EP4490488A1 - Prüfstand für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs und baukastensystem - Google Patents

Prüfstand für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs und baukastensystem

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Publication number
EP4490488A1
EP4490488A1 EP23709963.5A EP23709963A EP4490488A1 EP 4490488 A1 EP4490488 A1 EP 4490488A1 EP 23709963 A EP23709963 A EP 23709963A EP 4490488 A1 EP4490488 A1 EP 4490488A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
test
shaft
load motor
load
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.)
Pending
Application number
EP23709963.5A
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 EP4490488A1 publication Critical patent/EP4490488A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/025—Test-benches with rotational drive means and loading means; Load or drive simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a test bench for a drive train of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a corresponding modular system.
  • Transmission test stands or drive train test stands for testing motor vehicle transmissions 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 arise, for example, from components with play, such as: B. gears, synchronizer rings, synchronizer bodies, multi-plate clutch disks and shafts that can be deflected and caused to vibrate.
  • the acoustic behavior and switching quality are usually also checked.
  • test benches are also used in the development and continuous improvement of motor vehicle drive trains.
  • DE 4328 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 coupling to the drive shaft of a motor vehicle transmission to be tested and its speed is controlled via a PC, among other things, so that any speed curve can be simulated.
  • the brake motor is connected via an additional 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 driving tests.
  • the motor vehicle transmission according to DE 43 28 537 C2 can therefore be tested before installation in a motor vehicle.
  • 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 Load machines can both drive and brake the drive train.
  • the vehicle test stand of DE 103 28 461 A1 further comprises a frame structure via which the motor vehicle and the loading machines can be lifted and aligned with one another. During the testing process, the motor vehicle is held completely over the frame structure so that the vehicle wheels have no contact with the ground.
  • the known motor vehicle test benches have disadvantages for several reasons: Firstly, they are comparatively large and therefore require comparatively large installation areas. On the other hand, they have a non-ideal flow of force from the load motors into the foundation of the test bench. Another disadvantage is that automatic height adjustment of the test object, which is often provided, leads to unfavorable vibration behavior, at least in the area of the test object.
  • the invention relates to a test stand for a drive train of a motor vehicle, comprising a first load motor, a second load motor and a base frame with a test object holder for holding a test object and with a first motor holder for holding the first load motor and a second motor holder for holding the second load motor , wherein a first motor shaft of the first load motor and a second motor shaft of the second load motor can be connected to shafts of the test object, so that the shafts of the test object can be subjected to torques and speeds.
  • the test stand according to the invention is characterized in that the base frame has a U-shaped cross section, in which a first leg and a second leg extend upwards from a base, with the first load motor also one end face is connected to the first leg of the base frame and the second load motor is connected with one end face to the second leg of the base frame.
  • the invention therefore describes a test bench that is suitable for testing a drive train of a motor vehicle.
  • the motor vehicle can be a motor vehicle driven by an electric motor as well as a conventionally driven motor vehicle.
  • the test specimen is advantageously an electrically driven axle module for a motor vehicle, which, in addition to the electric drive motor, includes a gearbox and two wheel shafts.
  • the test stand comprises a base frame with a first motor mount and a second motor mount as well as a first and a second load motor.
  • the first load motor is connected to the base frame via the first motor mount and the second load motor is connected to the base frame via the second motor mount.
  • the base frame advantageously consists at least partially of a particularly rigid material such as a mineral cast, in particular with a metallic skeletal structure.
  • the base frame also has a test object holder, via which a test object to be tested, in particular an axle module, can be connected to the base frame.
  • the test stand can equally be designed to test a complete drive train of a motor vehicle or even just to test a component of the motor vehicle drive train, for example the transmission.
  • the first and second load motors are advantageously electric motors. Electric motors are comparatively compact, have a wide speed range, especially compared to internal combustion engines, and advantageously have the maximum torque over a wide speed range.
  • Each load motor includes a motor housing which houses the load motor.
  • the motor housings are, for example, cylindrical.
  • the motor housings can also have water cooling.
  • the first load motor has a first motor shaft and the second load motor has a second motor shaft, each of which is driveably connectable to a shaft of the test object.
  • the shaft(s) of the test object can either be input shafts or output shafts of the test object, in particular wheel shafts of an axle module. Torques and speeds generated by the first and second load motors can thus be introduced into the test specimen, so the test object can be subjected to these torques and speeds.
  • the torque and the speed together represent a mechanical power with which the test specimen can be loaded.
  • a drive connection is understood to mean a mechanical connection for the transmission of mechanical power.
  • the definition that the motor shafts are or can be connected to the shafts of the test object does not necessarily mean that there is a direct mechanical connection, in particular not a rotationally fixed connection, between the first or second motor shaft and the shafts of the examinee must give.
  • the drive connection can in principle also include a gear, for example a planetary gear, or individual transmission stages or other intermediate elements.
  • the base frame has a U-shaped cross section, in which a first leg and a second leg extend upwards from a base.
  • the base frame is in particular made in one piece. This results in a comparatively very high rigidity of the base frame, which effectively prevents the occurrence of vibrations.
  • the first load motor is connected with one end face to the first leg of the base frame and the second load motor is also connected one end face is connected to the second leg of the base frame.
  • the first motor mount is therefore arranged on the first leg and the second motor mount is correspondingly arranged on the second leg.
  • the first and second motor mounts are preferably each a flange connection. A first part of the flange connection represents the front side of the respective load motor or the front side of the housing of the respective load motor and a second part represents the corresponding motor mount. This results in a comparatively large contact surface for the first load motor of the second load motor to the base frame.
  • the front side of the first and second load motors, with which the first and second load motors are connected to the base frame, is preferably the so-called a-side of the load motors.
  • the test stand according to the invention can also be converted comparatively easily for different load intensities by arranging load motors of a higher or lower performance class on the base frame.
  • all load motors of the different performance classes have a standardized flange interface.
  • the test object holder is preferably designed to automatically hold the test object, in particular the axle module, and to lock it in a particularly rigid manner using holding means.
  • the holding means can, for example, be designed as automatically actuated clamps which clamp the test object firmly into the test object holder.
  • the test specimen holder is arranged at the base of the base frame or is part of the base of the base frame. In order to achieve the greatest possible rigidity In order to be able to ensure that the test specimen is accommodated, this is advantageously not designed to be height-adjustable compared to test stands known in the prior art.
  • the invention thus describes a highly rigid test bench for testing a drive train of a motor vehicle, in which the test object to be tested can also be operated at very high speeds of over 15,000 rpm without vibrations disrupting the test run.
  • speeds of the drive motor of the axle module of over 15,000 l/min are not uncommon, but in known test rigs this regularly leads to the occurrence of vibrations that disrupt the test run.
  • the transmission of the axle module typically achieves a speed reduction, so that the wheel shafts of the axle module usually experience speeds of around 2,000 rpm to around 2,500 rpm.
  • the first load motor and the second load motor are each designed as permanently excited synchronous motors with at least twelve magnetic pole pairs.
  • Such synchronous motors are also known as so-called synchro-torque motors.
  • synchro-torque motors This results in the advantage that the load motor can be comparatively compact and, in particular, axially short and slowly rotating, but can also provide a high torque.
  • the first and second load motors can provide speeds of up to 3,000 rpm.
  • the flange connection described and the axially compact torque motors also have the advantage that the entire test bench is comparatively much smaller and more compact than is usual in the prior art and is therefore significantly more cost-effective.
  • Each load motor is advantageously assigned its own inverter.
  • the inverter is, for example, three-phase.
  • the first motor shaft is designed as a hollow shaft in which a first transfer shaft is arranged in a rotationally fixed manner and that the second motor shaft is designed as a hollow shaft in which a second transfer shaft is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the drive connection between the motor shafts and the shafts of the test object is then preferably established via the first or second transfer shaft, ie the transfer shafts can be connected both in a rotationally fixed manner to the shafts of the test object, for example via a spline, and in a rotationally fixed manner with the hollow shafts the load motors, for example also via a spline, via a flange connection or via a suitable connecting element.
  • the first transfer shaft is connected in a rotationally fixed manner to the first motor shaft via a first torque sensor and that the second transfer shaft is connected in a rotationally fixed manner to the second motor shaft via a second torque sensor.
  • the first torque sensor and the second torque sensor each represent a connecting element via which the first motor shaft and the second motor shaft, which are designed as hollow shafts, are connected in a rotationally fixed manner to the first and second transfer shafts inside the respective hollow shaft.
  • the first and second torque sensors preferably each comprise one or more force-sensitive elements, in particular one or more strain gauges, which initially detect a force acting on the force-sensitive element or forces acting on the plurality of force-sensitive elements. About geometry of the torque sensors, the torque acting in each case can then be determined from the detected force or forces.
  • the first torque sensor is arranged on an end face of the first load motor facing away from the test object and/or that the second torque sensor is arranged on an end face of the second load motor facing away from the test object.
  • the first torque sensor is arranged on the so-called b side of the first load motor and the second torque sensor is correspondingly arranged on the b side of the second load motor.
  • the first torque sensor is arranged on an end face of the first load motor facing the test object and/or that the second torque sensor is arranged on an end face of the second load motor facing the test object is arranged.
  • the first and second torque sensors are arranged on the so-called a-side of the first and second load motor, respectively.
  • the torque sensors, via which the force flows from the motor shafts to the transfer shaft, are therefore arranged comparatively close to the shafts of the test object.
  • a speed of each of the first load motor and the second load motor is also detected, for example via their control electronics, in particular via their inverter. From the known speed and the known torque, the mechanical power applied to the test specimen can then be determined, for example.
  • the first motor shaft is closed on its end face facing away from the test object by means of a first wall, the first wall having a first bearing for the first transfer shaft and/or that the second Motor shaft on its end facing away from the test object by means of a second wall is closed, the second wall having a second bearing for the second transfer shaft.
  • the first and second hollow shafts therefore have a closed axial end, with the wall closing the respective axial end having a bearing.
