AT511020A2

AT511020A2 - Stützlager für die Seitenwellen eines auf einem Prüfstand befindlichen Antriebsstranges oder eines kompletten Fahrzeuges

Info

Publication number: AT511020A2
Application number: AT500882012A
Authority: AT
Inventors: Walter Finn Dipl Ing Martell; Walter Orth; Wolfgang Ing Kopecky
Original assignee: Avl Deutschland Gmbh
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2012-08-15
Also published as: AT13274U1; AT511020A3

Abstract

Ein Stützlager für die Seitenwellen eines auf einem Prüfstand befindlichen Antriebsstranges oder eines kompletten Fahrzeuges weist ein Lagergehäuse (1) auf, in dem eine Welle (2) mit zwei einander gegenüberliegenden Flanschflächen (3) aufgenommen ist, und weist weiters eine Tragestruktur (6, 8; 9, 10; 12) für das Lagergehäuse (1) zur Abstützung auf einer Montagefläche (4) auf. Zumindest eine Einrichtung (8, 9) ist in oder an der Tragestruktur (6, 8; 9, 10; 12) vorgesehen, welche eine Verschiebung des Lagergehäuses (1) parallel zur Montagefläche (4) ermöglicht.

Description

Printed: 20-03-2012 E014.1 l 10 2012/50088

AV-347G AT

Stützlager für die Seitenwellen eines auf einem Prüfstand befindlichen Antriebsstranges oder eines kompletten Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Stützlager für die Seitenwellen eines auf einem Prüfstand befindlichen Antriebsstranges inklusive Fahrwerk oder eines kompletten Fahrzeuges, mit einem Lagergehäuse, in dem eine Welle mit zwei einander gegenüberliegenden Flanschflächen aufgenommen ist, und mit einer Tragestruktur für das Lagergehäuse zur Abstützung auf einer Montagefläche. Über Stützlager wie eingangs beschrieben, die an Stelle der Räder an die Radnaben eines Antriebsstranges oder Fahrzeuges montiert werden, werden die Aufstandskräfte des Fahrzeuges oder Antriebsstranges übernommen. Dabei wird das Stützlager auch über eine kardanische Welle mit der Belastungsmaschine verbunden, welche die torsionale Belastung für den Antriebsstrang nachbildet. Damit können die Abtriebswellen des Fahrzeugs oder Antriebsstranges drehen, ohne dass sich das System bewegt. Bei Einfedern oder sonstigen Änderungen der Rad-Aufhängungs-Geometrie des Fahrzeuges während des Testbetriebs kommt es aber bei herkömmlichen Ausführungen von Stützlagern zu unerwünschten Verspannungen.

Auf dem Markt erhältlich sind Stützlager, die als fest montierte Stehlager ausgeführt sind. Auch gibt es Radfelgen mit Lagerung, die wie ein Stützlager funktionieren. Weiters sind in der DE 3507906 C2 radartige Vorrichtungen geoflenbart, die auf Prüfständen anstelle der normalen Fahrzeugräder montiert werden und drehbare Innenteile aufweisen, um die Verbindung der Wellen des Fahrzeuges mit den Belastungsmaschinen zu gewährleisten. Auch hier können weiterhin Verspannungen auftreten, insbesondere in Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher in einer verbesserten Ausführungsform eines Stützlagers, welches dazu beiträgt, auf dem Prüfstand die Bedingungen im Fährbetrieb optimal und möglichst ohne Verspannungen im System nachzubilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Tragestruktur zumindest eine Einrichtung aufweist, die eine Verschiebung des Lagergehäuses parallel zur Montagefläche ermöglicht. Damit ist gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Lager vier Freiheitsgrade hat und sich der Montagefläche in deren Ebene, d.h. in x und y Richtung bewegen, auf der Ebene rotieren und sich in z Richtung neigen kann. Damit kann sich das Stützlager in seiner Position und Neigung an die Bewegung der Radauf- 1/7 19-03-2012

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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Tragestruktur über zumindest zwei Laufrollen, vorzugsweise kugelförmig, auf der Montagefläche abstützt.

Vorzugsweise ist diese Ausführungsform optional dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine Laufrollen vor und zumindest eine Laufrolle hinter der senkrechten Projektionslinie der Wellenachse auf die Montagefläche befindet.

Es könnte alternativ aber auch eine Anordnung von zumindest drei, vorzugsweise vier, Laufrollen, vorgesehen sein, die um den Projektionspunkt der vom Stützlager aufzunehmenden Aufstandskraft herum verteilt sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur Gleitflächen zur Abstützung des Lagergehäuses auf der Montagefläche aufweist.

