DE102023203553A1

DE102023203553A1 - test bench for a drive train of a working machine

Info

Publication number: DE102023203553A1
Application number: DE102023203553.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dwolinski; Sebastian Egner; Sebastian Kaufmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-04-19
Filing date: 2023-04-19
Publication date: 2024-10-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (1) für einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine (2), umfassend jeweils ein Aufständermodul (10) für jedes Fahrzeugrad der Arbeitsmaschine (2) sowie jeweils eine Belastungsmaschine (30) für jedes angetriebene Fahrzeugrad der Arbeitsmaschine (2), wobei das jeweils eine Aufständermodul (10) dazu ausgebildet ist, jeweils eine Abtriebswelle eines Fahrzeugrads mit jeweils einer Belastungsmaschine (30) drehfest zu koppeln und wobei die jeweils eine Belastungsmaschine (30) dazu ausgebildet ist, das Fahrzeugrad mit Drehmomenten und Drehzahlen zu beaufschlagen. Der erfindungsgemäße Prüfstand (1) zeichnet sich dadurch aus, dass der Prüfstand (1) weiterhin mindestens einen Aktuator (20, 21) für eine Arbeitsmechanik (3) der Arbeitsmaschine (2) umfasst, wobei der Aktuator (20, 21) dazu ausgebildet ist, eine horizontale Kraft und eine vertikale Kraft sowie eine Kombination daraus in die Arbeitsmechanik (3) einzuleiten. The invention relates to a test bench (1) for a drive train of a work machine (2), comprising a support module (10) for each vehicle wheel of the work machine (2) and a loading machine (30) for each driven vehicle wheel of the work machine (2), wherein each support module (10) is designed to couple an output shaft of a vehicle wheel to a loading machine (30) in a rotationally fixed manner and wherein each loading machine (30) is designed to apply torques and rotational speeds to the vehicle wheel. The test bench (1) according to the invention is characterized in that the test bench (1) further comprises at least one actuator (20, 21) for a working mechanism (3) of the work machine (2), wherein the actuator (20, 21) is designed to introduce a horizontal force and a vertical force and a combination thereof into the working mechanism (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a test bench for a drive train of a work machine according to the preamble of claim 1.

Getriebeprüfstände bzw. Antriebsstrangprüfstände zum Prüfen von Kraftfahrzeuggetrieben bzw. von vollständigen Kraftfahrzeugantriebssträngen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Prüfstände werden üblicherweise zur Qualitätskontrolle 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, Synchronkörper, Lamellenkupplungsscheiben und Wellen, die ausgelenkt und zu Schwingungen angeregt werden können. Darüber hinaus finden derartige Prüfstände vor allem aber auch in der (Vor-)Entwicklungserprobung und stetigen Verbesserung von Kraftfahrzeugantriebssträngen Verwendung.Gearbox test benches or drive train test benches for testing motor vehicle gearboxes or complete motor vehicle drive trains are known from the state of the art. Such test benches are usually used for quality control in order to detect malfunctions in drive trains at an early stage through a series of load tests. Typical malfunctions arise, for example, from components with play, such as gears, synchronizer rings, synchronizer bodies, multi-plate clutch discs and shafts, which can be deflected and excited to vibrate. In addition, such test benches are also used primarily in (pre-)development testing and continuous improvement of motor vehicle drive trains.

In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 103 28 461 A1 einen Fahrzeugprüfstand mit einer Belastungsmaschine für jedes antreibbare Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Belastungsmaschinen sind dabei direkt, beispielsweise über Radbolzen, oder indirekt, beispielsweise über einen Riementrieb, mit den Felgen der Kraftfahrzeugräder verbunden, so dass die Belastungsmaschinen den Antriebsstrang sowohl antreiben als auch bremsen können. Der Fahrzeugprüfstand der DE 103 28 461 A1 umfasst weiterhin eine Rahmenkonstruktion, über welche das Kraftfahrzeug und die Belastungsmaschinen angehoben und zueinander ausgerichtet werden können. Während des Prüfvorgangs wird das Kraftfahrzeug vollständig von der Rahmenkonstruktion getragen, so dass die Fahrzeugräder keinen Bodenkontakt haben.In this context, the DE 103 28 461 A1 a vehicle test bench with a loading machine for each drivable wheel of a motor vehicle. The loading machines are connected directly, for example via wheel bolts, or indirectly, for example via a belt drive, to the rims of the vehicle wheels, so that the loading machines can both drive and brake the drive train. The vehicle test bench of the DE 103 28 461 A1 further comprises a frame structure by means of which the motor vehicle and the loading machines can be lifted and aligned with each other. During the test procedure, the motor vehicle is completely supported by the frame structure so that the vehicle wheels do not have any contact with the ground.

Die noch unveröffentlichte DE 10 2022 212 043.4 offenbart einen Prüfstand für eine Arbeitsmaschine, umfassend jeweils eine horizontale Rollenbahn zur Abstützung einer auf jeweils ein angetriebenes Rad der Arbeitsmaschine wirkenden Gewichtskraft und jeweils eine Belastungsmaschine für jedes angetriebene Rad der Arbeitsmaschine. Eine Ausgangswelle der Belastungsmaschine ist dabei mit einer Felge des angetriebenen Rads drehfest koppelbar. Der Prüfstand der DE 10 2022 212 043.4 umfasst weiterhin jeweils eine vertikale Rollenbahn zur Abstützung einer auf mindestens zwei Räder der Arbeitsmaschine wirkenden Längskraft und sowie mindestens zwei an Hinterräder der Arbeitsmaschine zustellbare, drehbare Halterollen, welche dazu ausgebildet sind, die Hinterräder derart zu klemmen, dass ein Abheben der Hinterräder verhindert wird. Schließlich umfasst der Prüfstand auch einen ersten Seilzug, welcher dazu ausgebildet ist, eine Arbeitsvorrichtung der Arbeitsmaschine horizontal zu belasten, und einen zweiten Seilzug, welcher dazu ausgebildet ist, die Arbeitsvorrichtung der Arbeitsmaschine vertikal zu belasten.The still unpublished DE 10 2022 212 043.4 discloses a test bench for a working machine, comprising a horizontal roller conveyor for supporting a weight force acting on a driven wheel of the working machine and a loading machine for each driven wheel of the working machine. An output shaft of the loading machine can be coupled to a rim of the driven wheel in a rotationally fixed manner. The test bench of the DE 10 2022 212 043.4 further comprises a vertical roller conveyor for supporting a longitudinal force acting on at least two wheels of the work machine and at least two rotatable holding rollers that can be delivered to the rear wheels of the work machine and are designed to clamp the rear wheels in such a way that the rear wheels are prevented from lifting off. Finally, the test bench also comprises a first cable pull, which is designed to load a work device of the work machine horizontally, and a second cable pull, which is designed to load the work device of the work machine vertically.

