Prüfstand zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von An- spruch 1. Getriebeprüfstände bzw. Antriebsstrangprüfstände zum Prüfen von Kraftfahrzeugge- trieben bzw. von vollständigen Kraftfahrzeugantriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Prüfstände werden üblicherweise zur Qualitätskon- trolle verwendet, um Funktionsstörungen in Antriebssträngen frühzeitig durch eine Reihe von Belastungstests zu erkennen. Typische Funktionsstörungen entstehen z.B. durch spielbehaftete Bauteile, wie z. B. Zahnräder, Synchronringe, Synchronkör- per, Lamellenkupplungsscheiben und Wellen, die ausgelenkt und zu Schwingungen angeregt werden können. Im Rahmen einer derartigen 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 beschreibt die DE 10328461 A1 einen Fahrzeugprüf- stand mit einer Belastungsmaschine für jedes antreibbare Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Belastungsmaschinen sind dabei direkt, beispielsweise über Radbolzen, oder in- direkt, beispielsweise über einen Riementrieb, mit den Felgen der Kraftfahrzeugräder verbunden, so dass die Belastungsmaschinen den Antriebsstrang sowohl antreiben als auch bremsen können. Der Fahrzeugprüfstand der DE 10328461 A1 umfasst weiterhin eine Rahmenkonstruktion, über welche das Kraftfahrzeug und die Belas- tungsmaschinen angehoben und zueinander ausgerichtet werden können. Während des Prüfvorgangs wird das Kraftfahrzeug vollständig über die Rahmenkonstruktion gehalten, so dass die Fahrzeugräder keinen Bodenkontakt haben. Aus der noch unveröffentlichten DE 102022202300.5 der Anmelderin ist ein sog. „End-of-Line“-Prüfstand bekannt, welcher dazu verwendet wird, einen elektrischen Achsantrieb direkt nach dessen Montage einem Funktionstest zu unterziehen. Dazu wird der elektrische Achsantrieb im Prüfstand angeordnet und die zwei Abtriebswel- len des Achsantriebs werden automatisiert mit zwei Prüfstandswellen, welche jeweils mit einem Belastungsmotor des Prüfstands in Triebverbindung stehen, drehfest ver- bunden.

Die bekannten Kraftfahrzeugprüfstände sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass das Einspannen des Prüflings in den Prüfstand vergleichsweise aufwändig und langwierig ist und in der Regel zudem eine Anpassung insbesondere der mecha- nischen Schnittstellen des Prüfstands an eine jeweils spezifische Gattung von Prüf- lingen bzw. Antriebssystemen erforderlich macht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Prüfstand zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahr- zeug vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Prüfstand zum Prüfen von Eigen- schaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug gemäß An- spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü- chen.

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Belas- tungseinheit und mindestens einen Prüflingsträger mit einer mechanischen Schnitt- stelle zum Einspannen des Achsmoduls, einer elektrischen Schnittstelle zum Bestro- men des Achsmoduls, einer Sensorschnittstelle zum Kontaktieren von Sensoren des Achsmoduls und einer Fluidschnittstelle zur Fluidversorgung des Achsmoduls. Der erfindungsgemäße Prüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass die mechanische Schnittstelle als wechselbare Prüflingsaufnahme ausgebildet ist, auf welche das Achsmodul über definierte Kontaktstellen ablegbar ist.

Die Erfindung beschreibt also einen Prüfstand, der dazu geeignet ist, Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug zu prüfen. Bei den Ei- genschaften, die mittels des Prüfstands geprüft werden können, handelt es sich vorzugsweise um mechanische Eigenschaften sowie um akustische Eigenschaften unter verschiedenen mechanischen Belastungen des Achsmoduls, wobei die Belas- tungen durch die mindestens eine Belastungseinheit vorgegeben werden können.

Das elektrisch antreibbare Achsmodul ist zum Betrieb in einem Kraftfahrzeug ausge- bildet, vorzugsweise in einem PKW. Das Achsmodul weist einen elektrischen An- triebsmotor, ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere ein schaltbares Unterset- zungsgetriebe, sowie mindestens eine Abtriebswelle auf. Bevorzugt weist das Achs- modul zudem zwei Abtriebswellen auf, wobei jede der zwei Abtriebswellen eine Rad- welle der Achse darstellt.

Der erfindungsgemäße Prüfstand umfasst auch mindestens eine Belastungseinheit und mindestens einen Prüflingsträger. Bei der mindestens einen Belastungseinheit handelt es sich vorteilhaft um mindestens einen Elektromotor. Elektromotoren sind vergleichsweise kompaktbauend, haben insbesondere im Vergleich zu Verbren- nungsmotoren ein breites Drehzahlspektrum und weisen vorteilhaft über einen weiten Drehzahlbereich ein weitgehend maximales Drehmoment auf.

Vorteilhaft ist für jede Abtriebswelle des Achsmoduls eine Belastungseinheit vorgese- hen, so dass der Prüfstand in der Regel zwei Belastungseinheiten aufweisen wird.

Die mindestens eine Belastungseinheit weist eine Motorwelle auf, welche jeweils mit einer Abtriebswelle des Achsmoduls trieblich verbindbar ist. Somit kann das Achsmo- dul von der mindestens einen Belastungseinheit mit vorgebbaren Drehmomenten und Drehzahlen beaufschlagt werden. Das Drehmoment und die Drehzahl stellen ge- meinsam eine mechanische Leistung dar, mit welcher das Achsmodul belastet wer- den kann, in anderen Worten also die mechanische Belastung des Achsmoduls.