Eine wieder andere Variante sieht hingegen vor, dass die Tragestruktur hydrostatische Gleitlager oder Luftlager zur Abstützung des Lagergehäuses auf der Montagefläche aufweist. Für alle bislang beschriebenen Varianten ist eine vorteilhafte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse in der Tragestruktur um eine im Wesentlichen parallel zur Montagefläche liegende Achse schwenkbar befestigt ist.

Eine einfache und funktionssichere Möglichkeit dafür ist eine Konstruktion, bei welcher die Tragestruktur zwei Pivotlager aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagergehäuses angeordnet sind und das Lagergehäuse mit der Tragstruktur schwenkbar verbinden.

Um eine einfache Möglichkeit zur Schwingungsuntersuchung und/oder Dämpfung in z-Richtung zu bieten, ist eine wieder andere Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagerge- 2/7 19-03-2012

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Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, die Tragarme elastisch längenveränderlich, vorzugsweise schwingungsgedämpft, ausgeführt sind.

In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden, wobei in den beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele der erfmdungsgemäßen Anordnung dargestellt sind.

Dabei zeigt die Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsfomn eines erfindungsgemäßen Stützlagers mit Laufrollen von schräg oben, Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Teilbereich der Laufrollen des Stützlagers der Fig.l, Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stützlagers mit Aufhängung in z-Richtung in einer Ansicht von schräg oben, und Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Stützlagers mit nur zwei Laufrollen.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stützlagers dargestellt. An der in einem Lagergehäuse 1 drehbar gelagerten Welle 2 kann an jeweils einer Flanschfläche 3 an einer Seite die Radnabe des Fahrzeugs oder des Antriebsstranges und an der gegenüberliegenden Seite die Verbindungswelle zum Belastungsaggregat montiert werden. Die Welle 2 ist über das Lagergehäuse 1 und seine Aufhängung auf einer Montagefläche 4 abgestützt. Zur Neigung in z-Richtung, d.h. gegen eine vertikal orientierte Ebene, ist das Lagergehäuse 1 über zwei Pivotlager 5 in einer Tragestruktur 6 gelagert und kann sich um die parallel zur Montagefläche 4 und damit der x-y-Fläche orientierte Pivotlagerachse P drehen. Damit kann die Flanschfläche 3 jeden beliebigen Winkel zur Montagefläche 4 einnehmen. Die Tragestruktur 6 weist eine Bodenplatte 7 auf, die mit einer Anordnung von drehbar gelagerten Laufrollen, vorzugsweise Kugelrollen 8, ausgestattet ist, durch welche eine Verschiebung der Tragestruktur 6 über die Montagefläche 4, d.h. in x- und/oder y-Richtung, möglich ist. Eine Aufnahme in der Bodenplatte 7 mit einer darin eingesetzten Kugelrolle 8 ist in Fig. 2 in größerem Maßstab dargestellt.

Zumindest je eine der Kugelrollen 8 befindet sich dabei vor und zumindest je eine weitere Kugelrolle 8 befindet sich hinter der senkrechten Projektionslinie der Wellenachse auf die Montagefläche 4. Im Fall einer Anordnung mit drei oder mehreren Kugelrollen 8 ist eine Geometrie vorteilhaft, bei der die Kugelrolien 8 um den Projektionspunkt der vom Stützlager aufzunehmenden Aufstandskraft auf die Montagefläche 4 herum verteilt sind. 3/7 19-03^2012

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Auch eine Drehung um eine senkrecht auf die Montagefläche 4 stehende Achse ist durch die „schwimmende” Lagerung der Bodenplatte 7 auf der Montagefiäche 4 möglich. Die Welle 2 im Lagergehäuse 1 kann nur in z Richtung nach unten eine Kraft aufnehmen, in allen anderen Richtungen nicht. Sie wird sich daher an die Bewegung der daran befestigten Radnabe beim Einfedern, Lenken oder Laständerungen anpassen, die Gewichtskraft des Fahrzeugs oder des Antriebsstranges aber aufnehmen.