  • This bearing in turn is designed to support the first or second transfer shaft in a rotatable manner and with as little force as possible.
  • the transfer shafts are therefore reliably mounted in the hollow shafts without affecting the flow of force via the first or second torque sensor.
  • the first transfer shaft comprises a first outer hollow shaft, in which a first inner transfer shaft is arranged in an axially displaceable and rotationally fixed manner
  • the second transfer shaft comprises a second outer hollow shaft, in which it is axially displaceable and a second inner transfer shaft is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the first or second transfer shaft consisting of an outer hollow shaft and an inner transfer shaft, is therefore a length-adjustable shaft that can be easily adapted to the length required to establish the connection with the docking points of the corresponding shafts, for example the wheel shafts, of the test specimen. that can.
  • the length is adjusted in a simple manner by extending the transfer shaft out of the outer hollow shaft until the connection can be made. This means that the test stand can be quickly and flexibly adapted to different test specimens.
  • the total length of the first or second transfer shaft can be changed in order to establish the connection to the test object for a test process and to release the test piece again after the test process - ben.
  • the first or second transfer shaft can, for example, be arranged in an axially displaceable and rotationally fixed manner in the first or second outer hollow shaft via a plug-in toothing or another form-fitting connection. According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the first transfer shaft is automatically axially displaceable in the first outer hollow shaft by means of a first actuator and that the second transfer shaft is automatically axially displaceable in the second outer hollow shaft by means of a second actuator .
  • the entire first or second load motor does not have to be delivered to the test object, but rather only the first or second transfer shaft is extended axially to the test object.
  • the first or second actuator can be, for example, an electrically, pneumatically or hydraulically actuated actuator, in particular an electrically actuated threaded rod or a pneumatically or hydraulically actuated cylinder-piston unit.
  • the first or second actuator can preferably be arranged completely or partially in the first or second motor shaft designed as a hollow shaft, in particular in the area of the b side of the first or second load motor.
  • the arrangement of a pneumatically or hydraulically actuated actuator in the motor shaft in the area of the b side is particularly advantageous if the b side is also closed by means of the first or second wall.
  • the volume within the outer hollow shaft of the first or second transfer shaft and the first or second wall can, with appropriate sealing, be advantageously used as the working space of a corresponding cylinder-piston unit.
  • the first or second actuator can also comprise a first or second carriage, which is arranged, for example, in the area between the first load motor and the test object or in the area between the second load motor and the test object.
  • the first carriage can then be the first Grab the transfer shaft and move it axially and the second carriage can accordingly grab the second transfer shaft and move it axially.
  • the first or second carriage can be moved, for example, by actuating a cylinder-piston unit already described or an electrically actuated threaded rod.
  • the cylinder-piston unit is also assigned a mechanical return spring, which pushes the cylinder-piston unit into a starting position.
  • the cylinder-piston unit can then be actuated against the restoring force by applying pneumatic or hydraulic pressure.
  • the test object can therefore not only be automatically fed to the test object holder and arranged on it, but in addition the docking points on the shafts of the test object can also be automatically connected to the first and second load motors.
  • no operating personnel are required to arrange the test object on the test object holder and to establish the connection between the load motors and the docking points on the shafts of the test object.
  • the required length can be fixed after the length of the first or second transfer shaft has been individually adapted to the test item, for example by a clamping device which clamps the corresponding transfer shaft against the outer hollow shaft.
  • a plug connection is preferably arranged, via which the drive connection to the shafts of the test specimen can be established.
  • the first transfer shaft has a first adapter piece on its axial end piece facing the test object and the second transfer shaft has a second adapter piece on its axial end piece facing the test object.
  • the drive connection to the test object is then advantageously established via the first or second adapter piece.
  • the first or second adapter piece has, for example, a flange connection at its axial end facing the first or second transfer shaft.
  • a rotationally fixed connection to the first or second transfer shaft can then be established via the flange connection.
  • the axial end of the first or second adapter piece facing the test object is designed individually for the test object and is designed, for example, as a plug-in toothing, so that it can be easily inserted into a corresponding counter-toothing of the test object.
  • This means that the test stand can be easily and very quickly adapted to different types of test objects by exchanging the adapter pieces.
  • the resulting set-up times are comparatively short.
  • the test stand has a first module for vertical adjustment of the first load motor and a second module for vertical adjustment of the second load motor.
  • the first or second module for vertical adjustment can, for example, be designed to vertically adjust the first or second motor mount electrically or hydraulically.
  • a vertical alignment of the first or second load motor to the shafts of the test specimen can be carried out in a simple and largely automated manner via the first or second module for vertical adjustment.
  • the first and second modules for vertical adjustment are advantageously arranged on the first and second motor mounts, respectively, so that the first and second motor mounts together with the first and second load motors can be vertically adjusted relative to the base frame.
  • the test stand has a first module for horizontal adjustment of the first load motor and a second module for horizontal adjustment of the second load motor.
  • the first or second module for horizontal adjustment can also advantageously be designed to adjust the first or second motor mount electrically or hydraulically, but horizontally.
  • the first or second module for horizontal adjustment is preferably also arranged on the first or second motor mount, in particular on the first or second Module for horizontal adjustment is attached, so that the first and second motor mounts together with the first and second load motor can be adjusted vertically and horizontally relative to the base frame.
  • the first or second module for horizontal adjustment can be designed to enable one-dimensional adjustability along a horizontal straight line that is perpendicular to a longitudinal axis of the test stand.
  • a first and/or second module for horizontal adjustment is arranged between the first and/or second leg and the base of the base frame, so that the first leg and/or the second leg can be adjusted relative to the base frame.
  • the first or second module for horizontal adjustment can be designed to enable two-dimensional adjustability in a horizontal plane.
  • the test specimen can generally have very high engine speeds of over 15,000 rpm, for example in a form of training as an axle module, as mentioned at the beginning, it can in principle excite the test specimen holder to oscillate in a broadband manner.
  • the test object holder - as provided according to the invention - is not adjustable and is therefore very rigid and in particular is very rigidly connected to the base of the base frame, the occurrence of vibrations can be largely avoided.
  • the load motors are advantageously adjustable vertically and horizontally for alignment with the test specimen, since speeds of no more than 2,500 rpm usually occur here.
  • the invention further relates to a modular system for easily producing a test stand adapted to the test specimen, comprising at least a first load motor and a second load motor, each from a common performance class, and at least one first inverter and a second inverter from each a common performance class, wherein the common performance class of the at least first and second inverters corresponds to the performance class of the at least first and second electric motor, base frame, and / or a first module for vertical adjustment and a second module for vertical adjustment and / or a first module for horizontal adjustment as well as a second module for horizontal adjustment and a variety of different adapter pieces.
  • the modular system thus allows the production of a test stand according to the invention and therefore includes all components of the test stand according to the invention.
  • the modular system may include several first and second load motors as well as several first and second inverters, each of which is assigned in pairs to a performance class. This allows, for example, depending on the test item to be tested, higher- or lower-power load motors to be arranged on the motor mounts of the base frame and controlled via inverters that are adapted to the performance classes of the load motors.
  • the modular system also includes a large number of adapter pieces specific to the test specimen, so that the test stand can be adapted to a large number of different test objects, in particular with different shafts or docking points.
  • FIG. 1 shows an example and schematic of a possible embodiment of a test bench according to the invention for a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows the test bench of FIG. 1, but with two identical load motors
  • FIG. 3 shows an example and schematic of a further possible embodiment of a test bench according to the invention for a drive train of a motor vehicle
  • 4 shows an example and schematic of a further possible embodiment of a test bench according to the invention for a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 5 shows, by way of example and schematically, a further possible embodiment of a test bench according to the invention for a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 7 shows an example and schematic of a possible embodiment of a first actuator for automated displacement of the first transfer shaft axially in the first outer hollow shaft of the first transfer shaft.
  • FIG. 1 shows, by way of example and schematically, a possible embodiment of a test bench 100 according to the invention for a drive train of a motor vehicle (in FIG.
  • the test stand 100 includes a first load motor 110, a second load motor 120 and a base frame 130 with a test object holder 131 for holding a test object 140.
  • the base frame 130 has a U-shaped cross-section in which a first leg 135 and a second leg 136 extend upwards from a base 134.
  • the test object 140 is, for example, an electric axle module which, in addition to an electric drive motor, also includes a gearbox and two wheel shafts.
  • the test object 140 is mounted on the test object holder 131.
  • the Test specimen holder 131 is firmly and therefore very rigidly connected to the base 134 of the base frame 130.
  • the first load motor 110 and the second load motor 120 are each designed as an electric motor.
  • the first load motor 110 and the second load motor 120 are permanently excited synchronous motors, each with twelve magnetic pole pairs.
  • Such synchronous motors are also known as so-called synchro-torque motors.
  • the first load motor 110 and the second load motor 120 are therefore comparatively compact and axially short. Nevertheless, they can provide a comparatively high torque.
  • the base frame 130 also has a first motor mount 132 for accommodating the first load motor 110 and a second motor mount 133 for accommodating the second load motor 120.
  • the first motor mount 132 and the second motor mount 133 are each a flange connection, via which the first load motor 110 is flanged to the base frame 130 with its end face facing the test specimen 140, the so-called a-side.
  • the second motor mount 133 is also, for example, a flange connection, via which the second load motor 110, analogous to the first load motor 110, is flanged to the base frame 130 with its end face facing the test specimen 140, the so-called a-side.
  • the first load motor 110 is arranged on the first leg 135 via the first motor receptacle 132 and the second load motor 120 is arranged on the second leg 136 via the second motor receptacle 133.
  • a first motor shaft 111 of the first load motor 110 is, for example, designed as a hollow shaft 111, in which a first transfer shaft 112 is arranged, and likewise a second motor shaft 121 of the second load motor 120 is designed, for example, as a hollow shaft 121, in which a second transfer shaft is arranged 122 is arranged.
