einen Belastungsmotor und der Nabe vergleichsweise kurz und damit sehr steif ausgebildet ist. Somit kann im Betrieb des erfindungsgemäßen Prüfstands das Auftreten von Schwingungen mit den Prüfvorgang störender Intensität nahezu vollständig vermieden werden kann.
Das Abstellmodul wird vorteilhaft anstelle eines Fahrzeugrads bzw. wie ein Fahr zeugrad an der Nabe des Kraftfahrzeugs montiert. Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, dass der mindestens eine Drehmo mentsensor derart im Abstellmodul angeordnet ist, dass er ein im Abstellmodul von radial innen nach radial außen wirkendes Drehmoment erfasst. Dazu kann der min destens eine Drehmomentsensor vorteilhaft radial zwischen einem Außenumfang des mindestens einen Abstellmoduls und der Anbindungsposition des mindestens ei nen Belastungsmotors an das Abstellmodul angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Drehmomentsensor ringförmig ausgebildet und insbesondere als tragender Bestandteil des Abstellmoduls ausgebildet. Alternativ bevorzugt kann der mindestens eine Drehmomentsensor auch speichenartig ausgebildet sein. In letz terem Fall stellt der Drehmomentsensor in der Regel kein tragendes Bauteil des Ab stellmoduls dar sondern kann beispielsweise auf dem Abstellmodul mittels Aufkle bens angeordnet sein.
Über die Anbindungsposition ist der mindestens eine Drehmomentsensor dabei dreh fest mit dem Abstellmodul verbunden. Da der mindestens eine Belastungsmotor eine Drehzahl und ein Drehmoment in die Nabe des Kraftfahrzeugs einleitet, muss er das eingeleitete Drehmoment über seine Anbindung an das Abstellmodul - also an der Anbindungsposition - gegen das Abstellmodul abstützen. Diese Anbindungsposition ist naturgemäß radial innerhalb des Außenumfangs des Abstellmoduls. Da das abzu stützende Drehmoment dem in den Antriebsstrang eingebrachten Drehmoment ent spricht, kann somit auf einfache Weise über den Drehmomentsensor das in den An triebsstrang eingebrachte Drehmoment erfasst werden.
Da der mindestens eine Drehmomentsensor sich zudem nicht im Drehmomentfluss vom Belastungsmotor zu Nabe befindet, kann diese ohnehin schon kurze und sehr steife mechanische Verbindung vorteilhaft sogar noch weiter versteift werden.
Gleichzeitig stützt sich der Belastungsmotor - ebenso wie das zu prüfende Kraftfahr zeug über seine Aufhängung - über das Abstellmodul ab, welches seinerseits auf ei nem Untergrund aufgestellt ist und dort die auf ihm lastende Gewichtskraft abstützt. Der Untergrund kann gegenüber dem Abstellmodul einen besonders hohen Reibwert aufweisen, um auch das Übertragen hoher Drehmomente vom Belastungsmotor auf das Abstellmodul zu ermöglichen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine Abstellmodul kraft schlüssig oder formschlüssig mit einem Untergrund verbindbar ist. Beispielsweise kann die Haftung des Abstellmoduls auf dem Untergrund noch weiter erhöht werden, indem das Abstellmodul etwa mittels eines Spanngurts, dessen Enden fest mit dem Untergrund verbunden sind, über seine Lauffläche eingespannt wird. Um die Haftung des Abstellmoduls auf dem Untergrund nochmals weiter zu verbessern, kann das Ab stellmodul weiterhin zum Beispiel mittels eines Bolzens, der im Untergrund angeord net ist und radial von außen in das Abstellmodul eindringt, auf dem Untergrund ange ordnet werden.
Die Erfindung beschreibt somit einen sehr kompakten Prüfstand zum Prüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Belastungsmotor ohne eine Zwi schenwelle direkt mit einer Nabe des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann. Dar aus ergibt sich schließlich auch der Vorteil, dass der benötigte Prüfraum vergleichs weise sehr viel kleiner ausfällt und insbesondere kein sperriges und teures Prüfge stell bzw. keine entsprechende Rahmenkonstruktion erforderlich sind, um das Kraft fahrzeug und die Belastungsmotoren zu halten und zueinander auszurichten. Insbe sondere ist auch keine aufwändige und zeitraubende Ausrichtung bzw. Justage des Antriebsstrangs bzw. des Kraftfahrzeugs zum Prüfstand mehr erforderlich. Ein noch mals weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Prüfvor gang mittels des erfindungsgemäßen Prüfstands insbesondere auch die Fahrwerks eigenschaften des zu prüfenden Kraftfahrzeugs weitestgehend unbeeinflusst lässt, da das zu prüfende Kraftfahrzeug während des Prüfvorgangs ausschließlich über das Fahrwerk abgestützt ist. Somit können vorteilhaft fahrwerkespezifische Eigen schaften wie das Einfederungsverhalten, Lenkverhalten und ähnliche Eigenschaften sehr realitätsnah geprüft werden.