Die bekannten Prüfstände sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass sie entweder keine vollständige und gleichzeitige Prüfung eines Fahrantriebsstrangs und eines Arbeitsantriebsstrangs einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Radladers, ermöglichen. Der Prüfstand der DE 10 2022 212 043.4 ermöglicht zwar eine gleichzeitige Prüfung des Fahrantriebsstrangs und des Arbeitsantriebsstrangs, erfordert mit den genannten Rollenbahnen und Halterollen und der zusätzlich erforderlichen Fixierung der Arbeitsmaschine jedoch eine vergleichsweise aufwändige Konstruktion.However, the known test benches have disadvantages in that they do not allow complete and simultaneous testing of a drive train and a working drive train of a working machine, for example a wheel loader. The test bench of the DE 10 2022 212 043.4 Although it enables simultaneous testing of the travel drive train and the working drive train, it requires a comparatively complex construction with the aforementioned roller conveyors and holding rollers and the additionally required fixation of the working machine.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Prüfstand für eine Arbeitsmaschine vorzuschlagen.It is an object of the present invention to propose an improved test bench for a work machine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Prüfstand für einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the test bench for a drive train of a work machine according to claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine, umfassend jeweils ein Aufständermodul für jede Radwelle der Arbeitsmaschine sowie jeweils eine Belastungsmaschine für jede angetriebene Radwelle der Arbeitsmaschine, wobei das jeweils eine Aufständermodul dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmaschine über jeweils eine Radwelle aufzuständern mit jeweils einer Belastungsmaschine drehfest zu koppeln und wobei die jeweils eine Belastungsmaschine dazu ausgebildet ist, jeweils eine angetriebene Radwelle jeweils über das jeweils eine Aufständermodul mit Drehmomenten und Drehzahlen zu beaufschlagen.The invention relates to a test bench for a drive train of a working machine, comprising a support module for each wheel shaft of the working machine and a loading machine for each driven wheel shaft of the working machine, wherein each support module is designed to support the working machine via a wheel shaft and to couple it in a rotationally fixed manner to a loading machine, and wherein each loading machine is designed to apply torques and speeds to a driven wheel shaft via the respective support module.

Die Erfindung beschreibt also einen Prüfstand, der dazu geeignet ist, einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine zu prüfen. Der Antriebsstrang umfasst dabei sowohl einen Fahrantrieb zum Antrieb der antreibbaren Räder bzw. der antreibbaren Radwellen der Arbeitsmaschine als auch einen Arbeitsantrieb zum Antrieb einer Arbeitsmechanik der Arbeitsmaschine.The invention therefore describes a test bench that is suitable for testing a drive train of a working machine. The drive train comprises both a travel drive for driving the drivable wheels or the drivable wheel shafts of the working machine and a working drive for driving a working mechanism of the working machine.

Unter einer Arbeitsmaschine wird dabei beispielsweise ein Radlader, ein Muldenkipper oder Ackerschlepper verstanden. Indem der Prüfstand zum Prüfen von Antriebssträngen von Arbeitsmaschinen geeignet ist, ist er im Vergleich zu einem Prüfstand für PKW deutlich stabiler und belastbarer ausgelegt.A work machine is understood to be, for example, a wheel loader, a dump truck or an agricultural tractor. Because the test bench is suitable for testing the drive trains of work machines, it is designed to be significantly more stable and resilient than a test bench for cars.

Der Prüfstand umfasst für jede Radwelle der Arbeitsmaschine jeweils ein Aufständermodul sowie für jede angetriebene Radwelle jeweils eine Belastungsmaschine. Die Aufständermodule ermöglichen dabei eine Aufständerung der Arbeitsmaschine, indem Wellenelemente der Aufständermodule mit einem ersten Axialende mit den ihnen zugeordneten Radflanschen der Radwellen verbunden werden. Dazu werden zuvor die Fahrzeugräder von den Radwellen entfernt. Somit können die Wellenelemente der Aufständermodule über die Schraubverbindung, über die für gewöhnlich die Radfelgen an den Radwellen angeordnet sind, anstelle der Radfelgen drehfest angeschraubt werden. Das Aufständermodul ist im Wesentlichen sockelartig ausgebildet und dazu geeignet, über das Wellenelement die Arbeitsmaschine aufzuständern bzw. das Gewicht der Arbeitsmaschine abzustützen, so dass die Arbeitsmaschine ohne Bodenkontakt im Prüfstand angeordnet und festgehalten ist.The test bench comprises a support module for each wheel shaft of the working machine and a loading machine for each driven wheel shaft. The support modules enable the working machine to be supported by connecting shaft elements of the support modules with a first axial end to the wheel flanges of the wheel shafts assigned to them. To do this, the vehicle wheels are first removed from the wheel shafts. This means that the shaft elements of the support modules can be screwed on in a rotationally fixed manner instead of the wheel rims using the screw connection that is usually used to attach the wheel rims to the wheel shafts. The support module is essentially designed like a base and is suitable for supporting the working machine via the shaft element or supporting the weight of the working machine so that the working machine is arranged and held in the test bench without touching the ground.