  • the first transfer shaft 112 is rotatably connected to the first motor shaft 111 via a first torque sensor 113 and is axially fixed. Since the torque provided by the first load motor 110 is guided via the first torque sensor 113, the torque generated by the first load motor 110 can be reliably detected at any time via the first torque sensor 113.
  • the second transfer shaft 122 is connected in the same way to the second motor shaft 121 in a rotationally fixed and axially fixed manner via a second torque sensor 123. Since in this case too the torque provided by the second load motor 120 is guided via the second torque sensor 123, the torque generated by the second load motor 120 can be detected via the second torque sensor 123.
  • the first load motor 110 and the second load motor 120 in FIG. 1 differ from one another.
  • the first torque sensor 113 is arranged on an end face of the first load motor 110 facing away from the test object 140, the so-called b-side
  • the second torque sensor 123 is arranged on an end face facing the test object 140, the so-called a-side.
  • the second load motor 120 is arranged.
  • the second motor mount 133 includes a collar-like projection 137 to create space for the second torque sensor 123.
  • the projection has the flange connection by means of which the second load motor is connected to the base frame 130.
  • the first motor shaft 121 which is designed as a hollow shaft, can be closed on its end face facing away from the test specimen 140, the b-side, by means of a second wall 124 be.
  • the second wall can also be provided without simultaneously providing the second bearing.
  • the first transfer shaft 112 also includes a first outer hollow shaft 112′, in which a first inner transfer shaft 112′′ is arranged in an axially displaceable and rotationally fixed manner.
  • the second transfer shaft 122 comprises a second outer hollow shaft 122′, in which a second inner transfer shaft 122′′ is arranged in an axially displaceable and rotationally fixed manner.
  • first inner transfer shaft 112" and the second inner transfer shaft 122" facing the test object 140 can then be connected to shafts of the test object 140 via a first test object-specific adapter piece 116 or a second test object-specific adapter piece 126, for example with two output shafts of the test object 140. This means that the shafts of the test object 140 can be subjected to torques and speeds.
  • the first and second adapter pieces 116, 126 have, for example, a flange connection at their axial end facing the first and second transfer shafts 112, 122, respectively.
  • a rotationally fixed connection to the first or second transfer shaft 112, 122 can then be established via the flange connection.
  • the axial end of the first or second adapter piece 116, 126 facing the test object 140 is designed individually for the test object and is designed, for example, as a plug-in toothing, so that it can be easily inserted into a corresponding counter-toothing of the test object 140.
  • first transfer shaft 112 and the second transfer shaft 122 each consist of an outer hollow shaft 112', 122' and a first and second transfer shaft 112", 122" arranged axially displaceably in the outer hollow shaft 112', 122'
  • the first transfer shaft 112" and the second transfer shaft 122" are delivered axially to the test object 140 or the corresponding docking points of the test object 140.
  • the first transfer shaft 112" and the second transfer shaft 122" can be automatically displaced axially in the first and second outer hollow shaft 112, 122 by means of a first actuator and a second actuator (both not shown in FIG. 1).
  • first and the second actuator are, for example, pneumatically actuated actuators, each of which has a cylinder-piston unit that can be acted upon with compressed air and a mechanical return spring that counteracts the compressed air loading.
  • FIG. 2 shows the test stand 100 of FIG of FIG. 2 the first load motor 110 of FIG. 1.
  • the first load motor 110 is drivingly connected to a shaft of the test object 140 via the first test-specific adapter piece 116.
  • the second load motor 120 is drivingly connected to a shaft of the test object 140 via the second test-specific adapter piece 126.
  • the drive connection can be established comparatively simply and, above all, automatically, since the first inner transfer shaft 112" and the second inner transfer shaft 121" are each rotationally fixed but axially movable in the first outer hollow shaft 112' or in the second outer hollow shaft 122 'are arranged and can be delivered to the test object 140 by means of the first or second actuator.
  • FIG. 3 shows, by way of example and schematically, a further possible embodiment of a test stand 100 according to the invention for a drive train of a motor vehicle (not shown in FIG. 3).
  • the test stand 100 of FIG. 3 differs from the test stand 100 of FIG. According to the example, the first module 117 for vertical adjustment and the second module 127 for vertical adjustment each have an electric drive (not shown in FIG. 1), via which a vertical adjustment of the first or second load motor 110, 120 is assigned the waves of the test specimen 140 can be done.
  • test stand 100 shows, by way of example and schematically, a further possible embodiment of a test stand 100 according to the invention for a drive train of a motor vehicle (not shown in FIG. 4).
  • the test stand 100 of FIG. 4 differs from the test stand 100 of FIG a second module 128 for horizontal adjustment of the second load motor 120.
  • the first module 118 is arranged for vertical adjustment between the first leg 135 and the base 134 of the base frame 130.
  • the first module 118 for vertical adjustment enables two-dimensional adjustability in a horizontal plane.
  • the second module 128 is arranged for vertical adjustment between the second leg 136 and the base 134 of the base frame 130.
  • the second module 128 for vertical adjustment also enables two-dimensional adjustability in a horizontal plane.
  • the first and second modules 118, 128 for vertical adjustment also each have an electric drive (not shown in FIG. 1), via which a horizontal adjustment of the first and second load motors 110, 120 to the shafts of the test specimen 140 can be done. It is therefore not necessary to adjust the height of the test object 140 or the height of the test object holder 131.
  • FIG. 5 shows, by way of example and schematically, a further possible embodiment of a test bench 100 according to the invention for a drive train of a motor vehicle (not shown in FIG. 5).
  • the test stand 100 of FIG. 5 differs from the test stand 100 of FIG. 4 in the arrangement of the first module 118 for horizontal adjustment of the first Load motor 110 and the second module 128 for horizontal adjustment of the second load motor 120. According to the exemplary embodiment of FIG and the second module 117, 127 for vertical adjustment.
  • test stand 100 according to the invention shows a true-to-scale size comparison between a test stand 100 according to the invention and a test stand 200 known in the prior art and widely used.
  • the test stand 100 according to the invention is significantly more compact than the known test stand 200.
  • the first actuator 150 for automatically moving the first transfer shaft 112′′ axially in the first outer hollow shaft 112′ of the first transfer shaft 112.
  • the first actuator 150 includes a gripper 151, which is fork-shaped in the upper area and can axially guide the first transfer shaft 112".
  • the first transfer shaft 112′′ for example, has two radially circumferential collars, between which the forked end of the gripper 151 is caught axially.
  • the gripper 151 in turn is arranged on a carriage 152, which can be moved, for example, by means of a pneumatic actuation in the direction of the test object 140 (left in FIG.
  • the actuator 150 shown in FIG. 7 is arranged in the area between the first load motor 110 and the test specimen 140.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Belastungsmotor (110), einen zweiten Belastungsmotor (120) und ein Grundgestell (130) mit einer Prüflingsaufnahme (131) zur Aufnahme eines Prüflings (140) sowie mit einer ersten Motoraufnahme (132) zur Aufnahme des ersten Belastungsmotors (110) und einer zweiten Motoraufnahme (133) zur Aufnahme des zweiten Belastungsmotors (120), wobei eine erste Motorwelle (111) des ersten Belastungsmotors (110) und eine zweite Motorwelle (121) des zweiten Belastungsmotors (120) mit Wellen des Prüflings (140) verbindbar sind, so dass die Wellen des Prüflings (140) mit Drehmomenten und Drehzahlen beaufschlagbar sind. Der erfindungsgemäße Prüfstand (100) zeichnet sich dadurch aus, dass das Grundgestell (130) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, bei dem sich von einer Basis ein erster Schenkel (135) und ein zweiter Schenkel (136) nach oben abstrecken, wobei der erste Belastungsmotor (110) mit einer Stirnseite an den ersten Schenkel (135) des Grundgestells (130) angebunden ist und der zweite Belastungsmotor (120) mit einer Stirnseite an den zweiten Schenkel (136) des Grundgestells (130) angebunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Baukastensystem.

Description

Prüfstand für einen Antriebsstranq eines Kraftfahrzeugs und Baukastensystem
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Baukastensys- tem.
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 Qualitätskontrolle werden in der Regel auch das Akustikverhalten und die Schaltqualität geprüft. Darüber hinaus finden derartige Prüfstände aber auch in der Entwicklung und stetigen Verbesserung von Kraftfahrzeugantriebssträngen Verwendung. In diesem Zusammenhang be- schreibt die DE 4328 537 C2 einen Getriebeprüfstand mit einem ersten, als An- triebsmotor 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 Dreh- zahl über einen PC gesteuert, so dass beliebige Drehzahlverläufe simulierbar sind. Der Bremsmotor ist über eine weitere Kupplung mit einer Abtriebswelle des zu prü- fenden 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 Drehzahlverläufe. Somit kann das Kraftfahrzeuggetriebe gemäß der DE 43 28 537 C2 vor dem Einbau in ein Kraftfahr- zeug 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 103 28 461 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 über die Rahmenkonstruktion gehalten, so dass die Fahrzeugräder keinen Bodenkontakt haben.
Die bekannten Kraftfahrzeugprüfstände sind jedoch aus mehreren Gründen nachteil- behaftet: Zum Einen sind sie vergleichsweise groß und benötigen dadurch ver- gleichsweise große Aufstellflächen. Zum Anderen weisen sie einen nicht idealen Kraftfluss von den Belastungsmotoren ins Fundament des Prüfstands auf. Weiterhin nachteilig ist auch, dass eine oftmals vorgesehene, automatische Höhenverstellbar- keit des Prüflings zu einem ungünstigen Schwingungsverhalten zumindest im Be- reich des Prüflings führt.