Vorteilhaft ist es vorgesehen, dass der Prüfstand für jedes antreibbare Rad des Kraft fahrzeugs jeweils einen Belastungsmotor, jeweils einen Drehmomentsensor und je weils ein Abstellmodul umfasst. Somit kann der vollständige Antriebsstrang des Kraft fahrzeugs in einem Prüflauf geprüft werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Abstellmodul eine konzentrische Öffnung aufweist, über welche die Nabe von einer dem mindestens einen Belastungsmotor zugewandten Seite aus zugänglich ist. Die konzentrische Öffnung ist dabei vorteilhaft mindestens so groß, dass die Nabe des Kraftfahrzeugs vollständig offen liegt. Dadurch kann die Motor welle beispielsweise direkt und drehfest mit der Nabe verbunden werden. Das Ab stellmodul mit der konzentrischen Öffnung ist dabei beispielsweise drehfest an der der Nabe des Kraftfahrzeugs zugewandten Axialseite des Belastungsmotors ange ordnet, so dass das Kraftfahrzeug sich über seine Nabe am Belastungsmotor ab stützt und der Belastungsmotor sich über die Anbindungsposition am Abstellmodul abstützt, welches seinerseits schließlich auf dem Untergrund aufsteht.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass das mindestens eine Abstellmodul einen radialen Außenteil und einen ra dialen Innenteil aufweist, wobei der Innenteil drehbar im Außenteil gehalten ist, wobei der Innenteil dazu ausgebildet ist, mit der Nabe des Kraftfahrzeugs drehfest verbun den zu werden und wobei der Außenteil dazu ausgebildet ist, drehfest mit der der Nabe zugewandten Axialseite des Motorgehäuses verbunden zu werden. In diesem Fall ist das mindestens eine Abstellmodul also zweiteilig ausgebildet, wobei der radi ale Innenteil des Abstellmoduls gegenüber dem radialen Außenteil des Abstellmo duls drehbar ist, so dass auch in diesem Fall der mindestens eine Belastungsmotor mit dem Abstellmodul, nämlich dem Außenteil, drehfest verbunden werden kann. So mit kann der mindestens eine Belastungsmotor sich also auch in diesem Fall am Ab stellmodul abstützen. Gleichzeitig kann das Abstellmodul in diesem Fall aber nicht nur über den Belastungsmotor mit der Nabe verbunden sein, sondern über den ge genüber dem Außenteil drehbaren Innenteil auch direkt mit der Nabe drehfest ver bunden sein. Daraus ergibt sich eine vereinfachte Montage des Belastungsmotors an den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs, da das Abstellmodul zunächst wie ein norma les Fahrzeugrad am Kraftfahrzeug montiert werden kann und das Kraftfahrzeug dar über hinaus mit dem montierten Abstellmodul beispielsweise geschoben werden kann und somit auf einfache Weise positioniert bzw. ausgerichtet werden kann. Ebenso sind jedoch auch andere Ausbildungsformen bzw. Anordnungsformen des mindestens einen Abstellmoduls und der Welle denkbar. Bei dieser Ausführungsform ist der mindestens eine Drehmomentsensor vorteilhaft im radialen Außenteil angeordnet. Somit kann über den Innenteil das Drehmoment und die Drehzahl an die Nabe des Kraftfahrzeugs weitergeleitet werden, während das Abstützmoment des mindestens einen Belastungsmotors über den Drehmo mentsensor im Außenteil erfasst wird. Auch in diesem Fall ist der Drehmomentsensor radial zwischen der Anbindungsposition des Belastungsmotors an das Abstellmodul und dem Außenumfang des Abstellmoduls angeordnet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass die Motorwelle drehfest mit dem Innenteil verbindbar ist. Da der Innenteil drehfest mit der Nabe verbunden ist, kann somit eine vom Belastungsmotor bereitge stellte Belastung über die Motorwelle auf den Innenteil des Abstellmoduls übertragen werden und von dort über die Nabe in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einge leitet werden.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vor gesehen, dass ein Verdrehen des Innenteils gegen den Außenteil blockierbar ist.