Gleichzeitig kann auch der Elektromotor des Achsmoduls eine vorgebbare Drehzahl und ein vorgebbares Drehmoment erzeugen, welches beispielsweise der Drehzahl und dem Drehmoment der mindestens einen Belastungseinheit entgegengerichtet sein kann. Der Prüflingsträger dient zur Aufnahme des zu prüfenden Achsmoduls, welches im Sinne der Erfindung den zu prüfenden Prüfling darstellt. Der Prüflingsträger ist erfor- derlich, um das Achsmodul im Prüfstand möglichst steif aufspannen zu können und gleichzeitig mit den zum Betrieb des Achsmoduls im Prüfstand erforderlichen Mitteln bzw. Medien zu versorgen.

Dazu weist der Prüflingsträger zunächst eine mechanische Schnittstelle zum Ein- spannen des Achsmoduls auf. Unter dem Begriff „Einspannen“ wird im Sinne der Er- findung eine möglichst steife Anbindung des Achsmoduls an den Prüfstand verstan- den, so dass während des Prüfbetriebs möglichst keine den Prüfbetrieb störenden Schwingungen auftreten. Die mechanische Schnittstelle ist dabei an die spezifische Geometrie des Achsmoduls angepasst, so dass das Achsmodul an den zum Prüfen vorgesehenen Kontaktstellen eingespannt werden kann. Diese Kontaktstellen kön- nen beispielsweise diejenigen Positionen an einem Gehäuse des Achsmoduls sein, über die das Achsmodul auch bei einem Einbau in ein Kraftfahrzeug im Kraftfahrzeug eingespannt ist.

Die Vorgabe bestimmter Kontaktstellen am Achsmodul, beispielsweise durch den Hersteller des Achsmoduls, ist von Bedeutung, da sich nicht jede beliebige Stelle der Oberfläche des Achsmoduls dazu eignet, das Achsmodul einzuspannen. Einerseits muss das Achsmodul an einer Kontaktstelle sicher gehalten werden können, ohne beispielsweise auf einer schrägen Fläche abzurutschen, und andererseits muss die Kontaktstelle auch dazu ausgebildet sein, die Kräfte und Drehmomente, mit denen das Achsmodul belastet wird, aufzunehmen, ohne dadurch beschädigt bzw. verformt zu werden.

Weiterhin weist der Prüflingsträger eine elektrische Schnittstelle zum Bestromen des Achsmoduls bzw. des Elektromotors des Achsmoduls auf. Die elektrische Schnitt- stelle kann beispielsweise als eine oder mehrere elektrische Buchsen bzw. Stecker ausgebildet sein, die es ermöglichen, eine elektrische Verbindung zum elektrischen Antriebsmotor des Achsmoduls bzw. zu dessen Ansteuerelektronik herzustellen. So- mit kann der elektrische Antriebsmotor des Achsmoduls bestromt und für den Prüfbe- trieb betrieben werden. Weiterhin weist der Prüflingsträger auch eine Sensorschnittstelle zum Kontaktieren von Sensoren des Achsmoduls auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Temperatursensoren handeln, um einen oder mehrere Lagesensoren zur Bestimmung einer Rotorlage des Antriebsmotors, um einen oder mehrere Stromsensoren, um einen oder mehrere Spannungssensoren, um einen oder meh- rere Drehzahlsensoren und um einen oder mehrere Drehmomentsensoren. Die Sen- sorschnittstelle ist bevorzugt als eine Reihe von Steckern bzw. Buchsen ausgebildet, die es ermöglichen, eine elektrische Verbindung zu den entsprechenden Sensoren des Achsmoduls herzustellen.

Darüber hinaus kann die Sensorschnittstelle auch dazu ausgebildet sein, ein oder mehrere Akustiksensoren bzw. Körperschallsensoren zu kontaktieren, wobei die Akustiksensoren bzw. Körperschallsensoren auch dem Prüfstand zugeordnet sein können und nicht Bestandteile des Achsmoduls sein müssen. Beispielsweise können die Akustiksensoren bzw. Körperschallsensoren am Achsmodul angeordnet werden, um dessen akustische Eigenschaften zu überwachen.

Schließlich weist der Prüflingsträger eine Fluidschnittstelle zur Fluidversorgung des Achsmoduls auf. Das Fluid kann beispielsweise ein Schmier- oder Kühlmittel sein. Die Fluidschnittstelle ist dementsprechend vorteilhaft als eine oder mehrere hydrauli- sche Kupplungen ausgebildet.

Vorteilhaft ist der Prüflingsträger aus dem Prüfstand entnehmbar, so dass das Achs- modul außerhalb des Prüfstands - und somit vergleichsweise einfacher - auf dem Prüflingsträger angeordnet werden kann. Das Achsmodul wird dann für den Prüfvor- gang mitsamt dem Prüflingsträger an einer dafür vorgesehenen Position im Prüf- stand, nämlich der Prüfposition, positioniert.

Da der Prüflingsträger vorteilhaft aus dem Prüfstand entnommen werden kann, sind die elektrische Schnittstelle, die Sensorschnittstelle und die Fluidschnittstelle des Prüflingsträgers vorteilhaft einerseits als Schnittstelle zur Kontaktierung des Achsmo- duls ausgebildet, gleichzeitig aber auch zur Kontaktierung des Prüfstands. Somit können die Schnittstellen also beispielsweise einerseits bereits bei der Anordnung des Achsmoduls auf dem Prüflingsträger mit dem Achsmodul verbunden werden. Bei Erreichen der Prüfposition im Prüfstand können die Schnittstellen unmittelbar vor dem Prüfvorgang andererseits auch mit den entsprechenden Verbindungen des Prüf- stands verbunden werden. In anderen Worten verbinden die die elektrische Schnitt- stelle, die Sensorschnittstelle und die Fluidschnittstelle also Zuleitungen des Prüf- stands mit Anbindungen des Achsmoduls.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die mechanische Schnittstelle als wechselbare Prüflingsaufnahme ausgebildet ist, auf welche das Achsmodul über de- finierte Kontaktstellen abgelegt wird.