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 einen ersten Belastungsmotor, einen zweiten Belastungsmotor und ein Grundgestell mit einer Prüflingsaufnahme zur Aufnahme eines Prüflings sowie mit ei- ner ersten Motoraufnahme zur Aufnahme des ersten Belastungsmotors und einer zweiten Motoraufnahme zur Aufnahme des zweiten Belastungsmotors, wobei eine erste Motorwelle des ersten Belastungsmotors und eine zweite Motorwelle des zwei- ten Belastungsmotors mit Wellen des Prüflings verbindbar sind, so dass die Wellen des Prüflings mit Drehmomenten und Drehzahlen beaufschlagbar sind. Der erfin- dungsgemäße Prüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass das Grundgestell einen U- förmigen Querschnitt aufweist, bei dem sich von einer Basis ein erster Schenkel und ein zweiter Schenkel nach oben abstrecken, wobei der erste Belastungsmotor mit einer Stirnseite an den ersten Schenkel des Grundgestells angebunden ist und der zweite Belastungsmotor mit einer Stirnseite an den zweiten Schenkel des Grundge- stells angebunden ist.
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 handeln. Vorteilhaft handelt es sich beim Prüfling jedoch um ein elektrisch angetriebenes Achsmodul für ein Kraftfahr- zeug, welche neben dem elektrischen Antriebsmotor ein Getriebe sowie zwei Rad- wellen umfasst.
Der erfindungsgemäße Prüfstand umfasst ein Grundgestell mit einer ersten Motor- aufnahme und einer zweiten Motoraufnahme sowie einen ersten und eine zweiten Belastungsmotor. Der erste Belastungsmotor ist über die erste Motoraufnahme mit dem Grundgestell verbunden und der zweite Belastungsmotor ist über die zweite Mo- toraufnahme mit dem Grundgestell verbunden.
Das Grundgestell besteht vorteilhaft zumindest teilweise aus einem besonders stei- fen Material wie beispielsweise einem Mineralguss, insbesondere mit einer metalli- schen Skelettstruktur.
Weiterhin weist das Grundgestell auch eine Prüflingsaufnahme auf, über welche ein zu prüfender Prüfling, insbesondere ein Achsmodul, mit dem Grundgestell verbunden werden kann. Der Prüfstand kann gleichermaßen zum Prüfen eines vollständigen An- triebsstrangs eines Kraftfahrzeugs oder auch nur zum Prüfen eines Bestandteils des Kraftfahrzeugantriebsstrangs, beispielsweise des Getriebes, ausgebildet sein.
Beim ersten und beim zweiten Belastungsmotor handelt es sich vorteilhaft jeweils 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. Jeder Belastungsmotor umfasst ein Motorgehäuse, welches den Belastungsmotor einhaust. Die Motorgehäuse sind beispielsweise zylinderförmig ausgebildet.
Die Motorgehäuse können auch eine Wasserkühlung aufweisen.
Der erste Belastungsmotor weist eine erste Motorwelle auf und der zweite Belas- tungsmotor weist eine zweite Motorwelle auf, welche jeweils mit einer Welle des Prüf- lings triebl ich verbindbar sind. Bei der bzw. den Wellen des Prüflings kann es sich wahlweise um Eingangswellen oder um Ausgangswellen des Prüflings handeln, ins- besondere um Radwellen eines Achsmoduls. Somit können vom ersten und vom zweiten Belastungsmotor erzeugte Drehmomente und Drehzahlen in den Prüfling eingeleitet werden, der Prüfling kann also mit diesen Drehmomenten und Drehzahlen beaufschlagt werden. Das Drehmoment und die Drehzahl stellen gemeinsam eine mechanische Leistung dar, mit welcher der Prüfling belastet werden kann.
Unter einer trieblichen Verbindung wird im Sinne der Erfindung eine mechanische Verbindung zur Übertragung von mechanischer Leistung verstanden. Durch die Defi- nition, dass die Motorwellen trieblich mit den Wellen des Prüflings verbunden sind bzw. verbindbar sind, ist jedoch nicht zwingend festgelegt, dass es eine unmittelbare mechanische Verbindung, insbesondere keine drehfeste Verbindung, zwischen der ersten bzw. zweiten Motorwelle und den Wellen des Prüflings geben muss. Vielmehr kann die triebliche Verbindung im Prinzip auch ein Getriebe, beispielsweise ein Pla- netengetriebe, oder eine einzelne Übersetzungsstufen oder sonstige Zwischenele- mente umfassen.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das Grundgestell einen U-förmigen Querschnitt aufweist, bei dem sich von einer Basis ein erster Schenkel und ein zwei- ter Schenkel nach oben abstrecken. Das Grundgestell ist dabei insbesondere einstü- ckig. Daraus ergibt sich eine vergleichsweise sehr hohe Steifigkeit des Grundge- stells, was das Auftreten von Schwingungen wirkungsvoll unterbindet.
Weiterhin ist erfindungsgemäß der erste Belastungsmotor mit einer Stirnseite an den ersten Schenkel des Grundgestells angebunden und der zweite Belastungsmotor mit einer Stirnseite an den zweiten Schenkel des Grundgestells angebunden. Die erste Motoraufnahme ist also am ersten Schenkel angeordnet und die zweite Motorauf- nahme ist entsprechend am zweiten Schenkel angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten und der zweiten Motoraufnahme jeweils um eine Flanschverbin- dung. Einen ersten Teil der Flanschverbindung stellt dabei die Stirnseite des jeweili- gen Belastungsmotors bzw. die Stirnseite des Gehäuses des jeweiligen Belastungs- motors dar und einen zweiten Teil der stellt die entsprechende Motoraufnahme dar. Daraus ergibt sich eine vergleichsweise große Anlagefläche des ersten Belastungs- motors sowie des zweiten Belastungsmotors an das Grundgestell. Dies wiederum führt ebenfalls zu einer vergleichsweise hohen Steifigkeit im Bereich der Aufnahmen der Elektromotoren, so dass im Bereich der Belastungsmotoren das Auftreten von Schwingungen wirkungsvoll unterbunden werden kann. Durch diese Art der Anbin- dung der Belastungsmotoren an das Grundgestell ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass erzeugte Drehmomente bzw. erzeugte Kräfte unmittelbar ins Grundgestell ein- geleitet werden können. Somit besteht ein klarer Kraftfluss. Bei der Stirnseite des ersten und des zweiten Belastungsmotors, mit der der erste und der zweite Belas- tungsmotor an das Grundgestell angebunden sind, handelt es sich bevorzugt um die sog. a-Seite der Belastungsmotoren.
Durch die Möglichkeit, den ersten und den zweiten Belastungsmotor über eine Flanschverbindung am Grundgestell anzuordnen, kann der erfindungsgemäße Prüf- stand zudem vergleichsweise einfach für unterschiedliche Belastungsintensitäten umgerüstet werden, indem Belastungsmotoren einer höheren oder niedrigeren Leis- tungsklasse am Grundgestell angeordnet werden. Vorteilhaft weisen alle Belastungs- motoren der unterschiedlichen Leistungsklassen eine vereinheitlichte Flanschschnitt- stelle auf.
Die Prüflingsaufnahme ist bevorzugt dazu ausgebildet, den Prüfling, insbesondere das Achsmodul, automatisiert aufzunehmen und über Haltemittel besonders steif zu arretieren. Die Haltemittel können beispielsweise als automatisiert betätigbare Klem- men ausgebildet sein, welche den Prüfling fest in die Prüflingsaufnahme klemmen. Die Prüflingsaufnahme ist dabei an der Basis des Grundgestelle angeordnet bzw. ein Teil des Basis des Grundgestells. Um eine möglichst große Steifigkeit der Prüflingsaufnahme gewährleisten zu können, ist diese - gegenüber im Stand der Technik bekannte Prüfständen - vorteilhaft nicht höhenverstellbar ausgebildet.
Die Erfindung beschreibt somit einen hochsteifen Prüfstand zum Prüfen eines An- triebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem der zu prüfende Prüfling auch bei sehr hohen Drehzahlen von über 15.000 U/min betrieben werden kann, ohne dass den Prüfdurchlauf störende Schwingungen auftreten. Insbesondere bei einem elektri- schen Achsmodul als Prüfling sind Drehzahlen des Antriebsmotors des Achsmoduls von über 15.000 ll/min nicht unüblich, was bei bekannten Prüfständen jedoch regel- mäßig zum Auftreten von den Prüfdurchlauf störenden Schwingungen führt. Durch das Getriebe des Achsmoduls wird typischerweise eine Drehzahluntersetzung er- reicht, so dass die radwellen des Achsmoduls in der Regel noch Drehzahlen von etwa 2.000 U/min bis etwa 2.500 U/min erfahren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Belastungsmotor und der zweite Belastungsmotor jeweils als permanenter- regte Synchronmotoren mit wenigstens zwölf magnetischen Polpaaren ausgebildet sind. Derartige Synchronmotoren sind auch als sog. Synchro-Torque-Motoren be- kannt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Belastungsmotor vergleichsweise kompakt und insbesondere axial kurz und langsamdrehend ausgebildet sein kann, dabei aber ein hohes Drehmoment zur Verfügung stellen kann. Insbesondere können der erste und der zweite Belastungsmotor Drehzahlen von bis zu 3.000 U/min bereit- stellen.
Durch die beschriebene Flanschanbindung und die axial kompakten Torque-Motoren ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass der gesamte Prüfstand vergleichsweise sehr viel kleiner und kompakter als im Stand der Technik üblich ausfällt und somit auch deutlich kostengünstiger ist.
