Die Erfindung betrifft eine Unterbaugruppe für eine Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrangprüfstand gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10, einen Antriebsstrangprüfstand zum Prüfen eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12 sowie ein Baukastensystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.

Getriebeprüfstände bzw. Antriebsstrangprüfstände zum Prüfen von Kraftfahrzeuggetrieben bzw. von vollständigen Kraftfahrzeugantriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Prüfstände werden einerseits verwendet, um Funktionsstörungen im Antriebsstrang frühzeitig durch eine Reihe von Belastungstests zu erkennen. Typische Funktionsstörungen entstehen z.B. durch spielbehaftete Bauteile, wie z. B. Zahnräder, Synchronringe, Synchronkörper, Lamellenkupplungsscheiben und Wellen, die ausgelenkt oder gar zu Schwingungen angeregt werden können. Im Rahmen der Funktionserprobung werden üblicherweise das Akustikverhalten und die Schaltqualität geprüft. Andererseits finden derartige Prüfstände aber auch in der Entwicklung und stetigen Verbesserung von Kraftfahrzeugantriebssträngen sowie insbesondere Kraftfahrzeuggetrieben Verwendung. Besonderes Augenmerk liegt hier üblicherweise auf der Dauerfestigkeit sowie der Grundlagenentwicklung neuer technischer Wirkprinzipien.

In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2012 018 359 A1 einen Fahrzyklus für eine Fahrsimulation, der von einem realen Kraftfahrzeug auf einem Rollenprüfstand durchfahren wird. Der Antriebstrang des Kraftfahrzeugs arbeitet dabei so, dass die Raddrehzahl des Kraftfahrzeugs der jeweiligen Geschwindigkeitsvorgabe des Fahrzyklusses entspricht, ohne dass sich das Kraftfahrzeug tatsächlich fortbewegt. Dies ermöglicht ein Prüfen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug.

Die DE 43 28 537 C2 offenbart einen Getriebeprüfstand mit einem ersten, als Antriebsmotor dienenden Servomotor und einem zweiten, als Bremsmotor dienenden Servomotor. Der erste Antriebsmotor ist über eine Kupplung mit der Antriebswelle eines zu prüfenden Kraftfahrzeuggetriebes verbunden und wird hinsichtlich seiner Drehzahl über einen PC gesteuert, wobei beliebige Drehzahlverläufe simulierbar sind. Der Bremsmotor ist über eine weitere Kupplung mit einer Abtriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeuggetriebes verbunden. Auch die Drehzahl des zweiten Motors 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 auch vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug geprüft werden.

Die bekannten Antriebsstrangprüfstände sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass diese entweder nicht für die Prüfung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs vor dem Einbau in ein Fahrzeug geeignet sind oder dass sie hinsichtlich der Auslegung ihrer mechanischen Belastbarkeit und ihres Dynamikverhaltens speziell und ausschließlich für eine bestimmte Art von Kraftfahrzeugantriebssträngen konstruiert sind. Insbesondere die letztgenannten Antriebsstrangprüfstände sind in ihrer Verwendungsbreite wenig flexibel, was diese im Zusammenhang mit den vergleichsweise hohen Anschaffungskosten wirtschaftlich unattraktiv erscheinen lässt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flexible und kostengünstige An- passbarkeit eines Antriebsstrangprüfstands zu gewährleisten, wobei der Antriebs- strangprüfstand zum Prüfen von Kraftfahrzeugantriebssträngen außerhalb eines Fahrzeugs geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Unterbaugruppe für eine Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft eine Unterbaugruppe für eine Antriebseinheit. Die erfindungsgemäße Unterbaugruppe zeichnet sich dadurch aus, dass die Unterbaugruppe eine normierte Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer weiteren Unterbaugruppe für die selbe Antriebseinheit aufweist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass erfindungsgemäße Unterbaugruppen über die normierten Schnittstellen nahezu beliebig miteinander kombiniert werden können. Dies wiederum ermöglicht es, dass die Antriebseinheit aus unterschiedlichen dimensionierten Unterbaugruppen flexibel und bedarfsgerecht an einen zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang angepasst werden kann. Eine jeweils antriebsstrangspezifi- sche, teure und aufwändige Neukonstruktion von Antriebseinheiten ist somit nicht notwendig. Da die erfindungsgemäßen Unterbaugruppen zudem an ihren Schnittstellen bevorzugt auch wieder von einander gelöst werden können, können bedarfsweise auch einzelne Unterbaugruppen von der Antriebseinheit entfernt und durch andere Unterbaugruppen ersetzt werden. Somit kann die Antriebseinheit auch schnell und flexibel an die Prüferfordernisse für einen anderen zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang angepasst werden. Dies reduziert den Zeit- und Kostenaufwand zur Herstellung einer antriebsstrangangepassten Antriebseinheit erheblich.