Das Blockieren kann beispielweise durch Verschieben von dazu vorgesehenen Bol zen bzw. Schlitten oder durch Positionieren eines Klemmelements erfolgen, so dass eine Relativbewegung des Außenteils zum Innenteil blockiert wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sich das Kraftfahrzeug sogar aus eigener Kraft bewegen kann und entsprechend einfach für die Prüfung positioniert und ausgerichtet werden kann. Bei spielsweise kann an jedem zu prüfenden Rad ein entsprechend blockierbares Ab stellmodul montiert werden und anschließend kann das Kraftfahrzeug innerhalb des Prüfgeländes, beispielsweise in einer großräumigen Halle, vom Ort der Abstellmodul- Montage an den Ort der Prüfung fahren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass das mindestens eine Abstellmodul einen ringförmigen Vorsprung aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Belastungsmotor drehfest mit dem mindestens einen Abstellmodul zu verbinden. Der ringförmige Vorsprung stellt in diesem Fall also die Anbindungsposition des Belastungsmotors an das Abstellmodul dar. Bevorzugt weist der ringförmige Vorsprung zur Anbindung vorgesehene Anbin dungsmittel, wie beispielsweise Schraubverbindungen, axiale Bolzen oder Stifte auf, welche mit entsprechenden Anbindungsmitteln des Motorgehäuses Zusammenwir ken.
Da der ringförmige Vorsprung zu einer durch die axiale Länge des Vorsprungs vorge gebenen Beabstandung des Belastungsmotors von der Nabe führt, kann axial zwi schen der Motorwelle und der Nabe beispielsweise eine Ausgleichskupplung ange ordnet werden, mit deren Hilfe evtl bestehende Winkel- und Radialversätze ausgegli chen werden können. Der ringförmige Vorsprung haust die Ausgleichskupplung dann radial ein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass auf einem radialen Außenumfang des mindestens einen Abstellmoduls ein Luftreifen angeordnet ist. In diesem Fall ergibt sich ein Abstützverhalten des Abstell moduls auf dem Untergrund, welches weitestgehend dem Abstützverhalten eines im normalen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden Abstützverhalten entspricht. Dadurch kann die Qualität der Prüfung verbessert werden, da das Verhalten des An triebsstrangs in der Prüfungssituation noch näher am Verhalten des Antriebsstrangs im normalen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs ist.
Bevorzugt ist auf dem Abstellmodul ein Luftreifen angeordnet, der auch im Straßen betrieb des Kraftfahrzeugs zum Betrieb des Kraftfahrzeugs zulässig ist.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass auf einem radialen Außenumfang des mindestens einen Abstellmoduls eine Gummibeschichtung angeordnet ist. Die Gummibeschichtung ermöglicht eben falls eine vergleichsweise realitätsnahe Abstützung des Abstellmoduls auf dem Un tergrund, erfordert dabei allerdings im Gegensatz zum Luftreifen keine gesonderte Auswahl und Montage eines jeweils geeigneten Luftreifens auf dem Abstellmodul. Stattdessen kann die Gummibeschichtung fest und dauerhaft auf dem Abstellmodul angeordnet sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der Prüfstand weiterhin mindestens eine Motorstütze umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein Kippmoment des mindestens einen Belastungsmotors abzu stützen. Da der Belastungsmotor nur über eine Axialseite, vorzugsweise die a-Seite, mit dem Abstellmodul verbunden ist und ausschließlich über das Abstellmodul gehal ten wird, wirkt auf den Belastungsmotor ein Kippmoment, welches einen ungünstigen Einfluss auf die Prüfung haben kann. Dieses Kippmoment wird vorteilhaft durch die Motorstütze abgefangen. Die Motorstütze kann dabei beispielsweise im Bereich der der Nabe abgewandten Axialseite des Motorgehäuses, vorzugsweise der b-Seite des Motorgehäuses, unterhalb des Motorgehäuses angeordnet sein, um den Belastungs motor von unten abzustützen. Ebenso ist es denkbar, die Motorstütze derart anzu bringen, dass sie den Belastungsmotor von oben hält, d.h., dass der Belastungsmo tor an der Motorstütze hängt. Die Motorstütze kann in letzterem Fall beispielsweise kostengünstig und einfach als Seil, insbesondere als Drahtseil, ausgebildet sein.