Das bedeutet zunächst also, dass die mechanische Schnittstelle nicht - wie im Stand der Technik üblich - ein fester Bestandteil des Prüflingsträgers ist, sondern wechsel- bar ist, also gegen andere mechanische Schnittstellen ausgewechselt werden kann. Somit kann je nach zu prüfendem Achsmodul vergleichsweise schnell, einfach und vor allem kostengünstig lediglich die mechanische Schnittstelle des Prüflingsträgers gewechselt werden, so dass der Prüflingsträger zur Aufnahme ganz unterschiedlich ausgebildeter Achsmodule umgerüstet werden kann. Es muss somit nicht eine Viel- zahl an unterschiedlichen und vergleichsweise teuren Prüflingsträgern vorgehalten werden, sondern vorteilhaft nur eine entsprechende Anzahl an wechselbaren mecha- nischen Schnittstellen. Der Prüflingsträger als solcher kann vielmehr auf einfache Weise an eine Vielzahl unterschiedlicher Achsantriebe angepasst werden.

Indem das Achsmodul nur auf der Prüflingsaufnahme abgelegt wird, nämlich über die Kontaktstellen, vereinfacht sich die Anordnung bzw. Montage des Achsmoduls auf dem Prüflingsträger bzw. auf der Prüflingsaufnahme gegenüber dem Stand der Tech- nik, da es im Stand der Technik üblich ist, das Achsmodul bei der Montage auf dem Prüflingsträger fest auf dem Prüflingsträger einzuspannen. Dieses Einspannen ist er- findungsgemäß bei der Anordnung des Achsmoduls auf dem Prüflingsträger jedoch nicht erforderlich, so dass sich die Anordnung bzw. Montage auf dem Prüflingsträger vereinfacht und beschleunigt. In anderen Worten bildet der Prüflingsträger bzw. die mechanische Schnittstelle nur ein „Positionsnest“, in welches bzw. auf welches das zu prüfende Achsmodul abgelegt wird. Die Prüflingsaufnahme ist vorteilhaft über eine standardisierte Anbindung mit dem Prüflingsträger verbindbar, beispielsweise über eine Schraubverbindung oder eine Klemmverbindung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Prüfstand ein Förderband umfasst, das dazu ausgebildet ist, den Prüflingsträger automatisiert in eine Prüfposition im Prüfstand zu fahren. Das Förderband kann ins- besondere als Rollenförderband ausgebildet sein.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Prüflingsträger mit dem darauf angeordneten Achsmodul auf dem Förderband einfach abgelegt werden kann und dann mittels des Förderbands automatisiert und ohne weiteres menschliches Zutun in die Prüfposition gefahren wird. Ebenso vorteilhaft wird der Prüflingsträger mit dem Achsmodul nach Abschluss des Prüfvorgangs automatisiert wieder aus der Prüfposition herausgefah- ren, so dass der nächste Prüflingsträger mitsamt dem darauf angeordneten Achsmo- dul in die Prüfposition gefahren werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand weiterhin eine entlang einer Achse verfahrbare wechselbare Spannaufnahme umfasst, die dazu ausgebildet ist, das Achsmodul auf der Prüflings- aufnahme bei Erreichen der Prüfposition automatisiert zu klemmen. Vorteilhaft wird das Achsmodul an den definierten Kontaktstellen geklemmt.

Die Achse ist dabei bevorzugt eine Vertikalachse, so dass die Spannaufnahme von oben auf das Achsmodul auf der Prüflingsaufnahme gefahren werden kann.

Alternativ bevorzugt kann es sich auch um eine Horizontalachse handeln, so dass das Achsmodul dementsprechend von der Seite geklemmt wird. In diesem Fall kann die Prüflingsaufnahme insbesondere auch eine seitliche Stütze für das Achsmodul aufweisen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auch das Einspannen des Achsmoduls in der Form des Klemmens des Achsmoduls automatisiert und ohne menschliches Zutun und somit vergleichsweise schnell erfolgt.

Die Spannaufnahme stellt dabei ein Gegenstück zur wechselbaren Prüflingsauf- nahme dar und ist ebenso wie die Prüflingsaufnahme wechselbar, um eine Vielzahl unterschiedlicher Achsmodule prüfen zu können. Auch die Spannaufnahme ist somit spezifisch an das jeweils zu prüfende Achsmodul angepasst.

Im Gegensatz zur Prüflingsaufnahme ist die Spannaufnahme jedoch nicht am Prüf- lingsträger angeordnet bzw. nicht ein wechselbarer Bestandteil des Prüflingsträgers, sondern ist am Prüfstand angeordnet, nämlich vertikal beweglich bzw. verfahrbar oberhalb des Prüflingsträgers angeordnet.

Wenn das Achsmodul auf der Prüflingsaufnahme bzw. auf dem Prüflingsträger die Prüfposition erreicht, beispielsweise mittels des Förderbands, dann wird die Span- naufnahme vorteilhaft automatisiert vertikal nach unten verfahren, um das Achsmo- dul zwischen der Prüflingsaufnahme und der Spannaufnahme an den Kontaktstellen zu klemmen. Damit ist das Achsmodul in den Prüfstand eingespannt und kann dem Prüfvorgang unterworfen werden.