Jedes Wellenelement ist in seinem Aufständermodul drehbar gelagert und verbindet eine Motorwelle einer Belastungsmaschine mit der zugeordneten Radwelle. Die Motorwelle ist dabei vorzugsweise gelenkig bzw. über eine elastische Kupplung und ggf. mit einem geringfügigen axialen Spiel mit dem Wellenelement drehfest verbindbar, um Drehzahlen bzw. Drehmomente in die Radwelle und damit in den Fahrantrieb des Antriebsstrangs der Arbeitsmaschine einleiten zu können. Die Belastungsmaschinen sind bevorzugt als entsprechend leistungsstarke und dynamisch betreibbare Elektromotoren ausgebildet.Each shaft element is rotatably mounted in its support module and connects a motor shaft of a loading machine to the associated wheel shaft. The motor shaft is preferably connected to the shaft element in an articulated manner or via an elastic coupling and, if necessary, with a slight axial play in order to be able to introduce speeds or torques into the wheel shaft and thus into the drive of the drive train of the working machine. The loading machines are preferably designed as correspondingly powerful and dynamically operable electric motors.

Die Zuordnung einer Motorwelle der Belastungsmaschine zu einer Radwelle ergibt sich dabei alleine durch die Anordnung der Arbeitsmaschine auf dem Prüfstand.The assignment of a motor shaft of the loading machine to a wheel shaft is determined solely by the arrangement of the working machine on the test bench.

Im Regelfall wird die Arbeitsmaschine vierrädrig ausgebildet sein, wobei im Regelfall auch alle vier Fahrzeugräder angetrieben sind. Der Prüfstand umfasst daher im Regelfall also vier Aufständermodule und vier Belastungsmaschinen. Es sind im Prinzip aber ebenso Arbeitsmaschinen mit nur zwei angetriebenen Fahrzeugrädern oder mit sechs oder mehr angetriebenen Fahrzeugrädern möglich. Der Prüfstand weist dann die der Anzahl der Fahrzeugräder entsprechende Anzahl an Aufständermodulen und die der Anzahl der angetriebenen Fahrzeugräder entsprechende Anzahl an Belastungsmaschinen auf.As a rule, the working machine will be four-wheeled, and as a rule all four vehicle wheels are driven. The test bench therefore usually comprises four support modules and four loading machines. In principle, however, working machines with only two driven vehicle wheels or with six or more driven vehicle wheels are also possible. The test bench then has the number of support modules corresponding to the number of vehicle wheels and the number of loading machines corresponding to the number of driven vehicle wheels.

Über die Aufständermodule in Verbindung mit den Belastungsmaschinen ist es somit möglich, den Fahrantrieb der Arbeitsmaschine zu prüfen bzw. mit Drehzahlen und Drehmomenten zu beaufschlagen, ohne dass die Arbeitsmaschine eine Translationsbewegung erfährt, da eine Drehbewegung der Radwellen von den Wellenelementen der Aufständermodule aufgenommen wird, wodurch eine ortsfeste Rotation ermöglicht wird. Zudem stützen die Aufständermodule das Gewicht der Arbeitsmaschine ab.Using the support modules in conjunction with the loading machines, it is possible to test the drive of the working machine or to apply speeds and torques to it without the working machine experiencing a translational movement, since a rotary movement of the wheel shafts is absorbed by the shaft elements of the support modules, which enables stationary rotation. The support modules also support the weight of the working machine.

Der erfindungsgemäße Prüfstand zeichnet sich nun dadurch aus, dass der Prüfstand weiterhin mindestens einen Aktuator zum Prüfen einer Arbeitsmechanik der Arbeitsmaschine umfasst, wobei der Aktuator dazu ausgebildet ist, eine horizontale Kraft und eine vertikale Kraft sowie eine Kombination daraus in die Arbeitsmechanik einzuleiten.The test bench according to the invention is characterized in that the test bench further comprises at least one actuator for testing a working mechanism of the working machine, wherein the actuator is designed to introduce a horizontal force and a vertical force as well as a combination thereof into the working mechanism.

Das bedeutet also, dass der Prüfstand neben der bereits beschriebenen Prüfung des Fahrantriebs der Arbeitsmaschine zusätzlich auch eine Prüfung des Arbeitsantriebs bzw. der Arbeitsmechanik der Arbeitsmaschine ermöglicht. Die Prüfung der Arbeitsmechanik, beispielsweise einer über Hydraulikzylinder betätigbaren Hubmechanik und Schaufel bei einer als Radlader ausgebildeten Arbeitsmaschine, erfolgt dabei vergleichsweise komplex und realitätsnah, da nicht nur horizontale oder vertikale Kräfte einzeln, sondern horizontal und vertikal wirkende Kräfte gleichzeitig in die Arbeitsmechanik eingeleitet werden können, um das Verhalten der Arbeitsmechanik unter dem Einfluss der eingeleiteten Kräfte zu prüfen.This means that in addition to the previously described testing of the drive of the working machine, the test bench also enables testing of the working drive or the working mechanics of the working machine. The testing of the working mechanics, for example of a lifting mechanism and bucket operated by hydraulic cylinders on a working machine designed as a wheel loader, is comparatively complex and realistic, since not only horizontal or vertical forces can be introduced into the working mechanics individually, but also horizontal and vertical forces can be introduced simultaneously in order to test the behavior of the working mechanics under the influence of the introduced forces.

Vorteilhaft werden dabei bestimmte Abfolgen von horizontalen und vertikalen Kräften in die Arbeitsmechanik eingeleitet, die auch im realen Betrieb der Arbeitsmaschine typischerweise auftreten.Advantageously, certain sequences of horizontal and vertical forces are introduced into the working mechanics, which also typically occur in the real operation of the working machine.

Durch die Verbindung des Prüfvorgangs des Fahrantriebs und Prüfung des Arbeitsantriebs bzw. der Arbeitsmechanik ergibt sich insgesamt ein sehr realistisches Prüfverhalten der Arbeitsmaschine, da sich beispielsweise bei vertikal wirkenden Belastungen der Arbeitsmechanik die Belastung der Achsen bzw. der Fahrzeugräder der Vorderachse und der Hinterachse der Arbeitsmaschine ändert. Wird beispielsweise das Anheben einer Last mit einer im Frontbereich der Arbeitsmaschine installierten Schaufel simuliert, so steigt die Gewichtsbelastung der Vorderachse, während die Hinterachse entlastet wird.By combining the test process of the drive and the test of the working drive or the working mechanics, the overall test behavior of the working machine is very realistic, since, for example, when the working mechanics are subjected to vertical loads, the load on the axles or the vehicle wheels of the front axle and the rear axle of the working machine changes. For example, if the lifting of a load is simulated with a bucket installed in the front area of the working machine, the weight load on the front axle increases while the load on the rear axle is reduced.