Sofern die Motorstütze den Belastungsmotor von oben hält, kann sie insbesondere ein Kompensationselement umfassen, welches im Kraftfluss angeordnet ist und sei nerseits eine vorspannbare Feder enthält. Über eine einstellbare Vorspannung der Feder kann dabei vorteilhaft ein zu kompensierendes Kippmoment bzw. eine dem Kippmoment entsprechende, zu kompensierende Kraft eingestellt werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass keine Überkompensation des Kippmoments erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der Prüfstand weiterhin mindestens einen Abstützstempel umfasst, wobei der Abstützstempel in drei Raumrichtungen verstellbar und/oder um drei Achsen ver drehbar ist und wobei der Abstützstempel dazu ausgebildet ist, das Abstellmodul ab zustützen oder dass der Prüfstand weiterhin mindestens eine hexapodenartige Aktu atorvorrichtung umfasst, wobei die Aktuatorvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Nabe in drei Raumrichtungen zu verstellen und/oder um drei Achsen zu verdrehen. Durch entsprechende Betätigung des Abstützstempels beispielsweise entlang einer Hochachse lassen sich somit etwa Bodenunebenheiten während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs simulieren. Ebenso lassen sich auch nahezu alle anderen Einflüsse eines möglichen Untergrunds über den Abstützstempel simulieren, insbesondere auch in Verbindung mit Lenkbewegungen von lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs. Die hexapodenartige Aktuatorvorrichtung greift bevorzugt an der Nabe des Kraftfahr zeugs an und ist ebenfalls in der Lage, Bodenunebenheiten während einer Fahrt so wie nahezu alle anderen Einflüsse eines möglichen Untergrunds zu simulieren. Die hexapodenartige Aktuatorvorrichtung umfasst, wie der Name bereits sagt, sechs Ak tuatoren, die z.B. als Hydraulikzylinder ausgebildet sein können. Somit wird eine be sonders realitätsnahe Prüfung des Antriebsstrangs ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen Fig. 1 beispielhaft und schematisch einen im Stand der Technik bekannten Prüfstand zum Prüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie das zu prüfende Kraftfahrzeug,
Fig. 2 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines er findungsgemäßen Prüfstands für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr zeugs sowie das zu prüfende Kraftfahrzeug,
Fig. 3 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines er findungsgemäßen Prüfstands im Detail, Fig. 4 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands, Fig. 5 beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands, Fig. 6 beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands, Fig. 7 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines er findungsgemäßen Abstellmoduls und
Fig. 8 beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands.
Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figu- renübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer techni schen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen im Stand der Technik bekannten Prüfstand 10 zum Prüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs 20 sowie das zu prüfende Kraftfahrzeug 20. Der Antriebsstrang ist dabei bereits vollständig in das Kraftfahrzeug 20 eingebaut. Der bekannte Prüfstand 10 umfasst zwei Belastungsein heiten 11 , die jeweils über Verbindungswellen 12 mit Naben 21 von antreibbaren Rä dern des Kraftfahrzeugs 20 verbunden sind. Es sind insbesondere für allradgetrie bene Fahrzeuge jedoch auch gattungsgleiche Prüfstande 10 vier Belastungseinhei ten 11 bekannt. Die Belastungseinheiten 11 umfassen ihrerseits jeweils einen am elektrischen Antriebsmotor 13 angeordneten Klemmenkasten 14 zur Aufnahme der Kabel, die den elektrischen Antriebsmotor 13 mit elektrischer Energie versorgen. Die Antriebsmotoren 13 sind jeweils auf einem Rahmengestell 15 angeordnet, wobei das Rahmengestell 15 seitenverstellbar ist, um an die Spurbreite unterschiedlicher Fahr zeugtypen angepasst werden zu können. Das Kraftfahrzeug 20 wird üblicherweise mittels einer Hebevorrichtung, beispielsweise eines Krans, auf die Abstützelemente 16 gehoben und dort abgestellt. Die Abstützelemente 16 weisen jeweils eine Aufnah melagerung zur Befestigung an den Naben der Fahrzeugräder auf. Der Aufbau und damit der Raumbedarf des bekannten Prüfstands 10 sind vergleichsweise groß. Da an den Naben 21 des Kraftfahrzeugs 20 keine Räder montiert sind, kann das Kraft fahrzeug 20 zudem weder aus eigener Kraft noch durch Schieben in die Prüfposition im Prüfstand 10 gebracht werden.
Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Prüfstand 100 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs 20 so wie das zu prüfende Kraftfahrzeug 20. Wie zu sehen ist, umfasst der erfindungsge mäße Prüfstand 100 zwei Belastungsmotoren 110, die direkt an den Naben 21 (nicht dargestellt in Fig. 2) des Kraftfahrzeugs 20 angeordnet werden können. Dadurch ist der erfindungsgemäße Prüfstand 100 im Vergleich zu bekannten Prüfständen 10 we sentlich kompakter und kostengünstiger. Insbesondere ist keine aufwändige Ausrich tung von Belastungseinheiten 11 bzw. Belastungsmotoren 110 relativ zum Kraftfahrzeug 20 erforderlich. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 20 mittels der Ab- stellmodule 130 aus eigener Kraft an die erforderliche Prüfposition bewegt werden. Von besonderem Vorteil ist weiterhin, dass der erfindungsgemäße Prüfstand 100 durch seinen Aufbau keine raumgreifenden Rahmengestelle 15 benötigt.
Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Prüfstands 100 im Detail. Zu sehen ist der als Elektromotor 110 aus gebildete Belastungsmotor 110, der ein Motorgehäuse 111 und eine Motorwelle 112 aufweist. Beim Elektromotor 110 bzw. Belastungsmotor 110 handelt es sich bei spielsgemäß um einen permanenterregten Synchro-Torque-Motor 110 mit flüssig keitsgekühlter Motorwelle 112. Beispielsgemäß weist die Motorwelle 112 eine in Fig.
3 nicht dargestellte Drehdurchführung auf, in welche Glycol als Kühlmittel einleitbar ist. Durch ebenfalls nicht dargestellte Bohrungen in der Motorwelle 112 wird die Mo torwelle 112 vom Glycol durchströmt und gekühlt. Der Synchro-T orque-Motor 110 ist als Synchronmotor ausgebildet und weist beispielsgemäß 12 permanentmagnetische Polpaare auf. Diese vergleichsweise große Anzahl an Polpaaren verleiht dem Belas tungsmotor 110 auch bei Beaufschlagung mit vergleichsweise geringen Stromstärken bereits ein vergleichsweise sehr hohes Drehmoment. Diese Ausbildungsform führt weiterhin zu dem Vorteil, dass der Belastungsmotor 110 eine vergleichsweise große radiale Breite im Vergleich zur axialen Länge aufweist, wodurch sein Schwerpunkt nahe am Aufstandspunkt des Abstellmoduls 130 ist. Derartige Elektromotoren 110 sind allgemein als sog. „Torque-Motoren“ bekannt. Ein Inverter 117 ist beispielsge mäß direkt am Motorgehäuse 111 angeordnet. Alternativ kann der Inverter 117 aber auch beabstandet vom Motorgehäuse 111 angeordnet sein. Weiterhin zu sehen ist ein Drehmomentsensor 120 sowie ein Abstellmodul 130. Der Drehmomentsensor 120 ist dabei beispielsgemäß ringförmig ausgebildet und derart im Abstellmodul 130 angeordnet, dass er ein im Abstellmodul 130 von radial innen nach radial außen wir kendes Drehmoment erfasst.
Dazu ist der Drehmomentsensor 120 radial zwischen einem Außenumfang des min destens einen Abstellmoduls 130 und der Anbindungsposition des Belastungsmotors 110 an das Abstellmodul 130 angeordnet. Die Anbindungsposition wird dabei bei spielsgemäß durch einen ringartigen Vorsprung 113 dargestellt, dessen Außendurchmesser genau dem Außendurchmesser des Motorgehäuses 111 ent spricht. Über eine in Fig. 3 nicht dargestellte Schraubverbindung ist der Belastungs motor 110 mit seiner a-Seite mit dem Vorsprung 113 drehtest verbunden.
Der Drehmomentsensor 120 ist ringförmig ausgebildet und als tragender Bestandteil des Abstellmoduls 120 ausgebildet, d.h., der Drehmomentsensor trägt die Gewichts kraft des Belastungsmotors 110 und des zu prüfenden Kraftfahrzeugs 20.
Da der Belastungsmotor 110 eine Drehzahl und ein Drehmoment in die Nabe 121 des Kraftfahrzeugs 20 einleitet, muss er das eingeleitete Drehmoment über Vor sprung 113 gegen das Abstellmodul 130 abstützen. Da das abzustützende Drehmo ment dem in den Antriebsstrang eingebrachten Drehmoment entspricht, kann somit auf einfache Weise über den Drehmomentsensor 120 das in den Antriebsstrang ein- gebrachte Drehmoment erfasst werden.
Der Belastungsmotor 110, der Drehmomentsensor 120, der Ringkörper 113 und das Abstellmodul 130 stellen gemeinsam eine mögliche Ausbildungsform des erfindungs gemäßen Prüfstands 100 dar. Nur ausschnittweise zu sehen ist das Kraftfahrzeug 20, von welchem in Fig. 3 der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine Nabe 21 , ein Schwingungsdämpfer 22 und eine Radanlenkung 23 zu sehen sind.