Wie sich herausgestellt hat, ergibt das Einspannen des Achsmoduls mittels Klem- mens zwischen der Prüflingsaufnahme und der Spannaufnahme eine ausreichend steife Verbindung, um auch Prüfvorgänge bei hohen Drehzahlen zu ermöglichen, ohne dass der Prüfvorgang durch auftretende mechanische Schwingungen nachteilig beeinflusst wird. Beispielsweise können auf diese Weise Achsmodule geprüft wer- den, deren elektrischer Antriebsmotor Drehzahlen von mehr als 18.000 U/min bereit- stellen kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand dazu ausgebildet ist, die elektrische Schnittstelle, die Sen- sorschnittstelle und die Fluidschnittstelle bei Erreichen der Prüfposition automatisiert zu kontaktieren. Somit kann das Achsmodul ohne weiteres menschliches Zutun ver- gleichsweise schnell und effizient dem Prüfvorgang unterworfen werden.

Gemäß einer ganz bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Schnittstelle, die Sensorschnittstelle und die Fluidschnittstelle als eine gemeinsame Multikupplung ausgebildet sind. Unter einer Multikupplung ist da- bei eine Kupplung zu verstehen, die Schnittstellen unterschiedlicher Gattungen, wie nämlich zur Stromversorgung, zur Fluid- und Sensoranbindung, für eine gemeinsame Kontaktierung in einer gemeinsamen Kupplung verbindet. Die genannten Schnittstel- len sind dabei vorzugsweise in einer definierten Anordnung innerhalb der Kupplung zueinander positioniert, so dass ein Kupplungsgegenstück, das eine spiegelbildliche Positionierung der Schnittstellen aufweist, die Kupplung kontaktieren kann und dabei auch alle Schnittstellen gleichzeitig kontaktiert. Anstatt jede Schnittstelle einzeln kon- taktieren zu müssen, können über die Multikupplung also alle drei genannten Schnitt- stellen auf einmal kontaktiert werden. Somit reduziert sich die Vorbereitungszeit des Achsmoduls auf den Prüfvorgang.

Gemäß einer weiteren ganz bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vor- gesehen, dass die elektrische Schnittstelle, die Sensorschnittstelle und die Fluid- schnittstelle in einer Vertikalbewegung kontaktiert werden. Vorteilhaft wird dement- sprechend auch die Multikupplung in der Vertikalbewegung kontaktiert. Da der Prüf- stand für die Vertikalbewegung der Spannaufnahme ohnehin eine Vorrichtung zur Vertikalverstellbarkeit aufweisen muss, beispielsweise einen Hydraulikzylinder oder eine elektrisch verstellbare Gewindespindel, die einen Träger verfahren, können über die Vorrichtung zur Vertikalverstellbarkeit auch die elektrische Schnittstelle, die Sen- sorschnittstelle und die Fluidschnittstelle bzw. die Multikupplung kontaktiert werden.

Gemäß einer weiteren ganz bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorge- sehen, dass der Prüfstand dazu ausgebildet ist, die Multikupplung und die Spannauf- nahme in einer gemeinsamen Vertikalbewegung vertikal zu verfahren, um die Multi- kupplung zu schließen und das Achsmodul zu klemmen. Somit müssen keine geson- derten Mittel zu die Vertikalverstellung der Multikupplung und die Vertikalverstellung der Spannaufnahme vorgesehen werden. Dadurch werden die Multikupplung und die Spannaufnahme auch gleichzeitig vertikal verfahren, so dass sich der Prüfvorgang be- scheluenigt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüflingsträger von der elektrischen Schnittstelle, der Sensorschnitt- stelle und der Fluidschnittstelle ausgehende wechselbare Zuleitungen zur elektri- schen Kontaktierung, zur Sensorkontaktierung und zur Fluidkontaktierung des Achs- moduls aufweist. Indem die Zuleitungen wechselbar sind, können sie analog zu den Prüflingsaufnahmen und Spannaufnahmen bedarfsweise ausgetauscht und an das zu prüfende Achsmodul angepasst werden.

Die Zuleitungen sind vorteilhaft als Kabel, Drähte bzw. Schläuche ausgebildet. Vor- teilhaft weisen die Zuleitungen an einem ersten Ende, welches zur Verbindung mit der elektrischen Schnittstelle, der Sensorschnittstelle und der Fluidschnittstelle vor- gesehen ist, jeweils eine standardisierte Anbindung, beispielsweise Buchse oder Ste- cker, auf. An ihrem anderen Ende, welches zur Verbindung mit einer entsprechenden Anbindung des Achsmoduls vorgesehen ist, weisen die Zuleitungen jedoch eine spe- zifisch an das Achsmodul angepasste Anbindung auf, beispielsweise einen spezifi- schen Stecker oder eine spezifische Buchse. Somit kann über die Auswahl entspre- chender Zuleitungen das Achsmodul mit den Schnittstellen des Prüflingsträgers ver- bunden werden, ohne dass jeweils ein vollständiger anderer, an das Achsmodul an- gepasster Prüflingsträger erforderlich wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass die Zuleitungen bei Erreichen der Prüfposition automatisiert mit dem Achs- modul verbunden werden. Dies kann vorteilhaft über einen oder mehrere Roboterarme geschehen, welche insbesondere Bestandteil des Prüfstands sein können. Somit kann auch die Anbindung der Zuleitungen an das Achsmodul ohne menschliches Zutun er- folgen, was wiederum die Vorbereitungszeit auf den eigentlichen Prüfvorgang redu- ziert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand ein Spannaufnahmenmagazin zur Bevorratung einer Vielzahl unterschiedlicher wechselbarer Spannaufnahmen aufweist, wobei der Prüf- stand dazu ausgebildet ist, die Spannaufnahmen automatisiert zu wechseln. Das Spannaufnahmenmagazin kann beispielsweise Spannaufnahmen für diejenigen Ar- ten von Achsmodulen bevorraten, die üblicherweise mittels des Prüfstands geprüft werden. Durch eine entsprechende Bedienereingabe, beispielsweise an einem dem Prüfstand zugeordneten PC oder einer dem Prüfstand zugeordneten Steuereinheit, kann dann die Art des als nächstes zu prüfenden Achsmoduls vorgegeben werden, woraufhin der Prüfstand automatisiert eine entsprechende Spannrahme aus dem Spannaufnahmenmagazin auswählt.