Unter dem Begriff „normierte Schnittstelle" wird im Sinne der Erfindung eine Schnittstelle verstanden, die dahingehend vereinheitlicht - also normiert - ist, dass sie eine Verbindung zu allen möglichen Elementen bzw. Unterbaugruppen erlaubt, welche ebenfalls eine entsprechende normierte Schnittstelle aufweisen. Die normierte Schnittstelle kann als mechanische, elektrische bzw. hydraulische Schnittstelle ausgebildet sein. Beispielsweise kann die normierte Schnittstelle als Flanschverbindung mit normiertem Lochkranz ausgebildet sein oder als aufeinander abgestimmte Stecker-Buchse-Verbindung. Im Grunde sind hier beliebige Ausbildungen der Schnittstellen der Unterbaugruppen denkbar, solange sie nur dahingehend vereinheitlicht sind, dass sie eine Verbindung zu den ebenfalls die vereinheitlichte bzw. normierte Schnittstelle aufweisenden Unterbaugruppen ermöglichen.

Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrangprüf- stand, wobei der Antriebsstrangprüfstand zum Prüfen eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs außerhalb eines Fahrzeugs geeignet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppe einer Funktionsklasse von Unterbaugruppen zugeordnet ist, wobei Unterbaugruppen einer Funktionsklasse identische Funktionen erfüllen und sich zumindest in ihrer maximal bereitstellbaren Leistung, ihrer mechanischen Belastbarkeit, ihren Bemaßungen und/oder ihrem Dynamikverhalten voneinander unterscheiden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass zur Bereitstellung einer bestimmten Funktionalität durch eine Funktionsklasse verschieden dimensionierte bzw. ausgebildete Unterbaugruppen zur Verfügung stehen, welche jeweils zwar dieselbe Funktionalität bereitstellen bzw. dieselbe Funktion erfüllen, jedoch hinsichtlich ihrer physischen Eigenschaften an unterschiedliche Anforderungen angepasst sind. Somit kann zur Erfüllung einer gewünschten Funktion stets eine an die vorliegenden Anforderungen angepasste Unterbaugruppe herangezogen werden. Durch die normierten Schnittstellen kann diese Unterbaugruppe problemlos mit den weiteren Unterbaugruppen zu einer Antriebseinheit verbunden werden. Zusätzlich können sich die Unterbaugruppen einer Funktionsklasse auch durch den von ihnen bereitgestellten Bedienkomfort sowie anfallende Rüstzeiten unterscheiden.

Durch die Vielzahl von untereinander kombinierbaren bzw. verbindbaren Unterbaugruppen wird also ein Baukastensystem bereitgestellt, welches eine hohe Flexibilität bei der Zusammenstellung der Antriebseinheit aus den Unterbaugruppen ermöglicht und gleichzeitig durch das Zurückgreifen auf die bereits vorhandenen Unterbaugruppen die Herstellungskosten für die Antriebseinheit gering hält. Insbesondere fällt kein Konstruktionsaufwand an.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen den Funktionsklassen Grundgestelle, Konsolen, Versteileinrichtungen, Antriebe, Verbindungsstränge und Schwenkplatten zugeordnet sind. Es hat sich gezeigt, dass derartige Funktionsklassen den üblicherweise zu erfüllenden Funktionen gerecht werden. Durch geeignete Auswahl und Kombination von Unterbaugruppen aus den verschiedenen, benötigten Funktionsklassen kann somit eine an die jeweils vorliegenden Bedürfnisse angepasste Antriebseinheit hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Schwenkplatten horizontal verschwenkbar sind. Dies ermöglicht es, die Antriebseinheit bzw. die auf der Schwenk- platte angeordneten Unterbaugruppen horizontal zu verschwenken, um die Antriebseinheit an einer Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs horizontal auszurichten.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Schwenkplatten mittels eines Getriebemotors horizontal verschwenkbar sind. Dies erleichtert das Verschwenken als solches gegenüber einem rein manuellen Verschwenken und vereinfacht insbesondere das Einstellen einer präzisen horizontalen Ausrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Grundgestelle neigungsverstellbar sind. Dies ermöglicht es, die Antriebseinheit bzw. die auf dem Grundgestell angeordneten Unterbaugruppen in ihrer Neigung gegenüber der Horizontalen zu verstellen, um die Antriebseinheit an einer Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs hinsichtlich ihrer Neigung auszurichten.

Auch in diesem Fall ist es besonders bevorzugt, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Grundgestelle mittels eines Getriebemotors neigungsverstellbar sind. Dies erleichtert das Neigung gegenüber der Horizontalen als solches gegenüber einem rein manuellen Verstellen und vereinfacht insbesondere das Einstellen einer präzisen Ausrichtung.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass Auflageflächen der Grundgestelle, entlang der die Neigungsverstellung erfolgt, mit Gleitbahnen aus Kunststoff versehen sind. Dies begünstigt ein krafteffizientes und präzises Neigungsverstellen der Grundgestelle. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen Systemsteifigkeit, die sich durch die Gleitbahnen für die Grundgestelle bzw. für die Antriebseinheiten ergibt. Das Auftreten von

Schwingungen kann somit weitgehend vermieden werden.