Eine andere Ausführungsförm eines erfindungsgemäßen Stütziagers ist in der Fig. 3 dargestellt. Hier ersetzt eine Hängevorrichtung die Pivotlager 5 und wirkt wie eine Schaukel für das Lagergehäuse 1. Das Lagergehäuse 1 ist etwa in Höhe seiner Mittelachse, entsprechend der Lage der Pivotachse P der Fig. 1, an zwei Tragarmen 9 aufgehängt, die von einem oberen Joch 10, oberhalb der Achse der Welle 2, ausgehen. Hier ist der maximal erreichbare Winkel zur Vertikalen durch die Auslenkbarkeit der Tragarme 9 begrenzt und typischerweise Weiner als bei der Ausführungsförm der Fig. 1, für den Sturz des Rades aber ausreichend. Dämpfer 11 zwischen den Tragarmen 9 und dem Joch 10 erlauben eine Schwingungsdämpfung in z Richtung. Die Tragarme 9 selbst können gegebenenfalls auch elastisch längenveränderlich, vorzugsweise schwingungsgedämpft, ausgeführt sein.

Anstelle der Laufrollen 8 können zur Gewährleistung der Verschiebbarkeit des Lagergehäuses 1 parallel zur Montagefläche 4 auch andere Systeme eingesetzt werden, beispielsweise Gleitlager an der Tragestruktur 6 und/oder der Montagefläche 4, hydrostatische Gleitlager oder Luftlager.Fig, 4 zeigt wieder eine Ausführungsform mit Laufrollen 8, jedoch nur mit zwei Laufrollen 8, deren Aufstandspunkte auf der Montagefläche 4 miteinander eine Schwenkachse S definieren, um die sich der gesamte Fuß 12, der das Lagergehäuse 1 trägt, um die z-Achse neigen kann. Die in der Zeichnung dargestellten Winkel 13 rechts und links des Fußes 12 dienen lediglich der Montage und werden während des Prüfbetriebs entfernt. Durch die Laufrollen 8 ist auch hier neben der Neigung eine freie Bewegung in der Ebene der Montagefiäche 4, d.h. in x-y-Richtung, möglich und von der Neigung um die z-Achse entkoppelt. Auch diese Ausführungsförm eignet sich sehr gut für dynamische Antriebsstranguntersuchungen. 4/7 19-03-2012

Claims

Printed: 20-03-2012 E014.1 5 10 2012/50088 AV-3470 AT Patentansprüche: 1. Stützlager für die Seitenwellen eines auf einem Prüfstand befindlichen Antriebsstranges oder eines kompletten Fahrzeuges, mit einem Lagengehäuse (1), in dem eine Welle (2) mit zwei einander gegenüberliegenden Flanschflächen (3) aufgenommen ist, und mit einer Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) für das Lagergehäuse (1) zur Abstützung auf einer Montagefläche (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) zumindest einen Einrichtung (8, 9) aufweist, die eine Verschiebung des Lagergehäuses (1) parallel zur Montagefläche (4) ermöglicht
2. Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) über zumindest zwei Laufrollen (8), vorzugsweise kugelförmig, auf der Montagefläche (4) abstützt.
3. Stützlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine Laufrollen (8) vor und zumindest eine Laufrolle (8) hinter der senkrechten Projektionslinie der Wellenachse auf die Montagefläche (4) befindet.
4. Stützlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung von zumindest drei, vorzugsweise vier, Laufrollen (8), vorgesehen ist, die um den Projektionspunkt der vom Stützlager aufzunehmenden Aufstandskraft herum verteilt sind.
5. Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (6, 8; 9, 10; 12) Gleitflächen zur Abstützung des Lagergehäuses (l) auf der Montagefläche (4) aufweist.
6. Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (6, 8; 9, 10; 12) hydrostatische Gleitlager oder Luftlager zur Abstützung des Lagergehäuses (1) auf der Montagefläche (4) aufweist.
7. Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (1) in der Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) um eine im Wesentlichen paral- 5/7 19-03-2012 Printed: 20-03-2012 E014.1 6 10 2012/50088 AV-3470 AT lei zur Montagefläche (4) liegende Achse (P, S) schwenkbar befestigt ist.
8. Stützlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (6, 8; 9, 10; 12) zwei Pivotlager (5) aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagergehäuses (1) angeordnet sind und das Lagergehäuse (1) mit der Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) schwenkbar verbinden.
9. Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (6, 8; 9,10; 12) zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagergehäuses (1) angreifende Tragarme (9) aufweist, die oberhalb der Welle (2) des Stützlagers pendelnd aufgehängt sind.
10. Stützlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Tragarme (9), vorzugsweise beide Tragarme (9), elastisch längenveränderlich, vorzugsweise schwingungsgedämpft, ausgeführt ist. 6/7 19-03-2012