Dadurch ist es vorteilhaft auch nicht erforderlich, den Fahrantrieb und den Arbeitsantrieb der Arbeitsmaschine vergleichsweise aufwändig im freien Feld, beispielsweise in einer zu diesem Zwecke angemieteten Kiesgrube, zu testen.This also makes it advantageous that it is not necessary to test the drive and the working drive of the working machine in an open field, for example in a gravel pit rented for this purpose.

Der erfindungsgemäße Prüfstand ermöglicht sogar das Prüfen von Belastungen in einer Größenordnung, die im realen Betrieb der Arbeitsmaschine nicht möglich wären: So kann beispielsweise das Anheben einer derart großen Last mit der Frontschaufel simuliert werden, die normalerweise zum Abheben der Hinterräder und zum Kippen der Arbeitsmaschine nach vorne führen würde. Da die Arbeitsmaschine aber über die Radwellen der Hinterachse mir den Aufständermodulen verbunden ist, ist sie fest in ihrer Position gehalten und ermöglicht auch das Prüfen solch übergroßer vertikaler Belastungen, ohne zu kippen. Ebenso können auch horizontal wirkende Kräfte in die Arbeitsmechanik eingeleitet werden, die im realen Betrieb von den Fahrzeugrädern der Arbeitsmaschine nicht mehr auf den Untergrund übertragen werden könnten und zum Durchdrehen der Fahrzeugräder führen würden. Da die Arbeitsmaschine aber durch die Aufständermodule gehalten wird, wird sie auch bei solch übergroßen horizontalen Belastungen sicher an Ort und Stelle gehalten.The test bench according to the invention even enables the testing of loads on a scale that would not be possible in real operation of the working machine: For example, the Lifting such a large load with the front bucket can be simulated, which would normally lead to the rear wheels lifting off and the work machine tipping forwards. However, since the work machine is connected to the support modules via the wheel shafts of the rear axle, it is held firmly in position and also enables such excessive vertical loads to be tested without tipping. Likewise, horizontal forces can also be introduced into the work mechanism, which in real operation could no longer be transferred from the vehicle wheels of the work machine to the ground and would lead to the vehicle wheels spinning. However, since the work machine is held by the support modules, it is held securely in place even with such excessive horizontal loads.

Die Erfindung zeigt somit einen Prüfstand für eine Arbeitsmaschine, der nicht nur dazu ausgebildet ist, den Fahrantrieb der Arbeitsmaschine zu prüfen, sondern darüber hinaus auch ein Prüfen des Arbeitsantriebs mit der jeweiligen Arbeitsmechanik zu prüfen. Aufwendige Prüfvorgänge, die bisher in Kiesgruben vorgenommen werden mussten, können somit auf einfache Weise auf dem erfindungsgemäßen Prüfstand erfolgen. Es können Kräfte und Momente in die Struktur der Arbeitsmaschine eingeleitet werden und der gesamte Antriebsstrang mit Drehmomenten beaufschlagt werden, welche einem realistischen Arbeitszyklus der Arbeitsmaschine entsprechen.The invention thus shows a test bench for a working machine that is not only designed to test the drive of the working machine, but also to test the working drive with the respective working mechanics. Complex testing processes that previously had to be carried out in gravel pits can thus be carried out in a simple manner on the test bench according to the invention. Forces and moments can be introduced into the structure of the working machine and the entire drive train can be subjected to torques that correspond to a realistic working cycle of the working machine.

In der Regel umfasst ein Prüf- bzw. Arbeitszyklus beispielsweise eines Radladers die folgenden Schritte:

1. Befüllen der Frontlader-Schaufel in abgesenkter Position. Dazu ist eine Schubkraft, also eine horizontal wirkende Kraft, erforderlich. Am Ende der Befüllung wirkt die Gravitationskraft auf die Schaufel, also eine vertikale Kraft. Beide Kräfte sind nicht stationär, sondern die Kraftangriffspunkte an der Schaufel verschieben sich während der Befüllung. Auch die Höhe der Kräfte variiert, bis nur noch die finale Gravitationslast am Ende der Befüllung wirkt. Beide Kräfte wirken währenddessen überlagert. Dabei ändert sich auch die Verteilung der Gewichtskraft auf die Achsen sowie die Höhe der Gesamtgewichtskraft, die auf die Achsen wirkt.
2. Der Radlader rangiert, hierzu ist ein Drehmoment im Fahrantrieb erforderlich.
3. Die Schaufel wird weiter angehoben, was eine Kraft in der Arbeitsmechanik erfordert.
4. Die Schaufel wird entleert, somit entfällt die Gewichtskraft des Schüttguts auf die Schaufel. Die Hohe und Verteilung der Gewichtskraft ändern sich.

As a rule, a test or work cycle of a wheel loader, for example, includes the following steps:

1. Filling the front loader bucket in the lowered position. This requires a thrust force, i.e. a horizontal force. At the end of the filling process, the gravitational force acts on the bucket, i.e. a vertical force. Neither force is stationary, but the force application points on the bucket shift during the filling process. The magnitude of the forces also varies until only the final gravitational load acts at the end of the filling process. Both forces act in a superimposed manner during this process. The distribution of the weight force on the axles and the magnitude of the total weight force acting on the axles also change.
2. The wheel loader maneuvers, which requires torque in the drive system.
3. The bucket is raised further, which requires a force in the working mechanism.
4. The bucket is emptied, so the weight of the bulk material is no longer exerted on the bucket. The height and distribution of the weight change.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Prüfstand vier Aufständermodule zur Abstützung einer auf Radwellen der Arbeitsmaschine wirkenden Gewichtskraft umfasst. Somit eignet sich der Prüfstand also zum Prüfen von Arbeitsmaschinen, die vier Fahrzeugräder aufweisen. Dies entspricht der Mehrzahl der Arbeitsmaschinen. Zudem ergibt sich ein realistischeres Prüfverhalten der Arbeitsmaschine auf dem Prüfstand, da die Arbeitsmaschine im realen Betrieb auftretende vertikale und horizontale Kräfte ebenfalls über alle vier Fahrzeugräder bzw. Radwellen abstützt.According to a preferred embodiment of the invention, the test bench comprises four support modules for supporting a weight force acting on the wheel shafts of the work machine. The test bench is therefore suitable for testing work machines that have four vehicle wheels. This corresponds to the majority of work machines. In addition, the test behavior of the work machine on the test bench is more realistic, since the work machine also supports vertical and horizontal forces that occur in real operation via all four vehicle wheels or wheel shafts.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweils eine Aufständermodul ein Kippgelenk aufweist, so dass ein Wellenelement des jeweils einen Aufständermoduls um seine Querachse kippbar ist und/oder Kugelführung aufweist, so dass das Wellenelement in einer horizontalen Ebene beweglich ist und/oder ein horizontal dämpfendes Elastomer aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that each support module has a tilting joint so that a shaft element of each support module can be tilted about its transverse axis and/or has a ball guide so that the shaft element is movable in a horizontal plane and/or has a horizontally damping elastomer.

Das Kippgelenk ermöglicht ein Bewegen des ersten Axialendes des Wellenelements in vertikaler Richtung gegenüber der Radwelle bzw. ein Nachfolgen des Wellenelements bei einem leichten Anheben oder Absenken der Radwelle, wie dies beispielsweise bei vertikalen Belastungen der Arbeitsmechanik der Fall sein kann.The tilting joint enables the first axial end of the shaft element to move in a vertical direction relative to the wheel shaft or enables the shaft element to follow when the wheel shaft is slightly raised or lowered, as can be the case, for example, when the working mechanism is subjected to vertical loads.

Die in einer horizontalen Ebene bewegliche Kugelführung ermöglicht einen gewissen Freiraum bzw. eine Feinjustage des Wellenelements bei der Aufständerung der Arbeitsmaschine auf dem Prüfstand.The ball guide, which can be moved in a horizontal plane, allows a certain amount of freedom or fine adjustment of the shaft element when mounting the working machine on the test bench.

Das horizontal dämpfende Elastomer schließlich erlaubt es, das Wellenelement gegenüber einem Unterbau des Aufständermoduls dämpfungsschwingend zu lagern. Diese Dämpfung kann dabei vorteilhaft eine im Betrieb der Arbeitsmaschine vorhandene Dämpfung durch die üblicherweise verwendeten Luftreifen simulieren.Finally, the horizontally damping elastomer allows the shaft element to be mounted in a damping-oscillating manner relative to the base of the support module. This damping can advantageously simulate the damping that occurs during operation of the working machine due to the pneumatic tires that are usually used.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Aufständermodul, welches einer Radwelle einer Vorderachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist, ein härteres Elastomer aufweist als ein Aufständermodul, welches einer Radwelle einer Hinterachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a support module which is assigned to a wheel shaft of a front axle of the work machine has a harder elastomer than a support module which is assigned to a wheel shaft of a rear axle of the work machine.

Dadurch wird vorteilhaft simuliert, dass die Vorderachse der Arbeitsmaschine mehr Gewichtskraft abstützt als die Hinterachse der Arbeitsmaschine und somit die Dämpfung über die Luftreifen der Vorderachse entsprechend härter ist als die Dämpfung über die Luftreifen der Hinterachse. Somit ergibt sich ein sehr realistisches Prüfungsverhalten der Arbeitsmaschine im Prüfstand.This advantageously simulates that the front axle of the working machine supports more weight than the rear axle of the working machine. machine and thus the damping via the pneumatic tires on the front axle is correspondingly harder than the damping via the pneumatic tires on the rear axle. This results in a very realistic test behavior of the working machine in the test bench.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Prüfstand weiterhin mindestens eine Zugkraftmessvorrichtung aufweist, wobei die mindestens eine Zugkraftmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Zugkraft auf eine Achse der Arbeitsmaschine zu erfassen. Somit ist es möglich, horizontal wirkende Zugkräfte direkt an einer Achse der Arbeitsmaschine erfassen.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the test bench further comprises at least one tensile force measuring device, wherein the at least one tensile force measuring device is designed to detect a tensile force on an axle of the working machine. It is thus possible to detect horizontally acting tensile forces directly on an axle of the working machine.

Der Zugkraftmessvorrichtung kann beispielsweise als Kraftsensor, insbesondere als sog. Kraftmessdose, ausgebildet sein.The tensile force measuring device can be designed, for example, as a force sensor, in particular as a so-called load cell.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Prüfstand jeweils eine Zugkraftmessvorrichtung für jede Achse der Arbeitsmaschine aufweist, wobei die jeweils eine Zugkraftmessvorrichtung eine Koppelstange und ein Federelement umfasst, wobei eine Zugkraftmessvorrichtung, welche einer Vorderachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist, ein härteres Federelement aufweist als eine Zugkraftmessvorrichtung, welche einer Hinterachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist. Da die Arbeitsmaschine in der Regel einen Allradantrieb aufweist und entsprechend über alle Achsen Zugkräfte auf den Untergrund überträgt, kann somit ein nochmals realistischeres Prüfverhalten ermöglicht werden. Durch die unterschiedlichen Härten der Federelemente wird berücksichtigt, dass die Vorderachse in der Regel höhere Kräfte auf den Untergrund überträgt als die Hinterachse.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the test bench has a tensile force measuring device for each axle of the working machine, wherein each tensile force measuring device comprises a coupling rod and a spring element, wherein a tensile force measuring device which is assigned to a front axle of the working machine has a harder spring element than a tensile force measuring device which is assigned to a rear axle of the working machine. Since the working machine usually has an all-wheel drive and accordingly transfers tensile forces to the ground via all axles, an even more realistic test behavior can be made possible. The different hardnesses of the spring elements take into account that the front axle usually transfers higher forces to the ground than the rear axle.