Die Neigungsverstellung kann z.B. entlang von Neigungsschienen erfolgen. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Gleitbahnen, z.B. mittels Zweikomponentenkleber, auf die Auflageflächen aufgeklebt werden und anschließend überfräst werden. Das Überfräsen gewährleistet dabei eine besonders glatte und gleichmäßige Oberfläche, was wiederum ein krafteffizientes und präzises Neigungsverstellen der Antriebseinheit noch weiter begünstigt. Zudem wird auch die Steifigkeit der Verbindung durch das Überfräsen und das damit einhergehende zusätzliche Glätten verbessert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Konsolen eine Longitudinalver- stellung umfassen. Dadurch wird es vorteilhaft ermöglicht, die auf der Konsole angeordneten Unterbaugruppen longitudinal in Richtung der Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu verschieben bzw. longitudinal von der Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu entfernen. Somit kann der Antrieb auf der Konsole bei einem veränderten Aufbau des Verbindungsstrangs und einer damit einhergehenden Änderung der longitudinalen Länge des Verbindungsstrangs immer wieder an der Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs longitudinal ausgerichtet werden.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Longitudinalverstellungen der Konsolen mittels eines Getriebemotors verstellbar sind. Dies erleichtert das longitudinale Verstellen der Antriebseinheit bzw. der auf der Konsole angeordneten Unterbaugruppen und vereinfacht insbesondere das Einstellen einer präzisen longitudinalen Ausrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Verbindungsstränge mindestens eines der Elemente Drehmomentmesseinrichtung und/oder Zwischenlagerung umfassen. Dies ermöglicht einen antriebsstrangspezifisch angepassten und bedarfsorientierten Aufbau des Verbindungsstrangs. Die Drehmomentmesseinrichtung dient dazu, auf den Antriebsstrang wirkende Drehmomente zu erfassen. Dies ist von Vorteil, um das lastabhängige Verhalten des Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu prüfen.

Die Zwischenlagerung dient zur rotatorischen Lagerung des Verbindungsstrangs und damit zur Vermeidung der Entstehung von Schwingungen auf dem Verbindungsstrangs.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Verbindungsstränge mindestens eines der Elemente Koppelflansch und/oder Blockierung und/oder Sicherheitskupplung umfassen.

Der Koppelflansch dient dazu, den Verbindungsstrang der Antriebseinheit mit der Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs drehfest zu koppeln.

Die Blockierung dient dazu, eine Drehbewegung des Verbindungsstrangs zu blockieren. Somit können z.B. Montage-, Rüst- oder Wartungsarbeiten an der Antriebseinheit vorgenommen werden oder es kann auch das Verhalten des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang bei einer vollständigen Blockierung einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs geprüft werden. Die Blockierung kann zusätzlich zu einer Bremse oder alternativ zu einer Bremse vorgesehen sein.

Die Sicherheitskupplung dient dazu, bei einer Überlast den Verbindungsstrang bzw. die Antriebseinheit von der Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu trennen und somit sowohl den Kraftfahrzeugantriebsstrang als auch die Antriebseinheit vor Beschädigungen durch Überlast zu schützen.

Es ist jedoch auch möglich und bevorzugt, beim Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit auf Unterbaugruppen der Funktionsklasse Verbindungsstränge vollständig zu verzichten und stattdessen den Antrieb direkt mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu verbinden. Da die Verbindung durch den Entfall des Verbindungsstrangs sehr steif ist, können somit auch hochdynamische Messungen erfolgen. Beispielsweise kann der Antrieb dadurch das Verhalten und insbesondere die Drehmomentungleichförmigkeiten eines Vierzylinder- oder Sechszylinderverbrennungsmotors simulieren und direkt auf den Kraftfahrzeugantriebsstrang übertragen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Versteileinrichtungen mindestens einen Positionierungszylinder und eine Führungsschiene umfassen. Die Versteileinrichtung ermöglicht eine Verstellung der Antriebseinheit im Sinne eines Verschie- bens der vollständigen Antriebseinheit in longitudinaler bzw. lateraler Richtung, also eine translatorische Bewegung. Somit kann die Antriebseinheit z.B. besonders einfach an einer Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs ausgerichtet werden. Der Positionierungszylinder ist dabei der Aktor, der die zur Bewegung bzw. zur Verstellung notwendige Kraft aufbringt. Die Führungsschiene führt die verstellten Unterbaugruppen entlang der durch die Führungsschiene vorgegebenen Richtung.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Versteileinrichtung nicht die vollständige Antriebseinheit sondern nur einige der Unterbaugruppen der Antriebseinheit verstellt, z.B. den Antriebsstrang und den Antrieb sowie die Konsole.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass auch die Führungsschienen und insbesondere auch die unmittelbar mit den Führungsschienen in Kontakt stehenden Oberflächen der Abtriebseinheit mit Gleitbahnen aus Kunststoff versehen sind. Dies begünstigt ein krafteffizientes und präzises Verstellen der Abtriebseinheit.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Gleitbahnen die Gleitbahnen auch in diesem Fall auf die Führungsschienen bzw. auf die entsprechenden Oberflächen der Abtriebseinheit aufgeklebt werden und anschließend überfräst werden.