Vorteilhaft ist jedem Belastungsmotor ein eigener Inverter zugeordnet. Der Inverter ist beispielweise dreiphasig ausgebildet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass die erste Motorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine erste Transferwelle drehfest angeordnet ist und dass die zweite Motorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine zweite Transferwelle drehfest angeordnet ist. Über die erste bzw. zweite Transferwelle wird dann vorzugsweise die Triebverbindung zwi- schen den Motorwellen und den Wellen des Prüflings hergestellt, d.h. die Transfer- wellen sind sowohl drehfest mit den Wellen des Prüflings verbindbar, beispielsweise über eine Steckverzahnung, als auch drehfest mit den Hohlwellen der Belastungsmo- toren, beispielsweise ebenfalls über eine Steckverzahnung, über eine Flanschverbin- dung oder über geeignetes Verbindungselement.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass die erste Transferwelle über einen ersten Drehmomentsensor drehfest mit der ersten Motorwelle verbunden ist und dass die zweite Transferwelle über einen zweiten Drehmomentsensor drehfest mit der zweiten Motorwelle verbunden ist. Der erste Drehmomentsensor bzw. der zweite Drehmomentsensor stellen also jeweils ein Verbindungselement dar, über welches die jeweils erste Motorwelle und die zweite Motorwelle, welche ja als Hohlwellen ausgebildet sind, mit der ersten bzw. zweiten Transferwelle im inneren der jeweiligen Hohlwelle drehfest verbunden sind. Dadurch wird das vom ersten Belastungsmotor bereitgestellte Drehmoment also vollständig über den ersten Drehmomentsensor geführt und entsprechend das vom zweiten Be- lastungsmotor bereitgestellte Drehmoment also vollständig über den zweiten Dreh- momentsensor geführt. Die Drehmomentsensoren stellen also nicht nur die Triebver- bindung zwischen der jeweiligen Hohlwelle und der zugehörigen Transferwelle dar, sondern erfassen auch das bereitgestellte Drehmoment vollständig. Durch diese An- ordnung der Drehmomentsensoren kann weiterhin der kompakte Aufbau des Prüf- stands unterstützt werden.
Der erste und der zweite Drehmomentsensor umfassen bevorzugt jeweils ein oder mehrere kraftsensitive Elemente, insbesondere einen oder mehrere Dehnmessstrei- fen, welche zunächst eine am kraftsensitiven Element wirkende Kraft bzw. an den mehreren kraftsensitiven Elementen wirkenden Kräfte erfassen. Über die Geometrie der Drehmomentsensoren kann dann aus der erfassten Kraft bzw. den erfassten Kräften das jeweils wirkende Drehmoment bestimmt werden.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vor- gesehen, dass der erste Drehmomentsensor an einer dem Prüfling abgewandten Stirnseite des ersten Belastungsmotors angeordnet ist und/oder dass der zweite Drehmomentsensor an einer dem Prüfling abgewandten Stirnseite des zweiten Be- lastungsmotors angeordnet ist. Das bedeutet also, dass der erste Drehmoments- ensor an der sog. b-Seite des ersten Belastungsmotors angeordnet ist und der zweite Drehmomentsensor entsprechend an der b-Seite des zweiten Belastungsmo- tors angeordnet ist.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der erste Drehmomentsensor an einer dem Prüfling zugewandten Stirn- seite des ersten Belastungsmotors angeordnet ist und/oder dass der zweite Drehmo- mentsensor an einer dem Prüfling zugewandten Stirnseite des zweiten Belastungs- motors angeordnet ist. In diesem Fall sind der erste und der zweite Drehmoments- ensor also an der sog. a-Seite des ersten bzw. zweiten Belastungsmotors angeord- net. Somit sind die Drehmomentsensoren, über welche der Kraftfluss von den Motor- wellen zu den Transferwelle erfolgt, vergleichsweise nahe an den Wellen des Prüf- lings angeordnet.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass auch jeweils eine Drehzahl des ersten Belas- tungsmotors und des zweiten Belastungsmotors erfasst wird, beispielsweise über de- ren Ansteuerelektronik, insbesondere über deren Inverter. Aus der bekannten Dreh- zahl und dem bekannten Drehmoment kann dann beispielsweise die mechanische Leistung, mit welcher der Prüfling beaufschlagt wird, bestimmt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass die erste Motorwelle an ihrer dem Prüfling abgewandten Stirnseite mittels einer ersten Wandung verschlossen ist, wobei die erste Wandung eine erste Lage- rung für die erste Transferwelle aufweist und/oder dass die zweite Motorwelle an ih- rer dem Prüfling abgewandten Stirnseite mittels einer zweiten Wandung verschlossen ist, wobei die zweite Wandung eine zweite Lagerung für die zweite Transferwelle aufweist. Die erste bzw. die zweite Hohlwelle weisen somit ein ver- schlossenes Axialende auf, wobei die das jeweilige Axialende verschließende Wan- dung eine Lagerung aufweist. Diese Lagerung wiederum ist dazu ausgebildet, die erste bzw. zweite Transferwelle drehbar und möglichst kraftfrei zu lagern. Somit sind die Transferwellen zuverlässig in den Hohlwellen gelagert, ohne dabei den Kraftfluss über den ersten bzw. zweiten Drehmomentsensor zu beeinträchtigen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass die erste Transferwelle eine erste äußere Hohlwelle umfasst, in welcher axial verschieblich und drehfest ein erster innerer Transferschaft angeordnet ist und dass die zweite Transferwelle eine zweite äußere Hohlwelle umfasst, in welcher axial verschieblich und drehfest ein zweiter innerer Transferschaft angeordnet ist. Die erste bzw. zweite Transferwelle, bestehend aus äußerer Hohlwelle und innerem Transferschaft, ist somit eine längenverstellbare Welle, die auf einfache Weise an die jeweils erforderliche Länge zum Herstellen der Verbindung mit den Andockstellen der entsprechenden Wellen, beispielsweise der Radwellen, des Prüflings angepasst wer- den kann. Die Längenverstellung erfolgt auf einfache Weise, indem der Transfer- schaft soweit aus der äußeren Hohlwelle ausgefahren wird, bis die Verbindung her- stellbar ist. Somit ist der Prüfstand schnell und flexibel an unterschiedliche Prüflinge anpassbar.
Durch die axiale Verschiebbarkeit des ersten bzw. zweiten Transferschafts in der ers- ten bzw. zweiten äußeren Hohlwelle kann somit die Gesamtlänge der ersten bzw. zweiten Transferwelle verändert werden, um die Verbindung zum Prüfling für einen Prüfvorgang herzustellen und nach dem Prüfvorgang den Prüfling wieder freizuge- ben.
Der erste bzw. zweite Transferschaft kann beispielsweise über eine Steckverzah- nung oder eine andere Formschlussverbindung axial verschieblich und dabei dreh- fest in der ersten bzw. zweiten äußeren Hohlwelle angeordnet sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der erste Transferschaft in der ersten äußeren Hohlwelle mittels eines ers- ten Aktuators automatisiert axial verschieblich ist und dass der zweite Transferschaft in der zweiten äußeren Hohlwelle mittels eines zweiten Aktuators automatisiert axial verschieblich ist.
Daraus ergibt sich gegenüber den bekannten Prüfständen der weitere Vorteil, dass erfindungsgemäß nicht der vollständige erste bzw. zweite Belastungsmotor an den Prüfling zugestellt werden muss, sondern lediglich die erste bzw. zweite Transfer- welle axial bis zum Prüfling ausgefahren wird. Dies vereinfacht den Aufbau des Prüf- stands gegenüber bekannten Prüfständen. Insbesondere können daher auch die Montage und die Ausrichtung der Verkabelung des ersten bzw. zweiten Belastungs- motors vergleichsweise einfacher erfolgen.
Bei dem ersten bzw. dem zweiten Aktuator kann es sich beispielsweise um einen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Aktuator handeln, insbeson- dere um eine elektrisch betätigbare Gewindestange oder um ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Zylinder-Kolben-Aggregat.
Der erste bzw. zweite Aktuator kann bevorzugt ganz oder teilweise in der als Hohl- welle ausgebildeten ersten bzw. zweiten Motorwelle angeordnet sein, insbesondere im Bereich der b-Seite des ersten bzw. zweiten Belastungsmotors. Ganz besonders vorteilhaft ist die Anordnung eines als pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Ak- tuoators in der Motorwelle im Bereich der b-Seite, wenn zudem die b-Seite mittels der ersten bzw. zweiten Wandung verschlossen ist. Das Volumen innerhalb der äu- ßeren Hohlwelle der ersten bzw. zweiten Transferwelle und der ersten bzw. zweiten Wandung kann bei entsprechender Abdichtung nämlich vorteilhaft als Arbeitsraum eines entsprechenden Zylinder-Kolben-Aggregat verwendet werden.
Alternativ bevorzugt kann der erste bzw. zweite Aktuator auch einen ersten bzw. zweiten Schlitten umfassen, der beispielsweise im Bereich zwischen dem ersten Be- lastungsmotor und dem Prüfling bzw. im Bereich zwischen dem zweiten Belastungs- motor und dem Prüfling angeordnet ist. Der erste Schlitten kann dann die erste Transferwelle greifen und axial verschieben und der zweite Schlitten kann entspre- chend die zweite Transferwelle greifen und axial verschieben. Der erste bzw. zweite Schlitten kann beispielsweise durch Betätigung eines bereits beschriebenen Zylinder- Kolben-Aggregats oder einer elektrisch betätigbaren Gewindestange bewegt werden.
Besonders bevorzugt ist dem Zylinder-Kolben-Aggregat zudem eine mechanische Rückstellfeder zugeordnet, welche das Zylinder-Kolben-Aggregat in eine Ausgangs- position drängt. Durch pneumatische bzw. hydraulische Druckbeaufschlagung kann das Zylinder-Kolben-Aggregat dann entgegen der Rückstellkraft betätigt werden.
Somit kann der Prüfling vorteilhaft nicht nur automatisiert der Prüflingsaufnahme zu- geführt und auf dieser angeordnet werden, sondern darüber hinaus können die An- dockstellen an den Wellen des Prüflings auch automatisiert mit dem ersten und dem zweiten Belastungsmotor triebverbunden werden. Dadurch eignet sich der Prüfstand besonders zum automatisierten und schnellen Testen einer Vielzahl von Prüflingen, beispielsweise Achsmodulen, unmittelbar nach deren Herstellung. Vorteilhaft wird kein Bedienungspersonal benötigt, um den Prüfling auf der Prüflingsaufnahme anzu- ordnen und um die Verbindung zwischen den Belastungsmotoren und den Andock- stellen an den Wellen des Prüflings herzustellen.