Das Abstellmodul 130 weist beispielsgemäß eine konzentrische Öffnung 131 auf, über welche die Nabe 21 von einer dem Belastungsmotor 110 zugewandten Seite aus zugänglich ist. Die Nabe 21 ist über eine Ausgleichskupplung 121 , welche vom ringförmigen Vorsprung 113 radial eingehaust ist, trieblich mit der Motorwelle 112 verbunden. Da die Nabe 21 ein Endglied des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 20 ist, besteht somit auch eine Triebverbindung zum Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs 20, so dass der Antriebsstrang belastet und geprüft werden kann. Die Ausgleichs kupplung 121 ist dazu vorgesehen, evtl bestehende Winkel- und Radialversätze auszugleichen. Der Belastungsmotor 110 ist, wie beschrieben, über den ringförmigen Vorsprung 113 mit einem radialen Außenteil 135 des Abstellmoduls 130 drehfest ver bunden, wobei im Außenteil 135 drehbar ein radialer Innenteil 136 gehalten ist und wobei der Innenteil 136 die konzentrische Öffnung 131 aufweist. Durch diese Ausbildung ist das Abstellmodul 130 nur mittelbar über den Belastungsmotor 110 an der Nabe 21 gehalten. Im Prüfbetrieb stützt sich der Belastungsmotor 110 über den Außenteil 135 des Abstellmoduls 130 ab und kann somit eine Belastung in die Nabe 21 einleiten. Auf dem Abstellmodul 130 ist beispielsgemäß außerdem eine Gummi beschichtung 139 angeordnet, welche ein realitätsnahes Abstellverhalten des Kraft fahrzeugs 20 über das Abstellmodul 100 130 auf dem Untergrund erlaubt. Die Gum- mibeschichtung 139 erfordert im Gegensatz zum Luftreifen 138 vorteilhaft keine ge sonderte Auswahl und Montage auf dem Abstellmodul 130. Stattdessen kann die Gummibeschichtung 139 fest und dauerhaft auf dem Abstellmodul 130 angeordnet sein.
Gemäß einer alternativen, ebenfalls von Fig. 3 beispielhaft dargestellten Ausfüh rungsform ist der Drehmomentsensor 120 speichenartig ausgebildet, wobei er bei spielsgemäß genau vier über den Umfang im Winkel von jeweils 90 ° zueinander gleichverteilte kraftsensitive Elemente in Form von auf das Abstellmodul 130 aufge klebten Dehnmessstreifen umfasst.
Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform ei nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100. Der Prüfstand 100 der Fig. 4 unterscheidet sich dabei vom Prüfstand 100 der Fig. 3 durch die Ausbildung des Abstellmoduls 130. Beispielsgemäß ist auf dem Abstellmodul 130 anstelle einer Gummibeschich tung 139 ein Luftreifen 138 angeordnet. Bei dem Luftreifen 138 handelt es sich bei spielsgemäß um einen Luftreifen 138, der auch im Straßenbetrieb des Kraftfahrzeugs 20 zugelassen ist. Da das Kraftfahrzeug 20 während eines Prüfvorgangs auf dem Luftreifen 138 aufsteht, ergibt sich somit ein sehr realitätsnahes Prüfungsverhalten des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 20. Ein weiterer Unterschied zum des Ab stellmoduls 130 der Fig. 4 zum Abstellmodul 130 der Fig. 3 liegt darin, dass der ring förmige Vorsprung 113 einen geringeren radialen Durchmesser aufweist, dafür je doch einen Kragen 113' aufweist, der sich an die a-Seite des Belastungsmotors 110 anlegt und somit eine drehfeste Verbindung, beispielsgemäß über eine Flanschver bindung, erlaubt. Auch weist das Abstellmodul 130 der Fig. 4 keinen radialen Innen teil 136 auf, der gegen den radialen Außenteil 135 verdrehbar wäre. Stattdessen zeigt das Abstellmodul 130 der Fig. 4 ausschließlich eine konzentrische Öffnung 131 , durch welche die Motorwelle 112 direkt mit der Nabe 21 verbinden ist. Zudem weist der Prüfstand 100 der Fig. 4 im Gegensatz zum Prüfstand der Fig. 3 auch keine Aus gleichskupplung 121 auf.
Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 100. Der Prüfstand 100 der Fig. 5 unterscheidet sich dabei vom Prüfstand 100 der Fig. 3 wiederum nur durch die Aus bildung des Abstellmoduls 130. Beispielsgemäß weist das Abstellmodul 130 keinen radialen Innenteil 136 auf, welcher drehbar im radialen Außenteil 135 gehalten wäre. Stattdessen weist das Abstellmodul 130 der Fig. 5 ausschließlich eine konzentrische Öffnung 131 (nicht dargestellt in der Ansicht der Fig. 5) auf. Weiterhin unterscheidet sich der Prüfstand 100 der Fig. 5 vom Prüfstand 100 der Fig. 3 durch das Fehlen des ringförmigen Vorsprungs 113. Stattdessen ist das Abstellmodul 130 entlang seiner Axialachse pyramidenförmig in Richtung des Belastungsmotors 110 gezogen und weist anstelle einer Pyramidenspitze eine Anbindungsfläche 114 auf, über welche der Belastungsmotor 110 mit dem Abstellmodul drehfest verbunden ist. Die Verbin dung ist beispielsgemäß über eine Schraubverbindung hergestellt.