Der Positionierungszylinder ist bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgebildet, der mittels einer Beaufschlagung mit Druckfluid die Verstellbewegung der Antriebseinheit bzw. der entsprechenden Unterbaugruppen bewirkt. Alternativ bevorzugt ist der Positionierungszylinder als Elektrozylinder ausgebildet, welcher mittels eines auf eine Gewindespindel einwirkenden Elektromotors eine Verstellbewegung der Antriebseinheit bzw. der entsprechenden Unterbaugruppen bewirkt. Sowohl der Elektromotor als auch die Gewindespindel können dabei z.B. von einer Außenhülle des Elektrozylinders eingefasst sein. Es kann jedoch auch auf die Außenhülle verzichtet werden

Die Führungsschiene ist bevorzugt als T-Nutung ausgeführt.

Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Versteileinrichtung nicht nur einen Positionierungszylinder und eine Führungsschiene umfasst, sondern zwei Positionierungszylinder und zwei Führungsschienen. In diesem Fall sind die zwei Führungsschienen horizontal und zueinander orthogonal ausgerichtet, so dass eine Verstellung sowohl in longitudinaler als auch in lateraler Richtung möglich ist. Die

zwei Positionierungszylinder sind entsprechend ausgerichtet, um die Antriebseinheit in longitudinaler sowie in lateraler Richtung entlang der zwei Führungsschienen zu verschieben.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unterbaugruppen der Funktionsklasse Antriebe als Synchronmotoren ausgebildet sind. Synchronmotoren weisen eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte bei gleichzeitig sehr gutem Dynamikverhalten auf.

Die Antriebe simulieren das Verhalten eines Antriebsaggregats für den Kraftfahrzeugantriebsstrang, wobei ein Antrieb bevorzugt über den Verbindungsstrang trieblich mittelbar mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Der Antrieb ermöglicht das definierte Beaufschlagen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs mit Antriebsmomenten, um das Verhalten des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang unter Last zu prüfen.

Je nach Auslegung des Antriebs ist dieser luftkühlbar oder wasserkühlbar oder kombiniert luft- und wasserkühlbar. Die Erfindung betrifft außerdem eine Antriebseinheit für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine Vielzahl von Unterbaugruppen. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Unterbaugruppen erfindungsgemäße Unterbaugruppen sind. Dies führt zu den bereits im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Unterbaugruppen beschriebenen Vorteilen auch für die erfindungsgemäße Antriebseinheit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit aus einer Funktionsklasse nicht mehr als eine Unterbaugruppe umfasst. Da alle Unterbaugruppen ein und derselben Funktionsklasse eine identische Funktion erfüllen, ist es also vorteilhaft nicht notwendig, mehr als eine einzelne Unterbaugruppe je Funktionsklasse heranzuziehen.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrangprüfstand zum Prüfen eines Kraftfahrzeugantriebsstrang. Der erfindungsgemäße Antriebsstrangprüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsstrangprüfstand eine erfindungsgemäße Antriebseinheit umfasst. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit beschriebenen Vorteile auch für den erfindungsgemäßen Antriebsstrangprüfstand.

Unter einem Antriebsstrang werden im Sinne der Erfindung bevorzugt PKW- Getriebe, LKW-Getriebe, NKW-Getriebe, Baustellenfahrzeuggetriebe, Busgetriebe und Off-Road-Fahrzeug-Getriebe, Verbrennungsmotoren, Elektromotoren, Achssysteme, Wellensysteme bzw. Drehschwingungsdämpfsysteme verstanden.

Der Antriebsstrangprüfstand ist bevorzugt zum Prüfen eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs außerhalb eines Fahrzeugs ausgebildet.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Baukastensystem zum einfachen Herstellen einer bedarfsangepassten Antriebseinheit für einen Antriebsstrangprüfstand, umfassend eine Vielzahl von Funktionsklassen von Unterbaugruppen, wobei die Funktionsklassen jeweils eine Vielzahl von funktionsidentischen aber unterschiedlich dimensionierten Unterbaugruppen umfassen. Das erfindungsgemäße Baukastensys- tem zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinheit eine erfindungsgemäße Antriebseinheit ist. Der erfindungsgemäße Baukasten ermöglicht somit auf einfache, schnelle und kostengünstige Weise das Herstellen einer bedarfsangepassten Antriebseinheit für einen Antriebsstrangprüf stand.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft einen möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,

Fig. 2 beispielhaft drei unterschiedliche Ausbildungsformen von Grundgestellen, Fig. 3 beispielhaft zwei unterschiedliche Ausbildungsformen von Konsolen, Fig. 4 beispielhaft zwei unterschiedlich dimensionierte Antriebe,

Fig. 5 beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform einer Schwenkplatte,

Fig. 6 beispielhaft drei mögliche Ausbildungsformen einer Zwischenlagerung, Fig. 7 beispielhaft eine Drehmomentmesseinrichtung,

Fig. 8 beispielhaft zwei unterschiedliche Ausbildungsformen von Verbindungssträngen und

Fig. 9 beispielhaft verschiedene mögliche Konfigurationen eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangprüfstands.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.