Vorteilhaft kann die jeweils erforderliche Länge nach der prüflingsindividuellen An- passung der Länge der ersten bzw. zweiten Transferwelle fixiert werden, beispiels- weise durch eine Klemmvorrichtung, welche den entsprechenden Transferschaft ge- gen die äußere Hohlwelle verklemmt.
Am Ende der Transferwelle ist bevorzugt eine Steckverbindung angeordnet, über welche die Triebverbindung zu den Wellen des Prüflings hergestellt werden kann.
Besonders vorteilhaft weist die erste Transferwelle an ihrem dem Prüfling zugewand- ten axialen Endstück ein erstes Adapterstück auf und die zweite Transferwelle weist an ihrem dem Prüfling zugewandten axialen Endstück ein zweites Adapterstück auf. Die Triebverbindung zum Prüfling wird dann vorteilhaft entsprechend über das erste bzw. zweite Adapterstück hergestellt. Das erste bzw. zweite Adapterstück weist dazu an seinem der ersten bzw. zweiten Transferwelle zugewandten axialen Ende beispielsweise eine Flanschverbindung auf. Über die Flanschverbindung kann dann eine drehfeste Verbindung zur ersten bzw. zweiten Transferwelle hergestellt werden. Das dem Prüfling zugewandte axiale Ende des ersten bzw. zweiten Adapterstücks hingegen ist prüflingsindividuell ausge- bildet und beispielsweise als Steckverzahnung ausgebildet, so dass es auf einfache Weise in eine entsprechende Gegenverzahnung des Prüflings eingefahren werden kann. Somit kann der Prüfstand durch Austausch der Adapterstücke auf einfache Weise und sehr schnell an unterschiedliche Prüflingsarten angepasst werden. Die entstehenden Rüstzeiten sind vergleichsweise gering.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand ein erstes Modul zur Vertikaljustage des ersten Belastungs- motors aufweist und ein zweites Modul zur Vertikaljustage des zweiten Belastungs- motors aufweist. Das erste bzw. zweite Modul zur Vertikaljustage kann beispiels- weise dazu ausgebildet sein, die erste bzw. zweite Motoraufnahme elektrisch oder hydraulisch vertikal zu verstellen. Somit kann über das erste bzw. zweite Modul zur Vertikaljustage auf einfache Weise und weitgehend automatisiert eine vertikale Aus- richtung des ersten bzw. zweiten Belastungsmotors zu den Wellen des Prüflings er- folgen. Das erste bzw. zweite Modul zur Vertikaljustage ist dabei vorteilhaft jeweils an der ersten bzw. zweiten Motoraufnahme angeordnet, so dass die erste bzw. zweite Motoraufnahme mitsamt dem ersten bzw. zweiten Belastungsmotor gegenüber dem Grundgestell vertikal verstellbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand ein erstes Modul zur Horizontaljustage des ersten Belas- tungsmotors aufweist und ein zweites Modul zur Horizontaljustage des zweiten Be- lastungsmotors aufweist. Auch das erste bzw. zweite Modul zur Horizontaljustage können vorteilhaft dazu ausgebildet sein, die erste bzw. zweite Motoraufnahme elektrisch oder hydraulisch zu verstellen, jedoch horizontal.
Das erste bzw. zweite Modul zur Horizontaljustage ist bevorzugt ebenfalls an der ers- ten bzw. zweiten Motoraufnahme angeordnet, insbesondere an das erste bzw. zweite Modul zur Horizontaljustage anliegend, so dass die erste bzw. zweite Motorauf- nahme zusammen mit dem ersten bzw. zweiten Belastungsmotor gegenüber dem Grundgestell vertikal und horizontal verstellbar sind. In diesem Fall können das erste bzw. zweite Modul zur Horizontaljustage dazu ausgebildet sein, eine eindimensionale Verstellbarkeit entlang einer horizontalen Geraden, welche senkrecht zu einer Längs- achse des Prüfstands ist, zu ermöglichen.
Alternativ bevorzugt ist es vorgesehen, dass ein erstes und/oder zweites Modul zur Horizontaljustage zwischen dem ersten und/oderzweiten Schenkel und der Basis des Grundgestells angeordnet ist, so dass der erste Schenkel und/oder der zweite Schenkel gegenüber dem Grundgestell verstellt werden kann. In diesem Fall können das erste bzw. zweite Modul zur Horizontaljustage dazu ausgebildet sein, eine zwei- dimensionale Verstellbarkeit in einer horizontalen Ebene zu ermöglichen.
Da somit die ggf. erforderliche Höhenverstellbarkeit zur Herstellung einer Triebver- bindung zwischen den Belastungsmotoren und dem Prüfling im Bereich der Belas- tungsmotoren erfolgt ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Voraussetzungen für Schwingungs- und Akustikuntersuchungen. Da der Prüfling in der Regel, beispielsweise in einer Ausbildungsform als Achsmodul, wie eingangs er- wähnt sehr hohe Motordrehzahlen von über 15.000 U/min aufweisen kann, kann er die Prüflingsaufnahme prinzipiell breitbandig zu Schwingungen anregen. Indem die Prüflingsaufnahme - wie erfindungsgemäß vorgesehen - jedoch nicht verstellbar und somit sehr steif ausgebildet ist und insbesondere sehr steif an die Basis des Grundgestells angebunden ist, kann hier das Auftreten von Schwingungen weitge- hend vermieden werden. Stattdessen sind vorteilhaft die Belastungsmotoren vertikal und horizontal zur Ausrichtung auf den Prüfling verstellbar, da hier lediglich Drehzah- len von regelmäßig nicht mehr als 2.500 U/min auftreten.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Baukastensystem zum einfachen Herstellen eines prüflingsangepassten Prüfstands, umfassend mindestens einen ersten Belastungs- motor und einen zweiten Belastungsmotor aus jeweils einer gemeinsamen Leistungs- klasse sowie mindestens einen ersten Inverter und eine zweiten Inverter aus jeweils einer gemeinsamen Leistungsklasse, wobei die gemeinsame Leistungsklasse des mindestens ersten und zweiten Inverters der Leistungsklasse des mindestens ersten und zweiten Elektromotors entspricht, Grundgestell, und/oder ein erstes Modul zur Vertikaljustage sowie ein zweites Modul zur Vertikaljustage und/oder ein erstes Mo- dul zur Horizontaljustage sowie ein zweites Modul zur Horizontaljustage sowie eine Vielzahl unterschiedlicher Adapterstücke.
Das Baukastensystem erlaubt somit das Herstellen eines erfindungsgemäßen Prüf- stands und umfasst daher alle Bestandteile des erfindungsgemäßen Prüfstands. Dar- über hinaus umfasst das Baukastensystem ggf. mehrere erste und zweite Belas- tungsmotoren sowie mehrere erste und zweite Inverter, die jeweils paarweise einer Leistungsklasse zugeordnet sind. Dadurch können beispielsweise abhängig vom zu prüfenden Prüfling leistungsstärkere oder leistungsschwächere Belastungsmotoren an den Motoraufnahmen des Grundgestells angeordnet werden und über jeweils an die Leistungsklassen der Belastungsmotoren angepasste Inverter angesteuert wer- den. Ebenfalls umfasst das Baukastensystem auch eine Vielzahl von prüflingsspezifi- schen Adapterstücken, so dass der Prüfstand an eine Vielzahl unterschiedlicher Prüf- linge mit insbesondere unterschiedlichen Wellen bzw. Andockstellen angepasst wer- den kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausfüh- rungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines er- findungsgemäßen Prüfstands für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeugs,
Fig. 2 den Prüfstand der Fig. 1 , jedoch mit zwei identischen Belastungsmoto- ren,
Fig. 3 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, Fig. 4 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungs- form eines erfindungsgemäßen Prüfstands für einen Antriebsstrang ei- nes Kraftfahrzeugs,
Fig. 6 einen maßstabsgetreuen Größenvergleich zwischen einem erfindungs- gemäßen Prüfstand und einem im Stand der Technik bekannten und weit verbreiteten Prüfstand und
Fig. 7 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines ers- ten Aktuators zum automatisierten Verschieben des ersten Transfer- schafts axial in der ersten äußeren Hohlwelle der ersten Transferwelle.
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 eine mögliche Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Prüfstands 100 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (in Fig.
1 nicht dargestellt). Der Prüfstand 100 umfasst einen ersten Belastungsmotor 110, einen zweiten Belastungsmotor 120 und ein Grundgestell 130 mit einer Prüflingsauf- nahme 131 zur Aufnahme eines Prüflings 140.
Das Grundgestell 130 weist dabei, wie in Fig. 1 zu sehen ist, einen U-förmigen Quer- schnitt auf, bei dem sich von einer Basis 134 ein erster Schenkel 135 und ein zweiter Schenkel 136 nach oben abstrecken.
Bei dem Prüfling 140 handelt es sich beispielsgemäß um ein elektrisches Achsmo- dul, das neben einem elektrischen Antriebsmotor auch ein Getriebe und zwei Rad- wellen umfasst.. Der Prüfling 140 ist auf der Prüflingsaufnahme 131 montiert. Die Prüflingsaufnahme 131 ist fest und damit sehr steif an die Basis 134 des Grundge- stells 130 angebunden.
Der erste Belastungsmotor 110 und der zweite Belastungsmotor 120 sind jeweils als Elektromotor ausgebildet. Beispielsgemäß handelt es sich beim ersten Belastungs- motor 110 und beim zweiten Belastungsmotor 120 um permanenterregte Synchron- motoren mit jeweils zwölf magnetischen Polpaaren. Derartige Synchronmotoren sind auch als sog. Synchro-Torque-Motoren bekannt. Wie zu sehen ist, sind der erste Be- lastungsmotor 110 und der zweite Belastungsmotor 120 dadurch vergleichsweise kompakt und axial kurz ausgebildet. Dennoch können sie ein vergleichsweise hohes Drehmoment zur Verfügung stellen.