Fig. 6 zeigt beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 100. Der Prüfstand 100 der Fig. 6 unterscheidet sich dabei vom Prüfstand 100 der Fig. 5 durch die Ausbildung des Ab stellmoduls 130. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.6 weist das Abstellmodul 130 einen radialen Außenteil 135 und einen radialen Innenteil 136 auf, wobei der In nenteil 136 über die Motorwelle 112 und den Belastungsmotor 110 gehalten wird.
Das Abstellmodul 130 weist jedoch keine konzentrische Öffnung 131 auf. Stattdes sen ist der Innenteil 136 des Abstellmoduls 130 einerseits drehfest mit der Nabe 21 verbunden und andererseits drehfest mit der Motorwelle 112 verbunden. Zudem weist das Abstellmodul 130 eine Blockiervorrichtung 132 auf, welche im montierten Zustand des Belastungsmotor 110 eine Verdrehbarkeit des Innenteils 136 gegenüber dem Außenteil 135 zulässt, indem der Außenteil 135 in Richtung des Belastungsmo tors 110 verrückt wird und somit nicht mehr in einer gemeinsamen Ebene mit dem In nenteil 136 liegt, so dass die Blockiervorrichtung 132 keine Bockierwirkung zwischen dem Innenteil 136 und dem Außenteil 135 entfalten kann. Nur wenn der Innenteil 136 und der Außenteil 135 gemeinsam mit der Blockiervorrichtung 132 in einer Ebene lie gen, blockiert die Blockiervorrichtung 132 die Verdrehbarkeit. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sich das Kraftfahrzeug 20 aus eigener Kraft bewegen kann und entspre chend einfach für die Prüfung positioniert und ausgerichtet werden kann.
Fig. 7 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Abstellmoduls 130 für einen Prüfstand 100. Das Abstellmodul 130 der Fig. 7 unterscheidet sich vom Abstellmodul 130 der Fig. 6 dadurch, dass die Blo ckiervorrichtung 132 im Blockierzustand zu sehen ist, da der Belastungsmotor 110 (nicht dargestellt in Fig. 7) nicht montiert ist. In diesem Zustand kann sich das Kraft fahrzeug 20 aus eigener Kraft fortbewegen, da der Innenteil 136 nicht gegen den Au ßenteil 135 verdrehen kann.
Fig. 8 zeigt beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 100. Der Prüfstand 100 der Fig. 8 unterscheidet sich dabei vom Prüfstand 100 der Fig. 6 einerseits durch das Vorhan densein einer Motorstütze 118, welche beispielsgemäß von oben an das Motorge häuse 111 angreift und ein Kippmoment des Belastungsmotors 110, welches andern falls am Abstellmodul 130 abgestützt werden müsste, aufnimmt. Beispielsgemäß handelt es sich bei der Motorstütze 118 um ein Drahtseil 118, welches oberhalb des Prüfstands 100 an einer geeigneten Konstruktion befestigt ist. Beispielsgemäß um fasst die Motorstütze 118 weiterhin ein Kompensationselement 119, welches eine vorspannbare Feder enthält und über eine eingestellte Vorspannung der Feder ge nau das Kippmoment des Belastungsmotors 110 abstützt. Andererseits unterscheidet sich der Prüfstand 110 der Fig. 8 auch vom Prüfstand 100 der Fig. 6 durch das Vor handensein eines Abstützstempels 133, der in drei Raumrichtungen verstellbar und um drei Achsen verdrehbar (jeweils durch Pfeile dargestellt) ist. Während des Prüf vorgangs kann das Abstellmodul 130 auf dem Abstützstempel 133 abgestützt wer den. Durch eine entsprechende Betätigung des Abstützstempels 133 während des Prüfvorgangs lassen sich beispielsweise Bodenunebenheiten während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 20 simulieren. Ebenso lassen sich auch nahezu alle anderen Ein flüsse eines möglichen Untergrunds simulieren, insbesondere auch in Verbindung mit Lenkbewegungen von lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs 20. Bezuqszeichen
Prüfstand
Belastungseinheit
Verbindungswelle
Antriebsmotor
Klemmenkasten
Rahmengestell
Abstützelement
Kraftfahrzeug
Nabe
Schwingungsdämpfer
Radanlenkung
Prüfstand
Belastungsmotor, Elektromotor, permanenterregter Synchronmo tor
Motorgehäuse Motorwelle ringartiger Vorsprung Kragen
Anbindungsfläche der Nabe zugewandten Axialseite der Nabe abgewandten Axialseite
Inverter
Motorstütze, Drahtseil
Kompensationselement
Drehmomentsensor
Ausgleichskupplung
Abstellmodul konzentrische Öffnung
Blockiervorrichtung
Abstützstempel radialer Außenteil radialer Innenteil Lagerung Luftreifen Gummibeschichtung

Claims

Patentansprüche