Fig. 1 zeigt beispielhaft einen möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 für einen in Fig. 1 nicht dargestellten Antriebsstrangprüfstand. Die Antriebseinheit 1 umfasst eine Vielzahl von Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7, wobei die Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7 jeweils eine normierte Schnittstelle zur mechanischen, elektrischen bzw. hydraulischen Verbindung mit einer weiteren Unterbaugruppe 2, 3, 4, 5, 6, 7 der Antriebseinheit 1 aufweisen. Die normierte Schnittstelle ermöglicht dabei eine nahezu beliebige Kombination von Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7 zu einer Antriebseinheit 1 . Somit kann eine jeweils bedarfsorientierte und antriebsstrangspezi- fisch angepasste Antriebseinheit 1 aus einem die Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7 umfassenden Baukastensystem erstellt werden. Beispielsgemäß umfasst die gezeigte Antriebseinheit 1 ein Grundgestell 2, eine Konsole 3, eine Versteileinrichtung 4, einen Antrieb 5, einen Verbindungsstrang 6 und eine Schwenkpatte 7. Das Grundgestell 2 ist dabei neigungsverstellbar entlang einer Neigungsschiene 2' ausgebildet. Beispielsgemäß erfolgt die Einstellung der gewünschten Neigung durch einen Getriebemotor 2", der dem Grundgestell 2 zugeordnet ist. Diese Neigungsversteilbarkeit des Grundgestells 2 erlaubt eine Anpassung der Neigung der auf dem Grundgestell 2 angeordneten Unterbaugruppen 3, 5, 6 an eine Antriebswelle eines zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs. Die Konsole 3 ist beispielsgemäß über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Schraubverbindung als normierte Schnittstelle mit dem Grundgestell 2 mechanisch verbunden. Dabei umfasst die Konsole 3 eine in der Darstellung der Fig. 1 nur angedeutete Longitudinalverstellung, welche es ermöglicht, die auf der Konsole 3 angeordneten Unterbaugruppen 5, 6 longitudinal in Richtung der Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu verschieben. Somit kann der Antrieb 5 auf der Konsole 3 bei einem veränderten Aufbau des Verbindungsstrangs 6 und einer damit einhergehenden Änderung der longitudinalen Länge des Verbindungsstrangs 6 immer wieder an der Antriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsstrangs longitudinal ausgerichtet werden. Beispielsgemäß ist die Longitudinalverstellung 15 der Konsole 3 als manuelle Longitudinalverstellung ausgebildet, welche nach einem Lösen von entsprechenden mechanischen Fixierungen ein manuelles Verschieben in longitudinaler Richtung gestattet. Über normierte Schraubverbindungen 1 1 und eine normierte Führungsschiene 3' der Konsole 3 als normierte Schnittstelle ist der Antrieb 5 mit der Konsole 3 verbunden. Der Antrieb 5 ist außerdem drehfest verbunden mit einem Verbindungsstrang 6. Der Verbindungsstrang 6 wiederum ist drehfest verbindbar mit einer Antriebswelle eines zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs. Außerdem ist der Verbindungsstrang 6 gemäß dem vorliegenden Beispiel über normierte Schraubverbindungen 8 als normierte Schnittstelle mechanisch mit der Konsole 3 verbunden. Der in Fig. 1 gezeigte Verbindungsstrang 6 umfasst die Elemente Drehmomentmesseinrichtung 9 und Zwischenlagerung 10. Wie weiterhin zu sehen ist, sind die Unterbaugruppen Grundgestell 2, Konsole 3, Antrieb 5 und Antriebsstrang 6 auf der Schwenkplatte 7 angeordnet, welche horizontal verschwenkbar ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, die Antriebseinheit 1 bzw. die auf der Schwenkplatte 7 angeordneten Unterbaugruppen 2, 3, 5, 6 horizontal zu verschwenken, um die Antriebseinheit 1 an einer Antriebswelle des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs horizontal auszurichten. Dazu umfasst die Schwenkplatte 7 weiterhin einen der Schwenkplatte 7 zugeordneten Getriebemotor 7', der eine präzise Einstellbarkeit der horizontalen Ausrichtung der Antriebseinheit 1 vereinfacht. Die Versteileinrichtung 4 umfasst beispielsgemäß einen Elektrozylinder 4' und Führungsschienen 4", 4"', welche jeweils eine T-Nutung aufweisen. Der Elektrozylinder 4' umfasst beispielsgemäß eine nicht dargestellte Gewindespindel und einen ebenfalls nicht dargestellten, auf die Gewindespindel wirkenden Elektromotor. Über eine Betätigung des Elektrozylinders 4' ist eine Lateralverschiebung der Antriebseinheit 1 entlang der Führungsschienen 4", 4"' möglich. Eine Longitudinalverschiebung der Antriebseinheit 1 ist beispielsgemäß nur dann möglich, wenn der Elektrozylinders 4' von seiner lateralen Verschiebeposition in eine longitudinale Verschiebeposition umgerüstet wird. Aufgrund des modularen Aufbaus der Antriebseinheit 1 und insbesondere aufgrund der normierten Schnittstellen, ist dies vergleichsweise einfach möglich. Zusätzlich ist eine Longitudinalverschiebung über die Longitudinalverstellung 15 der Konsole 3 möglich. Durch das Zurückgreifen auf Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit jeweils normierten Schnittstellen aus dem erfindungsgemäßen Baukastensystem, kann die gezeigte Antriebseinheit 1 nahezu beliebig und an die unterschiedlichsten Leistungsanforderungen angepasst aus unterschiedlich dimensionierten Unterbaugruppen 2, 3, 4, 5, 6, 7 aufgebaut werden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft drei unterschiedliche Ausbildungsformen von Grundgestellen 2. Das Grundgestell 2 der Fig. 2a ist mittels des dem Grundgestell 2 zugeordneten Getriebemotors 2" entlang der Neigungsschiene 2' neigungsverstellbar. Auf seiner Oberseite weist das Grundgestell 2 eine Vielzahl von Bohrungen 12 auf, welche an genau definierten Positionen angebracht sind und eine normierte Schnittstelle zur Verbindung mit einer Konsole 3 darstellen. Das Grundgestell 2 der Fig. 2b entspricht im Wesentlichen dem Grundgestell 2 der Fig. 2a, weist jedoch eine longitudinal verlängerte Oberseite auf, auf welcher zusätzliche Bohrungen 13 angebracht sind. Durch die vergleichsweise verlängerte Oberseite und die zusätzlichen Bohrungen 13, kann das Grundgestell 2 der Fig. 2b mit einer vergleichsweise longitudinal längeren Konsole 3 verbunden werden, was wiederum den Aufbau von vergleichsweise longitudinal längeren Verbindungssträngen 6 auf der Konsole 3 ermöglicht. Dennoch kann auch bei einer vergleichsweise longitudinal langen Konsole 3 der Antrieb entsprechend weiter an das longitudinale Ende versetzt werden, so dass auch wieder ein vergleichsweise kurzer Verbindungsstrang 6 verwendet werden kann oder ggf. völlig auf einen Verbindungsstrang 6 verzichtet werden kann. Fig. 2c zeigt eine vergleichsweise einfache Ausbildungsform eines Grundgestells 2 ohne die Möglichkeit der Neigungsverstellung. Trotzdem weist auch das Grundgestell 2 der Fig. 2c die Bohrungen 12 und somit die normierte Schnittstelle auf.