Die Koppelstange bietet dabei eine einfache und robuste Möglichkeit zur Übertragung auch hoher Kräfte.The coupling rod offers a simple and robust way to transmit even high forces.

Durch die Federelemente kann die Übertragung der Kraft von der jeweiligen Achse auf die Zugkraftmessvorrichtung zudem gedämpft werden. Indem für die Vorderachse der Arbeitsmaschine ein härteres Federelement, also ein Federelement mit einer größeren Federkonstanten verwendet wird, als für die Hinterachse, kann zudem simuliert werden, dass die Vorderachse im Betrieb der Arbeitsmaschine in der Regel größere Schub- und Zugmomente auf den Untergrund überträgt als die Hinterachse der Arbeitsmaschine. Dies ermöglicht ein nochmals realistischeres Prüfungsverhalten der Arbeitsmaschine.The spring elements can also be used to dampen the transfer of force from the respective axle to the tensile force measuring device. By using a harder spring element, i.e. a spring element with a higher spring constant, for the front axle of the working machine than for the rear axle, it can also be simulated that the front axle generally transfers greater thrust and tensile moments to the ground during operation of the working machine than the rear axle of the working machine. This enables the testing behavior of the working machine to be even more realistic.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweils eine Zugkraftmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Härte des Federelements zu verstellen. Dadurch wird es vorteilhaft ermöglicht, eine Laständerung der Achsen während des Prüfvorgangs zu simulieren. Somit erlaubt der Prüfstand eine ganz besonders realistische Prüfung der Arbeitsmaschine.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that each tensile force measuring device is designed to adjust a hardness of the spring element. This advantageously makes it possible to simulate a load change of the axles during the test process. The test bench thus allows a particularly realistic test of the working machine.

Die Härte des Federelements kann beispielsweise verstellt werden, indem ein Angreifpunkt des Zugkraftmessvorrichtung verändert wird, um die effektive Federlänge des Federelements zu verkürzen oder zu verlängern.The hardness of the spring element can be adjusted, for example, by changing an attack point of the tensile force measuring device in order to shorten or lengthen the effective spring length of the spring element.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweils eine Aufständermodul einen Arm aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine entgegen einer Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine wirkende Zugkraft abzustützen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass Zugkräfte, die entgegen der Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine wirken, nicht die Kugelführung belasten, sondern durch den jeweiligen Arm begrenzt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, each support module has an arm that is designed to support a tensile force acting against a direction of travel of the work machine. This results in the advantage that tensile forces acting against the direction of travel of the work machine do not load the ball guide, but are limited by the respective arm.

Der Arm ist vorteilhaft am Aufständermodul verstellbar und in einer jeweils gewünschten Sollposition fixierbar. Die Sollposition ist vorteilhaft derart gewählt, dass nach dem Einspannen der Arbeitsmaschine im Prüfstand der Bewegungsspielraum in Fahrtrichtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung begrenzt wird.The arm can be adjusted on the support module and fixed in any desired position. The desired position is advantageously selected in such a way that after the working machine has been clamped in the test stand, the range of movement in the direction of travel or against the direction of travel is limited.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Arm ein Elastomer zum Dämpfen der Zugkraft aufweist, wobei ein Arm, welcher einem Fahrzeugrad einer Vorderachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist, ein härteres Elastomer umfasst als ein Arm, welcher einem Fahrzeugrad einer Hinterachse der Arbeitsmaschine zugeordnet ist. Dies führt wieder zu dem Vorteil, dass ein Fahrzeugrad der Vorderachse härter gedämpft wird als ein Fahrzeugrad der Hinterachse, was dem realen Dämpfungsverhalten der Arbeitsmaschine aufgrund der in der Regel höheren Belastung der Vorderachse entspricht. Somit ergibt sich ein nochmals realistischeres Prüfverhalten der Arbeitsmaschine.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the arm has an elastomer for damping the tensile force, whereby an arm which is assigned to a vehicle wheel of a front axle of the working machine comprises a harder elastomer than an arm which is assigned to a vehicle wheel of a rear axle of the working machine. This again leads to the advantage that a vehicle wheel of the front axle is damped harder than a vehicle wheel of the rear axle, which corresponds to the real damping behavior of the working machine due to the generally higher load on the front axle. This results in an even more realistic test behavior of the working machine.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Aktuator als ein erster Seilzug ausgebildet ist, welcher dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmechanik der Arbeitsmaschine horizontal zu belasten. Der erste Seilzug greift dabei bevorzugt von hinten an die Arbeitsmechanik, beispielsweise eine Schaufel, an, um eine horizontale Kraft nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung, zu simulieren. Dies entspricht beispielsweise bei einem Radlader einem Einfahren der Schaufel in einen Haufen mit zu verladendem Schüttgut. Der Seilzug wird vorteilhaft unter der Arbeitsmaschine auf dem Prüfstand bis zur Arbeitsmechanik geführt. Bevorzugt kann der Seilzug über eine elektromotorisch angetriebene Seilwinde betätigt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one actuator is designed as a first cable pull, which is designed to load the working mechanism of the working machine horizontally. The first cable pull preferably acts on the working mechanism, for example a shovel, from behind in order to simulate a horizontal force to the rear, i.e. against the direction of travel. In the case of a wheel loader, for example, this corresponds to the shovel being driven into a pile of material to be transported. loading bulk material. The cable hoist is preferably guided under the working machine on the test bench up to the working mechanism. The cable hoist can preferably be operated via an electric motor-driven cable winch.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Aktuator als ein zweiter Seilzug ausgebildet ist, welcher dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmechanik der Arbeitsmaschine vertikal zu belasten. Der zweite Seilzug greift bevorzugt von unten an die Arbeitsmechanik, beispielsweise der Schaufel, an, um eine vertikale Kraft nach unten zu simulieren. Dies entspricht beispielsweise bei einem Radlader einem Anheben der Schaufel mit dem sich in der Schaufel befindenden Schüttgut.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one actuator is designed as a second cable pull, which is designed to apply vertical load to the working mechanism of the working machine. The second cable pull preferably acts on the working mechanism, for example the bucket, from below in order to simulate a vertical downward force. In the case of a wheel loader, for example, this corresponds to lifting the bucket with the bulk material in the bucket.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example using embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands für eine Arbeitsmaschine in einer Seitenansicht,
2 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands für eine Arbeitsmaschine
3 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands für eine Arbeitsmaschine,
4 beispielhaft und schematisch den Prüfstand der 1 in einer Frontalansicht und
5 beispielhaft und schematisch ein Aufständermodul, das für den erfindungsgemäßen Prüfstand verwendet werden kann,