Das Grundgestell 130 weist weiterhin eine erste Motoraufnahme 132 zur Aufnahme des ersten Belastungsmotors 110 und eine zweite Motoraufnahme 133 zur Auf- nahme des zweiten Belastungsmotors 120 auf. Beispielsgemäß handelt es sich bei der ersten Motoraufnahme 132 und der zweiten Motoraufnahme 133 jeweils um eine Flanschverbindung, über die der erste Belastungsmotor 110 mit seiner dem Prüfling 140 zugewandten Stirnseite, der sog. a-Seite, an das Grundgestell 130 angeflanscht ist. Auch bei der zweiten Motoraufnahme 133 handelt es sich beispielsgemäß um eine Flanschverbindung, über die der zweite Belastungsmotor 110 analog zum ers- ten Belastungsmotor 110 mit seiner dem Prüfling 140 zugewandten Stirnseite, der sog. a-Seite, an das Grundgestell 130 angeflanscht ist. Der erste Belastungsmotor 110 ist dabei über die erste Motoraufnahme 132 am ersten Schenkel 135 angeordnet und der zweite Belastungsmotor 120 ist über die zweite Motoraufnahme 133 am zweiten Schenkel 136 angeordnet.
Eine erste Motorwelle 111 des ersten Belastungsmotors 110 ist beispielsgemäß als Hohlwelle 111 ausgebildet ist, in welcher eine erste Transferwelle 112 angeordnet ist und ebenso ist eine zweite Motorwelle 121 des zweiten Belastungsmotors 120 bei- spielsgemäß als Hohlwelle 121 ausgebildet ist, in welcher entsprechend eine zweite Transferwelle 122 angeordnet ist. Die erste T ransferwelle 112 ist dabei über einen ersten Drehmomentsensor 113 drehtest und axialfest mit der ersten Motorwelle 111 verbunden. Da somit das vom ersten Belastungsmotor 110 bereitgestellte Drehmoment über den ersten Drehmo- mentsensor 113 geführt wird, kann über den ersten Drehmomentsensor 113 jederzeit das vom ersten Belastungsmotor 110 erzeugte Drehmoment zuverlässig erfasst wer- den.
Die zweite Transferwelle 122 ist in gleicher Weise über einen zweiten Drehmoments- ensor 123 drehfest und axialfest mit der zweiten Motorwelle 121 verbunden. Da auch in diesem Fall also das vom zweiten Belastungsmotor 120 bereitgestellte Drehmo- ment über den zweiten Drehmomentsensor 123 geführt wird, kann über den zweiten Drehmomentsensor 123 das vom zweiten Belastungsmotor 120 erzeugte Drehmo- ment erfasst werden.
Um unterschiedliche, aber gleichermaßen geeignete Ausbildungsformen der Belas- tungsmotoren 110, 120 für den Prüfstand 100 zu veranschaulichen, unterscheiden sich der erste Belastungsmotor 110 und der zweite Belastungsmotor 120 in Fig. 1 voneinander. Wie zu sehen ist, ist der erste Drehmomentsensor 113 an einer dem Prüfling 140 abgewandten Stirnseite des ersten Belastungsmotors 110 angeordnet, der sog. b-Seite, wohingegen der zweite Drehmomentsensor 123 an einer dem Prüf- ling 140 zugewandten Stirnseite, der sog. a-Seite, des zweiten Belastungsmotors 120 angeordnet ist. Demensprechend umfasst die zweite Motoraufnahme 133 einen kragenartigen Vorsprung 137, um Raum für den zweiten Drehmomentsensor 123 zu schaffen. Der Vorsprung weist in diesem Fall die Flanschanbindung auf, mittels der der zweite Belastungsmotor mit dem Grundgestell 130 verbunden ist.
Da beim zweiten Belastungsmotor 120 der zweite Drehmomentsensor 123 auf der a- Seite des zweiten Belastungsmotors 120 angeordnet ist, kann die als Hohlwelle aus- gebildete erste Motorwelle 121 an ihrer dem Prüfling 140 abgewandten Stirnseite, der b-Seite, mittels einer zweiten Wandung 124 verschlossen sein. Dadurch ergibt sich beispielsgemäß die Möglichkeit, die zweite Transferwelle 122 über eine zweite Lagerung 125 in der zweiten Wandung 124 drehbar zu lagern. Selbstverständlich kann die zweite Wandung auch vorgesehen sein, ohne gleichzeitig die zweite Lage- rung vorzusehen.
Die erste Transferwelle 112 umfasst zudem eine erste äußere Hohlwelle 112‘, in wel- cher axial verschieblich und drehfest ein erster innerer Transferschaft 112“ angeord- net ist. Ebenso umfasst die zweite Transferwelle 122 eine zweite äußere Hohlwelle 122‘, in welcher axial verschieblich und drehfest ein zweiter innerer Transferschaft 122“ angeordnet ist.
Die dem Prüfling 140 zugewandten axialen Enden des ersten inneren Transfer- schafts 112“ sowie des zweiten inneren Transferschafts 122“ können dann über ein erstes prüflingsspezifische Adapterstück 116 bzw. über ein zweites prüflingsspezifi- sches Adapterstück 126 mit Wellen des Prüflings 140 trieblich verbunden werden, beispielsgemäß mit zwei Abtriebswellen des Prüflings 140. Somit können die Wellen des Prüflings 140 mit Drehmomenten und Drehzahlen beaufschlagt werden.
Das erste und das zweite Adapterstück 116, 126 weist an ihrem der ersten bzw. zweiten Transferwelle 112, 122 zugewandten axialen Ende beispielsweise eine Flanschverbindung auf. Über die Flanschverbindung kann dann eine drehfeste Ver- bindung zur ersten bzw. zweiten Transferwelle 112, 122 hergestellt werden. Das dem Prüfling 140 zugewandte axiale Ende des ersten bzw. zweiten Adapterstücks 116, 126 hingegen ist prüflingsindividuell ausgebildet und beispielsweise als Steckverzah- nung ausgebildet, so dass es auf einfache Weise in eine entsprechende Gegenver- zahnung des Prüflings 140 eingefahren werden kann.
Da die erste Transferwelle 112 und die zweite Transferwelle 122 jeweils aus einer äußeren Hohlwelle 112‘, 122‘ und einem in der äußeren Hohlwelle 112‘, 122‘ axial verschieblich angeordneten ersten bzw. zweiten Transferschaft 112“, 122“ beste- hen, können der erste Transferschaft 112“ und der zweite Transferschaft 122“ axial an den Prüfling 140 bzw. die entsprechenden Andockstellen des Prüflings 140 zuge- stellt werden. Beispielsgemäß können der erste Transferschaft 112“ und der zweite Transferschaft 122“in der ersten bzw. zweiten äußeren Hohlwelle 112, 122 mittels eines ersten Ak- tuators sowie eines zweiten Aktuators (beide nicht dargestellt in Fig. ^automatisiert axial verschoben werden. Bei dem ersten und dem zweiten Aktuator handelt es sich beispielsgemäß um pneumatisch betätigbare Aktuatoren, welche jeweils ein mit Druckluft beaufschlagbares Zylinder-Kolben-Aggregat sowie eine der Druckluftbeauf- schlagung entgegenwirkende mechanische Rückstellfeder aufweisen.
Fig. 2 zeigt den Prüfstand 100 der Fig. 1 , jedoch mit zwei identischen Belastungsmo- toren 110 und 120, d.h. der erste Belastungsmotor 110 ist identisch zum zweiten Be- lastungsmotor 120. Beispielsgemäß entsprechen der erste und der zweite Belas- tungsmotor 110, 120 der Fig. 2 dem ersten Belastungsmotor 110 der Fig. 1 .
In der Darstellung der Fig. 2 ist der erste Belastungsmotor 110 über das erste prüf- lingsspezifische Adapterstück 116 mit einer Welle des Prüflings 140 trieblich verbun- den. Ebenso ist der zweite Belastungsmotor 120 über das zweite prüflingsspezifische Adapterstück 126 mit einer Welle des Prüflings 140 trieblich verbunden.
Die triebliche Verbindung kann, wie beschrieben, vergleichsweise einfach und vor al- lem automatisiert hergestellt werden, da der erste innere Transferschafts 112“ sowie der zweite innere Transferschafts 121“ zwar jeweils drehfest, aber axial beweglich in der ersten äußere Hohlwelle 112‘ bzw. in der zweiten äußeren Hohlwelle 122‘ ange- ordnet sind und mittels des ersten bzw. zweiten Aktuators an den Prüfling 140 zuge- stellt werden können.
Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeugs (in Fig. 3 nicht dargestellt).
Der Prüfstand 100 der Fig. 3 unterscheidet sich vom Prüfstand 100 der Fig. 2 dadurch, dass der Prüfstand 100 ein erstes Modul 117 zur Vertikaljustage des ersten Belastungsmotors 110 aufweist und ein zweites Modul 127 zur Vertikaljustage des zweiten Belastungsmotors 120 aufweist. Das erste Modul 117 zur Vertikaljustage und das zweite Modul 127 zur Vertikaljus- tage weisen beispielsgemäß jeweils einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) elektrischen Antrieb auf auf, über welche jeweils eine vertikale Verstellung des ersten bzw. zwei- ten Belastungsmotors 110, 120 zu den Wellen des Prüflings 140 erfolgen kann.
Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeugs (in Fig. 4 nicht dargestellt).
Der Prüfstand 100 der Fig. 4 unterscheidet sich vom Prüfstand 100 der Fig. 3 dadurch, dass der Prüfstand 100 neben dem erstes Modul 117 zur Vertikaljustage und dem zweiten Modul 127 zur Vertikaljustage auch ein erstes Modul 118 zur Hori- zontaljustage des ersten Belastungsmotors 110 sowie ein zweites Modul 128 zur Ho- rizontaljustage des zweiten Belastungsmotors 120 aufweist.