Fig. 3 zeigt beispielhaft zwei unterschiedliche Ausbildungsformen von Konsolen 3. Die Konsole 3 der Fig. 3a umfasst normierte Schraubverbindungen 14 als normierte Schnittstelle zum Grundgestell 2. Über die Schraubverbindungen 11 und in die Konsole 3 integrierte, in Fig. 3 nicht dargestellte Führungsschienen kann zudem ein Antrieb 5 mit der Konsole 3 verbunden werden. Eine Longitudinalverstellung 15 der Konsole 3 der Fig. 3a ist nicht vorgesehen. Die Konsole 3 der Fig. 3b umfasst ebenfalls normierte Schraubverbindungen 14 als normierte Schnittstelle zum Grundgestell 2. Auch die Konsole 3 der Fig. 3b ist zudem über die Schraubverbindungen 11 und in Fig. 3 nicht dargestellte Führungsschienen mit einem Antrieb 5 verbindbar. Zusätzlich umfasst die Konsole 3 der Fig. 3b eine Longitudinalverstellung 15, welche aus einem Verstellschlitten 15' und einer Handkurbel 15" besteht. Über eine manuelle Betätigung der Handkurbel 15" kann der Verstellschlitten 15' in longitudinaler Richtung vor und zurück verfahren werden.

Fig. 4 zeigt beispielhaft zwei unterschiedlich dimensionierte Antriebe 5, welche als Synchronmotoren ausgebildet sind. Die Antriebe 5 der Figs. 4a und 4b unterscheiden sich dabei durch ihre geometrische Dimensionierung sowie durch ihre Leistungsdi- mensionierung.

Fig. 5 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform einer Schwenkplatte 7. Die Schwenkplatte 7 umfasst einen Schwenkteller 7", eine Schwenklagerung 7"' sowie einen der Schwenkplatte 7 zugeordneten Getriebemotor 7', welcher mittels eines nicht dargestellten Zahnrads in eine ebenfalls nicht dargestellte Zahnstange, eine Kette oder ein anderes geeignetes Gegenelement des Schwenktellers 7" eingreift, um diesen um die Schwenklagerung 7"' herum zu verschwenken. Indem der Getriebemotor 7' kann den Schwenkteller 7" um die Schwenklagerung 7"' herum verschwenkt, verschwenkt er auch die auf der Schwenkplatte 7 bzw. auf dem Schwenkteller 7" angeordneten Unterbaugruppen. Über die Bohrungen 17 als normierte Schnittstelle kann die Schwenkplatte 7 mit einem Grundgestell 2 verbunden werden.