Insbesondere kann das Spannaufnahmenmagazin als Führung bzw. Stange ausge- bildet sein, an welcher eine Vielzahl unterschiedlicher Spannaufnahmen schlittenartig verschiebbar angeordnet sind. Eine jeweils benötigte Spannaufnahme kann dann über dem zu prüfenden Achsmodul in der Prüfposition positioniert werden.

Alternativ bevorzugt können auch unterschiedliche Spannaufnahmen mittels eines Roboterarms ausgewählt, aus einer Ablage entnommen und am Prüfstand angeord- net werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand im Bereich der Prüfposition eine Auflage für den Prüflingsträ- ger aufweist, wobei das Förderband oberhalb der Auflage angeordnet ist und eine Ausnehmung für die Auflage aufweist, wobei der Prüflingsträger länger und/oder brei- ter ist als die Ausnehmung, wobei das Förderband eine Federung aufweist und wo- bei der Prüfstand dazu ausgebildet ist, den Prüflingsträger mittels der Spannauf- nahme entgegen der Federung auf die Auflage zu drücken.

Der Prüfstand weist also eine Auflage auf, auf welche der Prüflingsträger prinzipiell aufliegen kann. Diese Auflage ist im Bereich der Prüfposition unterhalb des Prüflings- trägers angeordnet. Da der Prüflingsträger zunächst einmal auf dem Förderband auf- liegt, ist das Förderband in vertikaler Richtung zwischen dem Prüflingsträger und der Auflage angeordnet. Dementsprechend muss das Förderband eine Ausnehmung aufweisen, durch welche der Prüflingsträger in Kontakt mit der Auflage gebracht werden kann. Das Förderband ist dabei im Bereich der Prüfposition über eine Fede- rung horizontal gehalten. Indem der Prüfstand nun eine vertikale Kraft auf das Achs- modul ausübt - vorzugsweise im Rahmen des Klemmens des Achsmoduls zwischen der Prüflingsaufnahme und der vertikal auf das Achsmodul zugestellten Spannauf- nahme - wird auch eine Kraft auf das Förderband und entgegen der Federung aus- geübt. Diese Kraft ist so dimensioniert, dass sie das Achsmodul und das Förderband entgegen der Federung soweit nach unten presst, bis die Auflage von unten durch die Ausnehmung des Förderbands ragt und von unten in Anlage mit dem Prüflings- träger kommt.

Die Auflage ist vorzugsweise aus einem Betonguss oder Mineralbetonguss herge- stellt.

Somit ist der Prüfling vergleichsweise steif an den Prüfstand angebunden und kann auch bei hohen und sehr hohen Drehzahlen dem Prüfvorgang unterworfen werden, ohne dass den Prüfvorgang störende Schwingungen auftreten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der Prüfstand zur Herstellung einer Triebverbindung zwischen je einer Be- lastungseinheit und je einer Abtriebswelle des Achsmoduls ein Adapterwellenmaga- zin zur Bevorratung einer Vielzahl unterschiedlicher wechselbarer Adapterwellen auf- weist, wobei der Prüfstand dazu ausgebildet ist, die Adapterwellen automatisiert zu wechseln. Die Adapaterwellen dienen also dazu, eine Triebverbindung zwischen je einer Belastungseinheit und je einer Abtriebswelle des Achsmoduls herzustellen, in- dem sie die Motorwellen der Belastungseinheiten mit den Abtriebswellen des Achs- moduls drehfest verbinden. Ein erstes Ende einer jeden Adapterwelle weist dabei eine standardisierte Verbindung auf, beispielsweise eine Steckverbindung, um die Adpaterwelle drehfest mit einer Motorwelle der jeweiligen Belastungseinheit verbin- den zu können. Ein zweites Ende der Adapaterwellen ist hingegen jeweils spezifisch an die Art des zu prüfenden Achsmoduls angepasst. Indem das Adapterwellenmaga- zin zur Bevorratung einer Vielzahl unterschiedlicher wechselbarer Adapterwellen vor- gesehen ist, kann der Prüfstand zur Prüfung einer Vielzahl unterschiedlicher Arten von Achsmodulen verwendet werden. Die Adapterwellen können beispielsweise nach Maßgabe einer Bedienereingabe über den PC oder die Steuereinheit automati- siert von einem Roboterarm gewechselt werden. Somit kann der Prüfstand auch an die unterschiedlichen Abtriebswellen unterschiedlicher Arten von Achsmodulen ver- gleichsweise schnell und einfach angepasst werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese- hen, dass der mindestens eine Prüflingsträger mindestens ein Zentrierelement auf- weist, wobei der der Prüfstand dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Prüflings- träger bei Erreichen der Prüfposition mittels des mindestens einen Zentrierelements automatisiert auszurichten. Das Zentrierelement kann beispielsweise als Pin oder Bohrung ausgebildet sein.