Wie zu sehen ist, ist das erste Modul 118 zur Vertikaljustage zwischen dem ersten Schenkel 135 und der Basis134 des Grundgestells 130 angeordnet. Beispielsgemäß ermöglicht das erste Modul 118 zur Vertikaljustage eine zweidimensionale Verstell- barkeit in einer horizontalen Ebene. In analoger Weise ist das zweite Modul 128 zur Vertikaljustage zwischen dem zweiten Schenkel 136 und der Basis134 des Grundge- stells 130 angeordnet. Beispielsgemäß ermöglicht auch das zweite Modul 128 zur Vertikaljustage eine zweidimensionale Verstellbarkeit in einer horizontalen Ebene. Auch das erste und das zweite Modul 118, 128 zur Vertikaljustage weist jeweils ei- nen (in Fig. 1 nicht dargestellten) elektrischen Antrieb auf, über welche jeweils eine horizontale Verstellung des ersten bzw. zweiten Belastungsmotors 110, 120 zu den Wellen des Prüflings 140 erfolgen kann. Somit ist es auch nicht erforderlich, die Höhe der Prüflings 140 bzw. die Höhe der Prüflingsaufnahme 131 zu verstellen.
Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeugs (in Fig. 5 nicht dargestellt).
Der Prüfstand 100 der Fig. 5 unterscheidet sich vom Prüfstand 100 der Fig. 4 durch die Anordnung des ersten Moduls 118 zur Horizontaljustage des ersten Belastungsmotors 110 sowie des zweiten Moduls 128 zur Horizontaljustage des zweiten Belastungsmotors 120. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind das erste und das zweite Modul 118, 128 zur Horizontaljustage nämlich an der ersten bzw. zweiten Motoraufnahme 132, 133 angeordnet, wie auch das erste und das zweite Modul 117, 127 zur Vertikaljustage.
Fig. 6 zeigt einen maßstabsgetreuen Größenvergleich zwischen einem erfindungsge- mäßen Prüfstand 100 und einem im Stand der Technik bekannten und weit verbreite- ten Prüfstand 200. Wie zu sehen ist, ist der erfindungsgemäße Prüfstand 100 deut- lich kompakter als der bekannte Prüfstand 200. Dadurch ergeben sich neben den re- duzierten Stellflächenanforderungen auch deutliche Kostenvorteile.
Fig. 7 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines ers- ten Aktuators 150 zum automatisierten Verschieben des ersten Transferschafts 112“ axial in der ersten äußeren Hohlwelle 112' der ersten Transferwelle 112. Beispielsge- mäß umfasst der erste Aktuator 150 einen Greifer 151 , der im oberen Bereich gabel- förmig ausgebildet ist und den ersten Transferschaft 112“ axial führen kann. Dazu weist der erste Transferschaft 112“ beispielsgemäß zwei radial umlaufende Kragen auf, zwischen denen das gabelförmige Ende des Greifers 151 axial gefangen ist. Der Greifer 151 wiederum ist auf einem Schlitten152 angeordnet, der beispielsgemäß mittels einer pneumatischen Betätigung in Richtung des Prüflings 140 (links in Fig. 7) verschoben werden kann und bei nachlassender Betätigung mittels einer Rückstellfe- der (nicht dargestellt in Fig.7) vom Prüfling 140 wieder entfernt wird (rechts in Fig. 7). Der in Fig. 7 gezeigte Aktuator 150 ist im Bereich zwischen dem ersten Belastungs- motor 110 und dem Prüfling 140 angeordnet.
Bezuqszeichen
100 Prüfstand
110 erster Belastungsmotor
111 erste Motorwelle
112 erste Transferwelle
112‘ erste äußere Hohlwelle
112“ erster innerer Transferschaft
113 erster Drehmomentsensor
116 erste prüflingsspezifische Adapterwelle
117 erstes Modul zur Vertikaljustage
118 erstes Modul zur Horizontaljustage
120 zweiter Belastungsmotor
122 zweite Transferwelle
122‘ zweite äußere Hohlwelle
122“ zweiter innerer Transferschaft
123 zweiter Drehmomentsensor
124 zweite Wandung
125 zweite Lagerung
126 zweite prüflingsspezifische Adapterwelle
127 zweites Modul zur Vertikaljustage
128 zweites Modul zur Horizontaljustage
130 Grundgestell
131 Prüflingsaufnahme
132 erste Motoraufnahme
133 zweite Motoraufnahme
134 Basis des Grundgestell s
135 erster Schenkel des Grundgestells
136 zweiter Schenkel des Grundgestells 137 Vorsprung
140 Prüfling
150 erster Aktuator
151 Greifer
152 Schlitten
200 Prüfstand

Claims

Patentansprüche
1 . Prüfstand (100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Belastungsmotor (110), einen zweiten Belastungsmotor (120) und ein Grundgestell (130) mit einer Prüflingsaufnahme (131 ) zur Aufnahme ei- nes Prüflings (140) sowie mit einer ersten Motoraufnahme (132) zur Aufnahme des ersten Belastungsmotors (110) und einer zweiten Motoraufnahme (133) zur Auf- nahme des zweiten Belastungsmotors (120), wobei eine erste Motorwelle (111 ) des ersten Belastungsmotors (110) und eine zweite Motorwelle (121 ) des zweiten Belastungsmotors (120) mit Wellen des Prüf- lings (140) verbindbar sind, so dass die Wellen des Prüflings (140) mit Drehmomen- ten und Drehzahlen beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgestell (130) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, bei dem sich von einer Basis ein erster Schenkel (135) und ein zweiter Schenkel (136) nach oben abstrecken, wobei der erste Belastungsmotor (110) mit einer Stirnseite an den ersten Schenkel (135) des Grundgestells (130) angebunden ist und der zweite Belastungsmotor (120) mit einer Stirnseite an den zweiten Schenkel (136) des Grundgestells (130) angebun- den ist.
2 Prüfstand (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Belastungsmotor (110) und der zweite Be- lastungsmotor (120) jeweils als permanenterregte Synchronmotoren mit wenigstens zwölf magnetischen Polpaaren ausgebildet sind.
3. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motorwelle (111 ) als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine erste Transferwelle (112) drehfest angeordnet ist und dass die zweite Motorwelle (121) als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine zweite Transferwelle (122) drehfest angeordnet ist
4. Prüfstand (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Transferwelle (112) über einen ersten Dreh- momentsensor (113) drehfest mit der ersten Motorwelle (111 ) verbunden ist und dass die zweite Transferwelle (122) über einen zweiten Drehmomentsensor (123) drehfest mit der zweiten Motorwelle (121 ) verbunden ist.
5. Prüfstand (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehmomentsensor (113) an einer dem Prüfling (140) abgewandten Stirnseite des ersten Belastungsmotors (110) angeord- net ist und/oder dass der zweite Drehmomentsensor (123) an einer dem Prüfling (140) abgewandten Stirnseite des zweiten Belastungsmotors (120) angeordnet ist.
6. Prüfstand (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehmomentsensor (113) an einer dem Prüfling (140) zugewandten Stirnseite des ersten Belastungsmotors (110) angeord- net ist und/oder dass der zweite Drehmomentsensor (123) an einer dem Prüfling (140) zugewandten Stirnseite des zweiten Belastungsmotors (120) angeordnet ist.
7. Prüfstand (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motorwelle (111 ) an ihrer dem Prüfling abge- wandten Stirnseite mittels einer ersten Wandung verschlossen ist, wobei die erste Wandung eine erste Lagerung für die erste Transferwelle (112) aufweist und/oder dass die zweite Motorwelle (121) an ihrer dem Prüfling (140) abgewandten Stirnseite mittels einer zweiten Wandung (124) verschlossen ist, wobei die zweite Wandung (124) eine zweite Lagerung (125) für die zweite Transferwelle (122) aufweist.
8. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Transferwelle (112) eine erste äußere Hohl- welle (112‘) umfasst, in welcher axial verschieblich und drehfest ein erster innerer Transferschaft (112“) angeordnet ist und dass die zweite Transferwelle (122) eine zweite äußere Hohlwelle (122‘) umfasst, in welcher axial verschieblich und drehfest ein zweiter innerer Transferschaft (122“) an- geordnet ist.
9. Prüfstand (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transferschaft in der ersten äußeren Hohl- welle mittels eines ersten Aktuators automatisiert axial verschieblich ist und dass der zweite Transferschaft in der zweiten äußeren Hohlwelle mittels eines zweiten Aktua- tors automatisiert axial verschieblich ist.
10. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (100) ein erstes Modul (117) zur Verti- kaljustage des ersten Belastungsmotors (110) aufweist und ein zweites Modul (127) zur Vertikaljustage des zweiten Belastungsmotors (120) auf- weist.
11. Prüfstand (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (100) ein erstes Modul (118) zur Hori- zontaljustage des ersten Belastungsmotors (110) aufweist und ein zweites Modul (128) zur Horizontaljustage des zweiten Belastungsmotors (120) aufweist.
12. Baukastensystem zum einfachen Herstellen eines prüflingsangepassten Prüf- stands (100), umfassend mindestens einen ersten Belastungsmotor (110) und einen zweiten Belastungsmotor (120) aus jeweils einer gemeinsamen Leistungsklasse so- wie mindestens einen ersten Inverter und eine zweiten Inverter aus jeweils einer ge- meinsamen Leistungsklasse, wobei die gemeinsame Leistungsklasse des mindes- tens ersten und zweiten Inverters der Leistungsklasse des mindestens ersten und zweiten Elektromotors (110, 120) entspricht, ein Grundgestell (130), und/oder ein erstes Modul (117) zur Vertikaljustage sowie ein zweites Modul (217) zur Vertikaljus- tage und/oder ein erstes Modul (118) zur Horizontaljustage sowie ein zweites Modul (218) zur Horizontaljustage sowie eine Vielzahl unterschiedlicher Adapterstücke.
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