Fig. 6 zeigt drei mögliche Ausbildungsformen einer Zwischenlagerung 10. Die Zwischenlagerung 10 der Fig. 6a weist einen rotierbar gelagerten Anschlussflansch 10' zur Kopplung an eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs auf. Über die Schraubverbindungen 16 als normierte Schnittstelle ist die Zwischenlagerung 10 zudem mit einer Konsole 3 verbindbar. Die Zwischenlagerung 10 der Fig. 6b umfasst gegenüber der Zwischenlagerung 10 der Fig. 6a zusätzlich ein Schnellspannsystem 10", welches ein vereinfachtes und insbesondere schnelles Verbinden der Zwischenlagerung 10 mit einer Getriebegehäuseanbindung des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs ermöglicht. Dadurch werden insbesondere Montage- und Rüstzeiten zum Einbau und Ausbau des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs in einen erfindungsgemäßen Antnebsstrangprüfstand reduziert. Die Zwischenlagerung 10 der Fig. 6c ist im Vergleich zu den Zwischenlagerungen 10 der Figs. 6a und 6b zusätzlich eine drehbare Scheibe 10"' mit einer Aussparung auf. Die Aussparung dient dabei dem Zweck, Raum für eine Abtriebswelle eines Getriebes eines zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs zu schaffen. Indem die Scheibe 10"' drehbar ist und entsprechend auch die Ausrichtung der Aussparung verändert werden kann, kann ein mit der Zwischenlagerung 10 gekoppeltes Fahrzeuggetriebe verkippt werden. Dieses Verkippen des Fahrzeuggetriebes führt zu einer veränderten Ausrichtung des Öl- sumpfs im Fahrzeuggetriebe und dient der Simulation von Hangauf- bzw. Hangabfahrten.

Fig. 7 zeigt beispielhaft eine Drehmomentmesseinrichtung 9 für einen Verbindungsstrang 6. Die Drehmomentmesseinrichtung 9 umfasst ein äu ßeres Gehäuse 9' und eine Drehmomentaufnahme 9" in Form eines Flansche. Indem die Drehmomentmes- seinrichtung 9 in den Verbindungsstrang 6 integriert wird und das vom Antrieb 5 erzeugte Drehmoment durch die Drehmomentaufnahme 9" geführt wird, kann das Drehmoment erfasst und bestimmt werden. Gleichzeitig werden eine Erfassung und Bestimmung der Drehzahl ermöglicht. Das Auslesen der erfassten Drehzahl und des erfassten Drehmoments erfolgt dabei berührungslos mittels einer von der Drehmomentmesseinrichtung 9 umfassten Antenne (nicht dargestellt in Fig. 7). Indem die in Fig. 7 beispielhaft gezeigte Drehmomentmesseinrichtung 9 ein Gehäuse 9' umfasst, kann sie mit ihrer Drehmomenteingangsseite vorteilhaft unmittelbar mit dem Antrieb 5 und mit ihrer Drehmomentausgangsseite unmittelbar mit dem zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang verbunden werden, so dass sich ein sehr kurzer und entsprechend steifer Verbindungsstrang 6 ergibt. Das Gehäuse 9' trägt in diesem Fall über seine Anbindung an die Konsole 3 nämlich wesentlich zur Vermeidung bzw. Dämpfung von Schwingungen auf dem Verbindungsstrang 6 bei. Auf eine gesonderte Zwischenlagerung 10 kann daher verzichtet werden. Ein derartig verkürzter und steifer Aufbau des Verbindungsstrangs 6 ermöglicht z.B. das Simulieren von durch einen Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentungleichförmigkeiten.

Fig. 8 zeigt beispielhaft zwei unterschiedliche Ausbildungsformen von Verbindungssträngen 6. Der Verbindungsstrang 6 der Fig. 8a umfasst beispielsgemäß eine Flanschverbindung 18 zum Verbinden des Verbindungsstrangs 6 mit einer Antriebswelle eines zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs sowie eine ebenfalls als Flanschverbindung 19 ausgebildete normierte Schnittstelle zu einer Drehmomenterfassungseinrichtung 9, wie sie beispielsweise in der Fig. 7 dargestellt ist. Der Verbindungsstrang 6 der Fig. 8b unterscheidet sich vom Verbindungsstrang 6 der Fig. 8a durch das Vorhandensein einer Drehmomenterfassungseinrichtung 9. Die Drehmomenterfassungseinrichtung 9 der Fig. 9b umfasst einen Antennensockel 9"', welcher das Auslesen des Messflanschs 27 berührungslos ermöglicht. Die Drehmomenterfassungseinrichtung 9 der Fig. 8b ist gegenüber der in Fig. 7 dargestellten Drehmomenterfassungseinrichtung 9 vergleichsweise kompakt und kostengünstig. Sie eignet sich beispielsgemäß jedoch nicht zum Erfassen vergleichbar großer Drehmomente und vergleichbar hoher Drehzahlen wie die Drehmomenterfassungseinrichtung 9 der Fig. 7. Fig. 9 zeigt beispielhaft verschiedene mögliche Konfigurationen eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangprüfstands 20 zum Prüfen eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs

21 , bestehend aus einem Getriebe 24 und einer Achsabtriebswelle 23. Der Antriebs- strangprüfstand 20 der Fig. 9a besteht aus einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 sowie einer Abtriebseinheit 22. Trieblich zwischen der Antriebseinheit 1 und der Abtriebseinheit 22 ist der zu prüfende Kraftfahrzeugantriebsstrang 21 angeordnet. Über die Achsabtriebswelle 23 ist das Getriebe 24 mit der Abtriebseinheit 22 verbunden. Die Antriebseinheit 1 erzeugt ein Antriebsmoment und gibt dieses an den Kraftfahrzeugantriebsstrang 21 weiter. Das Getriebe 24 wandelt das Antriebsmoment und gibt es über die Achsabtriebswelle 23 an die Abtriebseinheit 22 weiter. Im Falle der Fig. 9a simuliert die Abtriebseinheit 2 eine angetriebene Achse.

Fig. 9b zeigt den Antriebsstrangprüfstand 20 in einer Konfiguration mit zwei Abtriebseinheiten 22, 22'. In diesem Fall simulieren die Abtriebseinheiten 22, 22' jeweils ein angetriebenes Rad. Die Abtriebseinheiten 22, 22' sind über die Radabtriebswellen 23', 23" mit dem zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrang 21 verbunden.

Fig. 9c zeigte den Antriebsstrangprüfstand 20 in einer weiteren Konfiguration. In der Fig. 9c umfasst der Antriebsstrangprüfstand 20 die erfindungsgemäß Antriebseinheit 1 sowie vier Abtriebseinheiten 22, 22', 22", 22"'. Ein zu prüfender Kraftfahrzeugantriebsstrang 21 umfasst das Getriebe 24, das Differentialgetriebe 21 ', die Achsabtriebswelle 23 sowie die Radabtriebswellen 23', 23", 23"', 23"". Die Abtriebseinheiten

22, 22', 22", 22"' simulieren jeweils ein angetriebenes Rad. Vom Differentialgetriebe 21 ' wird das verteilte und gewandelte Drehmoment über die Radabtriebswellen 23"' und 23"' an die Abtriebseinheiten 22" und 22"' weitergegeben. Ebenso wird über die Radabtriebswellen 23' und 23" das verteilte und gewandelte Drehmoment an die Abtriebseinheiten 22 und 22' weitergegeben.

Fig. 9d zeigt den Antriebsstrangprüfstand 20 in einer nochmals weiteren Konfiguration. In Fig. 9d wird das zu prüfende Kraftfahrzeugantriebsstrang 21 von der Antriebseinheit 1 angetrieben. Das Getriebe 24 wandelt das Drehmoment und verteilt es über die Radabtriebswellen 23' und 23" auf die Abtriebseinheiten 22 und 22'. Die Abtriebseinheiten 22 und 22' simulieren jeweils ein angetriebenes Rad. Außerdem gibt das Getriebe 24 das gewandelte Drehmoment über die Achsabtriebswelle 23 auch an die Abtriebseinheit 22" weiter, welche eine angetriebene Achse simuliert.

Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, weisen die An- triebsstrangprüfstande 20 der Fig. 9 einen sog. Elastikaufbau auf, welcher einer Aufhängung des zu prüfenden Kraftfahrzeugantriebsstrangs 20 im Kraftfahrzeug Im Original entspricht. Eine derartige Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Antriebs- strangprüfstands 20 ermöglicht eine realitätsnahe Analyse des Schwingungsverhaltens sowie insbesondere des akustischen Verhaltens, z.B. bei einem Schaltvorgang.

Bezuqszeichen

Antriebseinheit

Grundgestell ' Neigungsschiene

" Getriebemotor

Konsole

VerStelleinrichtung

' hydraulischer Zylinder ", 4"' Führungsschiene

Antrieb

Verbindungsstrang

Schwenkplatte

' Getriebemotor

" Schwenkteller

'" Schwenklagerung

Schraubverbindung

Drehmomentmesseinrichtung ' Gehäuse

" Drehmomentaufnahme '" Standfuß

0 Zwischenlagerung

0' Anschlussflansch

0" Schnellspannsystem

0"' Scheibe

1 Schraubverbindung

2 Bohrung

3 zusätzliche Bohrung

4 Schraubverbindung

5 Longitudinalverstellung5' Verstellschlitten

5" Handkurbel

6 Schraubverbindung Bohrungen Flanschverbindung

Antriebsstrangprüfstand Kraftfahrzeugantriebsstrang ' Differentialgetriebe

, 22', 22", 22"' Abtriebseinheit

, 23', 23",

'", 23"' Abtriebswelle

Getriebe