Vorteilhaft weist der Prüflingsträger zwei Zentrierelemente auf.

Über die Zentrierelemente kann der Prüflingsträger in der Prüfposition exakt in die er- forderliche Ausrichtung gebracht werden, um sowohl die Multikupplung als auch die Abtriebswellen des Achsmoduls automatisiert zu kontaktieren.

Das Zentrieren an sich erfolgt vorzugsweise, indem das Zentrierelement in Eingriff mit einem Gegenelement gebracht wird, beispielsweise eine Bohrung in Kontakt mit einem insbesondere kegelförmigen Pin, und dadurch ausgerichtet wird.

Das Zutun eines menschlichen Bedieners ist somit nicht erforderlich.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausfüh- rungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft und schematisch einen Aufbau eines erfindungsgemäßen

Prüfstands zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren

Achsmoduls für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 den Prüfstand der Fig. 1 , jedoch mit einem eingespannten Achsmodul,

Fig. 3 ebenfalls den Prüfstand der Fig. 1 , jedoch in einer Seitenansicht, Fig. 4 den Prüfstand der Fig. 1 in der Seitenansicht der Fig. 3, jedoch einem eingespannten Achsmodul,

Fig. 5 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands,

Fig. 6 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Prüfstands,

Fig. 7 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Prüflingsträgers,

Fig. 8 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands und

Fig. 9 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands.

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

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Prüfstands 100 zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achs- moduls 10 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt in Fig. 1 ) in einer Ansicht von vorne. Der Prüfstand umfasst beispielsgemäß zwei nicht dargestellte Belastungseinheiten, die jeweils als Elektromotoren ausgebildet sind und deren Motorwellen (ebenfalls nicht dargestellt in Fig. 1 ) über jeweils dazu ausgebildete Adapterwellen (ebenfalls nicht dargestellt in Fig. 1 ) jeweils drehfest mit den Abtriebswellen (ebenfalls nicht dar- gestellt in Fig. 1 ) des Achsmoduls 10 verbunden sind.

Weiterhin umfasst der Prüfstand 100 der Fig. 1 einen Prüflingsträger 110, wobei der Prüflingsträger 110 seinerseits eine mechanische Schnittstelle 120 zum Einspannen des Achsmoduls 10, eine elektrische Schnittstelle 141 zum Bestromen des Achsmo- duls 10, eine Sensorschnittstelle 143 zum Kontaktieren von Sensoren des Achsmo- duls 10 und eine Fluidschnittstelle 142 zur Fluidversorgung des Achsmoduls 10 umfasst. Der besseren Anschaulichkeit wegen ist jedoch nur die mechanische Schnittstelle 120 in Fig. 1 dargestellt.

Wie zu sehen ist, ist das Achsmodul 10 auf der mechanischen Schnittstelle 120, die als wechselbare Prüflingsaufnahme 120 ausgebildet ist, abgelegt. Das Achsmodul 10 weist dazu eine Reihe von definierten Kontaktstellen 11 auf. Die Prüflingsaufnahme 120 ist an die spezifische Geometrie des Achsmoduls 10 angepasst, so dass das Achsmodul 10 an den zum Prüfen vorgesehenen Kontaktstellen 11 eingespannt wer- den kann, bzw. zunächst mittels der Kontaktstellen 11 auf der Prüflingsaufnahme 120 abgelegt werden kann. Bei den Kontaktstellen 11 des Achsmoduls 10 handelt es sich beispielsgemäß um diejenigen Kontaktstellen 11 , über die das Achsmodul 10 auch bei einem Einbau in ein Kraftfahrzeug im Kraftfahrzeug eingespannt ist.

Weiterhin zu sehen ist in Fig. 1 , dass der Prüfstand 100 auch eine entlang einer Ver- tikalachse verfahrbare (dargestellt durch 2 Pfeile in Fig. 1 ) wechselbare Spannauf- nahme 130 umfasst. Die Spannaufnahme 130 wird dabei durch den Träger 160 ver- fahren. Die Spannaufnahme 130 ist ebenso wie die Prüflingsaufnahme 120 dazu ausgebildet, das Achsmodul 10 im Prüfstand 100 einzuspannen, beispielsgemäß durch Klemmen, indem die Spannaufnahme 130 von oben vertikal nach unten gefah- ren wird, um das Achsmodul 10 an den definierten Kontaktstellen 11 einzuspannen.

Wenn das Achsmodul 10 auf der Prüflingsaufnahme 120 angeordnet wurde und die Prüflingsaufnahme 120 mit dem Prüflingsträger 110 im Prüfstand 100 angeordnet wurde, kann die Spannaufnahme 130 automatisiert vertikal nach unten gefahren wer- den, um das Achsmodul 10 einzuspannen.

Ebenfalls gezeigt in Fig. 1 ist ein Förderband 170, das beispielsgemäß als Rollenför- derband 170 ausgebildet ist. Das Förderband 170 weist eine in Fig. 1 nicht darge- stellte Federung 180 unterhalb des Förderbands 170 auf, welche das Förderband 170 mit dem darauf angeordneten Prüflingsträger 110 sowie der Prüflingsaufnahme 120 nach oben drängt. Sowohl die Prüflingsaufnahme 120 als auch die Spannaufnahme 130 sind wechsel- bar, d.h., dass auf dem Prüflingsträger 110 unterschiedliche Prüflingsaufnahmen 120 angeordnet werden können, welche jeweils an unterschiedliche Achsmodule 10 an- gepasst sind. Es ist daher vorteilhaft nicht notwendig, eine Vielzahl an vergleichs- weise teuren Prüflingsträgern 110 mit jeweils fest angeordneter mechanischer Schnittstelle 120 vorzuhalten, um unterschiedliche Gattungen von Achsmodulen 10 im Prüfstand 100 prüfen zu können.