They show:

1 exemplary and schematically a possible embodiment of a test bench according to the invention for a working machine in a side view,
2 exemplary and schematically another possible embodiment of a test bench according to the invention for a working machine
3 by way of example and schematically, another possible embodiment of a test bench according to the invention for a working machine,
4 exemplary and schematically the test bench of the 1 in a frontal view and
5 by way of example and schematically a support module that can be used for the test bench according to the invention,

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.Identical objects, functional units and comparable components are designated with the same reference symbols across all figures. These objects, functional units and comparable components are identical in terms of their technical features, unless the description explicitly or implicitly indicates otherwise.

1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 1 für eine Arbeitsmaschine 2 in einer Seitenansicht. 1 shows, by way of example and schematically, a possible embodiment of a test bench 1 according to the invention for a working machine 2 in a side view.

Der Prüfstand 1 umfasst beispielsgemäß vier Aufständermodule 10 (von denen in der Darstellung der 1 jedoch nur zwei zu sehen sind) sowie vier nicht dargestellte Belastungsmaschinen für vier Radwellen bzw. Fahrzeugräder der Arbeitsmaschine 2.The test bench 1 comprises, for example, four support modules 10 (of which in the illustration of the 1 however, only two are visible) as well as four loading machines (not shown) for four wheel shafts or vehicle wheels of the work machine 2.

Bei der Arbeitsmaschine 2 handelt es sich beispielsgemäß um einen Radlader 2, der in seinem Frontbereich eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmechanik 3 mit einer Schaufel 4 aufweist.The working machine 2 is, for example, a wheel loader 2 which has a hydraulically actuated working mechanism 3 with a bucket 4 in its front area.

Die vier Aufständermodule 10 sind dazu ausgebildet, mittels jeweils eines Wellenelements jedes Aufständermoduls 10 die Arbeitsmaschine 2 im Prüfstand einzuspannen und festzuhalten, indem die Wellenelemente mit Radwellen der Arbeitsmaschine 2 drehfest verbunden werden. Die Wellenelemente der Aufständermodule 10 lassen sich dabei mit den Schraubverbindungen der Radwellen verbinden, die eigentlich zur Aufnahme der Felgen und der Fahrzeugräder vorgesehen sind. Somit halten die vier Aufständermodule 10 die Arbeitsmaschine in der Prüfposition, in der sie keinen Kontakt zum Untergrund hat.The four support modules 10 are designed to clamp and hold the work machine 2 in the test stand using a shaft element of each support module 10 by connecting the shaft elements to the wheel shafts of the work machine 2 in a rotationally fixed manner. The shaft elements of the support modules 10 can be connected to the screw connections of the wheel shafts, which are actually intended to hold the rims and the vehicle wheels. The four support modules 10 thus hold the work machine in the test position in which it has no contact with the ground.

Jedes der vier Aufständermodule 10 weist beispielsgemäß ein horizontal dämpfendes Elastomer 11 auf, welches eine Lagerung des Wellenelements gegenüber einem Sockelteil des Aufständermoduls 10 horizontal dämpft. Dadurch wird eine im Betrieb der Arbeitsmaschine 2 vorhandene Dämpfung durch die üblicherweise verwendeten Luftreifen simuliert. Das Elastomer 11 an der Vorderachse der Arbeitsmaschine 2 ist dabei härter als das Elastomer 11 an der Hinterachse der Arbeitsmaschine 2. Dadurch wird weiterhin simuliert, dass die Vorderachse der Arbeitsmaschine 2 mehr Gewichtskraft abstützt als die Hinterachse der Arbeitsmaschine 2 und somit die Dämpfung über die Luftreifen der Vorderachse entsprechend härter ist als die Dämpfung über die Luftreifen der Hinterachse.Each of the four support modules 10 has, for example, a horizontally damping elastomer 11, which horizontally dampens a bearing of the shaft element relative to a base part of the support module 10. This simulates the damping that occurs during operation of the work machine 2 due to the pneumatic tires that are usually used. The elastomer 11 on the front axle of the work machine 2 is harder than the elastomer 11 on the rear axle of the work machine 2. This also simulates that the front axle of the work machine 2 supports more weight than the rear axle of the work machine 2 and thus the damping via the pneumatic tires of the front axle is correspondingly harder than the damping via the pneumatic tires of the rear axle.

Die Aufständermodule 10 wiederum sind auf einer Basis 15 des Prüfstands 2 angeordnet. Die Basis 15 besteht beispielsgemäß aus einem stahlträgerverstärktem Betonguss und ist ebenfalls Bestandteil des Prüfstands 1.The support modules 10 are in turn arranged on a base 15 of the test bench 2. The base 15 consists, for example, of a steel-beam-reinforced concrete cast and is also part of the test bench 1.

Bei den in 1 nicht dargestellten Belastungsmaschinen handelt es sich um leistungsstarke und dynamische Elektromotoren, deren Motorwellen gelenkig mit dem der Arbeitsmaschine 2 abgewandten Axialende der Wellenelemente der Aufständermodule 10 verbunden sind, um Drehzahlen bzw. Drehmomente in die Radwellen der Fahrzugräder und damit in den Antriebsstrang der Arbeitsmaschine 2 einleiten zu können.In the 1 The loading machines not shown are powerful and dynamic electric motors whose motor shafts are articulated to the axial end of the shaft elements of the support modules 10 facing away from the working machine 2 in order to be able to introduce speeds or torques into the wheel shafts of the driving wheels and thus into the drive train of the working machine 2.