1. Prüfstand (100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (20), umfassend mindestens einen Belastungsmotor (110) mit einem Motorgehäuse (111) und einer Motorwelle (112), mindestens einen Drehmomentsensor (120) und mindestens ein Abstellmodul (130), wobei die Motorwelle (112) dazu ausgebildet ist, trieblich mit ei ner Nabe (21) des Kraftfahrzeugs (20) verbunden zu werden und wobei der Drehmo mentsensor (120) dazu ausgebildet ist, eine vom Motor erzeugtes Drehmoment zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Nabe (21 ) zugewandte Axialseite (115) des Motorgehäuses (11 ) und das mindestens eine Abstellmodul (130) dazu ausgebildet sind, drehfest miteinander verbunden zu werden und dass der Drehmomentsensor (120) derart im Abstellmodul (130) angeordnet ist, dass er ein im Abstellmodul (130) von radial innen nach radial außen wirkendes Drehmo ment erfasst.
2. Prüfstand (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Drehmomentsensor (120) radial zwischen einem Außenumfang des mindestens einen Abstellmoduls (130) und einer Anbindungsposition des mindestens einen Belastungsmotors (110) angeordnet ist.
3. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstellmodul (130) eine kon zentrische Öffnung (131) aufweist, über welche die Nabe (21) von einer dem mindes tens einen Belastungsmotor (110) zugewandten Seite aus zugänglich ist.
4. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstellmodul (130) einen radia len Außenteil (135) und einen radialen Innenteil (136) aufweist, wobei der Innenteil (136) drehbar im Außenteil (135) gehalten ist, wobei der Innenteil (136) dazu ausgebildet ist, mit der Nabe (21) des Kraftfahrzeugs (20) drehfest verbunden zu werden und wobei der Außenteil (135) dazu ausgebildet ist, drehtest mit der der Nabe (21) zuge wandten Axialseite (115) des Motorgehäuses (111) verbunden zu werden.
5. Prüfstand (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (112) drehtest mit dem Innenteil (136) verbindbar ist.
6. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehen des Innenteils (136) gegen den Außen teil (135) blockierbar ist.
7. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Drehmomentsensor (120) im Au ßenteil (135) angeordnet ist.
8. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstellmodul (130) einen ring förmigen Vorsprung (113)aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, den mindestens ei nen Belastungsmotor (110) drehfest mit dem mindestens einen Abstellmodul (130) zu verbinden.
9. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem radialen Außenumfang des mindestens ei nen Abstellmoduls (130) ein Luftreifen (138) angeordnet ist.
10. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem radialen Außenumfang des mindestens ei nen Abstellmoduls (130) eine Gummibeschichtung (139) angeordnet ist.
11. Prüfstand (100) nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstellmodul (130) kraftschlüs sig oder formschlüssig mit einem Untergrund verbindbar ist.
12. Prüfstand (100) nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Belastungsmotor (110) als per manenterregter Synchronmotor (110) ausgebildet ist.
13. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (100) weiterhin mindestens eine Motor stütze (118) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein Kippmoment des mindestens einen Belastungsmotors (110) abzustützen.
14. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (100) weiterhin mindestens einen Ab stützstempel (133) umfasst, wobei der Abstützstempel (133) in drei Raumrichtungen verstellbar und/oder um drei Achsen verdrehbar ist und wobei der Abstützstempel (133) dazu ausgebildet ist, das Abstellmodul (130) abzustützen oder dass der Prüfstand (100) weiterhin mindestens eine hexapodenartige Aktuatorvor richtung umfasst, wobei die Aktuatorvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Nabe in drei Raumrichtungen zu verstellen und/oder um drei Achsen zu verdrehen.
15. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (100) für jedes antreibbare Rad des Kraftfahrzeugs (20) jeweils einen Belastungsmotor (110), jeweils einen Drehmo mentsensor (120) und jeweils ein Abstellmodul (130) umfasst.
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