In analoger Weise ist auch die Spannaufnahme 130 wechselbar, um unterschiedliche Gattungen von Achsmodulen 10 im Prüfstand 100 einspannen und prüfen zu können

Fig. 2 zeigt den Prüfstand 100 der Fig. 1 , jedoch mit einem eingespannten Achsmo- dul 10. Wie zu sehen ist, ist der Träger 160 mit der Spannaufnahme 130 vertikal nach unten verfahren, um das Achsmodul 10 zwischen der Spannaufnahme 130 und der Prüflingsaufnahme 120 an den dafür vorgesehenen, definierten Kontaktstellen 11 zu klemmen.

Da die Spannaufnahme 130 vertikal nach unten gefahren wurde, um das Achsmodul

10 im Prüfstand 100 einzuspannen, wirkt ein entsprechender Druck von oben auf die Federung 180 des Förderbands 170, so dass dieses entgegen der Federkraft der Fe- derung 180 nach vertikal unten gepresst wird und auf eine in Fig. 2 nicht dargestell- ten Auflage 190 von oben aufliegt. Die eingezeichneten, ringförmigen Pfeile veran- schaulichen den Kraftfluss zum Klemmen des Achsmoduls 10 an den Kontaktstellen

11 durch die Prüflingsaufnahme 110 und die Spannaufnahme 130.

Fig. 3 zeigt ebenfalls den Prüfstand 100 der Fig. 1 , jedoch in einer Seitenansicht. In der Seitenansicht der Fig. 3 ist gegenüber der Frontalansicht der Fig. 1 zusätzlich eine Multikupplung 140 zu sehen, welche oben auf dem Prüflingsträger 110 angeord- net ist. Die Multikupplung 140 fasst dabei die Schnittstellen 141 , 142, 143 zur Strom- versorgung des Achsmoduls 10 sowie zur Fluid- und Sensoranbindung für eine ge- meinsame Kontaktierung zusammen. Diese Schnittstellen 141 , 142, 143 sind in einer definierten Anordnung innerhalb der Multikupplung 140 zueinander positioniert, so dass ein Kupplungsgegenstück 150, das eine spiegelbildliche Positionierung der Schnittstellen 141 , 142, 143 aufweist, die Multikupplung 140 kontaktieren kann, um so alle Schnittstellen 141 , 142, 143 in der Multikupplung 140 gleichzeitig zu verbin- den.

Wie zu sehen ist, wird die Multikupplung 140 mit dem Kupplungsgegenstück 150 ver- bunden, wenn die Spannaufnahme 130 vertikal nach unten verfahren wird, da die Spannaufnahme 130 und das Kupplungsgegenstück 150 am selben Träger 160 des Prüfstands 100 angeordnet sind.

In gestrichelter Darstellung zeigt Fig. 3 eine weitere mögliche Anordnungsform der Multikupplung 140‘. In diesem Fall ist die Multikupplung 140' nicht oben auf dem Prüflingsträger 110 angeordnet, sondern unten am Prüflingsträger 110. Das zugehö- rige Kupplungsgegenstück 150' ist ebenfalls gestrichelt dargestellt und unterhalb des Förderbands 140 angeordnet. In diesem Fall wird die Multikupplung 140' mit dem Kupplungsgegenstück 150' verbunden, wenn die Spannaufnahme 130 ausreichend Kraft auf das Achsmodul 10 und damit auf den Prüflingsträger 110 ausübt, um diese entgegen der Federkraft der Federung 180 (nicht dargestellt in Fig. 3) des Förder- bands 170 in Richtung des Kupplungsgegenstücks 150' zu bewegen und so die Mul- tikupplung 140' mit dem Kupplungsgegenstück 150' zu verbinden.

Fig. 4 zeigt den Prüfstand 100 der Fig. 1 in der Seitenansicht der Fig. 3, jedoch ei- nem eingespannten Achsmodul 10. Zudem ist in der Fig. die Multikupplung 140 mit dem Kupplungsgegenstück 150 verbunden bzw. die gestrichelt dargestellte, alterna- tive Multikupplung 140' ist mit dem Kupplungsgegenstück 150' verbunden.

Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls 10 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt in Fig. 5). Die Fig. 5 zeigt gegenüber den Figs. 1 bis 4 insbesondere die Auflage 190, die beispielsgemäß aus vier Rippen besteht, die jeweils aus einem Mineralguss herge- stellt wurden. An den oberen Enden der Rippen der Auflage 190 sind Abstreifer 200 angeordnet, die beispielsgemäß als Bürsten 200 ausgebildet sind, um Verschmut- zungen von der Unterseite des Prüflingsträger 110 zu entfernen, wenn dieser durch das Förderband 170 über die Auflage 190 bewegt wird. Eine Ausbildung der Abstrei- fer 200 als Gummilippen ist ebenfalls denkbar. Wenn nun der (in Fig. 5 nicht darge- stellte) Träger 160 vertikal nach unten fährt, um die Spannaufnahme 130 nach unten zu verfahren und das Achsmodul 10 im Prüfstand 100 einzuspannen, so wirkt auch eine Kraft auf die Prüflingsaufnahme 120, den Prüflingsträger 110 und das Förder- band 170. Diese Kraft drängt das Förderband 170 entgegen der Federkraft der Fede- rungen 180 nach unten, bis der Prüflingsträger 110 auf der Auflage 190 aufliegt.

Fig. 6 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Aus- schnitts eines erfindungsgemäßen Prüfstands 100, nämlich die Auflage 190, beste- hend aus vier Rippen, sowie das Förderband 170 und die Federung 180 in einer Draufsicht von oben.

Wie zu sehen ist, weist das Förderband 170, welches beispielsgemäß ein Rollenför- derband 170 mit Rollen 171 ist, eine Ausnehmung 172 auf. Durch die Ausnehmung 172 ist die Auflage 190 zu sehen. Das Förderband 170 wird durch die Federung 180 normalerweise in einer Position oberhalb der Auflage 190 gehalten. Bei einer ent- sprechenden Beaufschlagung mit einer vertikal nach unten wirkenden Kraft, kann das Förderband 170 aber entgegen der Federkraft der Federung 180 nach unten ge- drängt werden.

Fig. 7 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines Prüf- lingsträgers 110 mit einer Prüflingsaufnahme 120 sowie einer elektrischen Schnitt- stelle 141 , einer Fluidschnittstelle 142 und einer Sensorschnittstelle 143. Wie zu se- hen ist, weist jede Schnittstelle 141 , 142, 143 beispielsgemäß zwei Buchsen auf, wo- bei jeweils eine erste Buchse jeder Schnittstelle 141 , 142, 143 eine Zuführung von elektrischem Strom bzw. elektrischer Spannung bzw. Fluid an das Achsmodul 10 er- möglicht und jeweils eine zweite Buchse jeder Schnittstelle 141 , 142, 143 eine Rück- führung ermöglicht. Dazu werden jeweils die erste Buchse und die zweite Buchse ei- ner jeden Schnittstelle 141 , 142, 143 über ein dazu geeignetes Verbindungsmittel wie ein passendes Kabel, einen geeigneten Schlauch oder einen geeigneten Draht mit passend ausgebildetem Stecker mit den entsprechenden Anbindungen des Achs- moduls 10 verbunden. Die Verbindungsmittel sind ebenso wie die Prüflingsaufnahme 120 wechselbar, so dass abhängig vom zu prüfenden Achsmodul 10 jeweils geeig- nete Verbindungsmittel 120 ausgewählt werden können und mit der ersten und der zweiten Buchse der Schnittstellen 141 , 142 und 143 verbunden werden können. Das Achsmodul 10 liegt mit den Kontaktstellen 11 auf der Prüflingsaufnahme 120 auf.

Beispielsgemäß stellen die Schnittstellen 141 , 142, 143 eine Multikupplung 140' dar, die durch eine entsprechendes Kupplungsgegenstück 150' von unten durch den Prüfstand 100 kontaktiert werden kann, um über die Schnittstellen 141 , 142, 143 für das Achsmodul 10 eine elektrische Versorgung bzw. Fluidversorgung bzw. Sensor- signalanbindung zu ermöglichen.

Fig. 8 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls 10 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt in Fig.

8).

Der Prüfstand der Fig. 8 weist eine Multikupplung 140' die von unten mittels eines Kupplungsgegenstücks 150' kontaktiert werden kann. Außerdem weist der Prüfstand 100 ein Spannaufnahmenmagazin 131 zur Bevorratung von drei unterschiedlichen wechselbaren Spannaufnahmen 130, 130' 130“ auf, wobei der Prüfstand 100 dazu ausgebildet ist, die Spannaufnahmen 130, 130' 130“ automatisiert zu wechseln. Zum automatisierten Wechseln der Spannaufnahmen 130, 130' 130“ können diese ent- lang der Plattform 132 seitlich verfahren werden, so dass jeweils ein benötigter bzw. zu einem Achsmodul 10 passender Spannaufnahmen 130, 130' 130“ oberhalb des Achsmoduls positioniert werden kann und somit für den Prüfvorgang verwendet wer- den kann.

Fig. 9 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform ei- nes erfindungsgemäßen Prüfstands 100 zum Prüfen von Eigenschaften eines elektrisch antreibbaren Achsmoduls 10 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt in Fig.

9). Der Prüfstand 100 der Fig. 9 unterscheidet sich vom Prüfstand 100 der Fig. 8 durch die Ausbildungsform des Spannaufnahmenmagazins 131 (nicht dargestellt in Fig. 9). Im Gegensatz zum Prüfstand 100 der Fig. 8 weist der Prüfstand 100 der Fig. 9 näm- lich einen Roboterarm 133 auf, der die unterschiedlichen Spannaufnahmen 130, 130‘ 130“ aus dem Spannaufnahmenmagazin 131 entnimmt und am Träger 160 anord- net.

Bezuqszeichen

Achsmodul

Kontaktstelle

Prüfstand

Prüflingsträger

Prüflingsaufnahme, mechanische Schnittstelle

Spannaufnahme ‘ Spannaufnahme “ Spannaufnahme ‘“ Spannaufnahme

Spannaufnahmenmagazin

Plattform

Roboterarm

Multikupplung ‘ Multikupplung elektrische Schnittstelle

Fluidschnittstelle

Sensorschnittstelle

Gegenkupplungsstück ' Gegenkupplungsstück

Träger

Förderband, Rollenförderband

Rollen

Ausnehmung

Federung

Auflage

Abstreifer, Bürste, Gummilippe