Weiterhin umfasst der Prüfstand 1 beispielsgemäß einen als ersten Seilzug 20 ausgebildeten Aktuator 20 sowie einen als zweiten Seilzug 21 ausgebildeten Aktuator 21.Furthermore, the test bench 1 comprises, for example, an actuator 20 designed as a first cable pull 20 and an actuator 21 designed as a second cable pull 21.

Der erste Seilzug 20 ist dazu ausgebildet, die Arbeitsmechanik 3 der Arbeitsmaschine 2 horizontal zu belasten. Der erste Seilzug 20 greift dabei von hinten an der Schaufel 4 an, um eine horizontale Kraft nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung des Radladers 2, zu simulieren. Dies entspricht einem Einfahren der Schaufel 4 in einen Haufen mit zu verladendem Schüttgut. Der erste Seilzug 20 ist unter der Arbeitsmaschine 2 auf dem Prüfstand 1 bis zur Schaufel 4 geführt und wird über eine elektromotorisch angetriebene Seilwinde betätigt.The first cable pull 20 is designed to load the working mechanism 3 of the working machine 2 horizontally. The first cable pull 20 engages from at the rear of the bucket 4 in order to simulate a horizontal force to the rear, i.e. against the direction of travel of the wheel loader 2. This corresponds to the bucket 4 being driven into a pile of bulk material to be loaded. The first cable pull 20 is guided under the working machine 2 on the test bench 1 up to the bucket 4 and is operated via an electric motor-driven cable winch.

Der zweite Seilzug 21 ist dazu ausgebildet, die Arbeitsmechanik 3 der Arbeitsmaschine 2 vertikal zu belasten. Der zweite Seilzug 21 greift beispielsgemäß ebenfalls von unten an der Schaufel 4 an, allerdings um eine vertikale Kraft nach unten zu simulieren. Dies entspricht einem Anheben der Schaufel 3 mit dem sich in der Schaufel befindenden Schüttgut.The second cable pull 21 is designed to apply vertical load to the working mechanism 3 of the working machine 2. The second cable pull 21 also acts on the bucket 4 from below, for example, but to simulate a vertical downward force. This corresponds to lifting the bucket 3 with the bulk material in the bucket.

Mittels des ersten Seilzugs 20 und des zweiten Seilzugs 21 können somit horizontale Kräfte, vertikale Kräfte sowie Kombinationen daraus in die Arbeitsmechanik 3 eingeleitet werden.By means of the first cable pull 20 and the second cable pull 21, horizontal forces, vertical forces and combinations thereof can be introduced into the working mechanism 3.

2 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 1 für eine Arbeitsmaschine 2. 2 shows, by way of example and schematically, another possible embodiment of a test bench 1 according to the invention for a working machine 2.

Der Prüfstand 1 der 2 unterscheidet sich durch die Ausbildung der Aufständermodule 10 vom Prüfstand der 1.The test bench 1 of the 2 differs from the test bench of the 1 .

Jedes Aufständermodul 10 der 2 weist nämlich einen Arm 13 auf, der dazu ausgebildet ist, eine entgegen einer Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 2 wirkende Zugkraft abzustützen. Somit können Zugkräfte, die beispielsweise vom zweiten Seilzug 21 in die Arbeitsmaschine 2 eingeleitet werden, abgestützt werden.Each support module 10 of the 2 namely has an arm 13 which is designed to support a tensile force acting against a direction of travel of the work machine 2. Tensile forces which are introduced into the work machine 2, for example, by the second cable pull 21, can thus be supported.

Der Arm 13 eines jeden Aufständermoduls 10 weist außerdem ein Elastomer 12 zum Dämpfen der Zugkräfte auf, wobei ein Arm 13, welcher einer Radwellen einer Vorderachse der Arbeitsmaschine 2 zugeordnet ist, ein härteres Elastomer 12 aufweist als ein Arm 13, welcher einer Radwellen einer Hinterachse der Arbeitsmaschine 2 zugeordnet ist. Dadurch wird ein Fahrzeugrad der Vorderachse härter gedämpft als ein Fahrzeugrad der Hinterachse, was dem realen Dämpfungsverhalten der Arbeitsmaschine 2 aufgrund der in der Regel höheren Belastung der Vorderachse entspricht.The arm 13 of each support module 10 also has an elastomer 12 for damping the tensile forces, whereby an arm 13 which is assigned to a wheel shaft of a front axle of the work machine 2 has a harder elastomer 12 than an arm 13 which is assigned to a wheel shaft of a rear axle of the work machine 2. As a result, a vehicle wheel of the front axle is damped harder than a vehicle wheel of the rear axle, which corresponds to the actual damping behavior of the work machine 2 due to the generally higher load on the front axle.

3 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 1 für eine Arbeitsmaschine 2. 3 shows, by way of example and schematically, another possible embodiment of a test bench 1 according to the invention for a working machine 2.

Der Prüfstand 1 der 3 unterscheidet sich durch das Vorhandensein einer ersten Zugkraftmessvorrichtung 22 und einer zweiten Zugkraftmessvorrichtung 23 vom Prüfstand der 1.The test bench 1 of the 3 differs from the test bench of the 1 .

Die erste Zugkraftmessvorrichtung 22 ist dabei mit der Vorderachse der Arbeitsmaschine 2 gekoppelt und die zweite Zugkraftmessvorrichtung 23 ist mit der Hinterachse der Arbeitsmaschine 2 gekoppelt. Dadurch können Zugkräfte, welche auf die Vorderachse und die Hinterachse wirken, einzeln erfasst werden.The first tensile force measuring device 22 is coupled to the front axle of the working machine 2 and the second tensile force measuring device 23 is coupled to the rear axle of the working machine 2. This allows tensile forces acting on the front axle and the rear axle to be recorded individually.

Jede Zugkraftmessvorrichtung 22, 23 weist dabei eine Koppelstange 22', 23' sowie ein nicht dargestelltes Federelement auf. Die Koppelstange 22', 23' überträgt die auf die jeweilige Achse wirkende Kraft dabei auf einen nicht dargestellten Kraftsensor, wobei die Übertragung der Kraft durch das Federelement gedämpft wird.Each tensile force measuring device 22, 23 has a coupling rod 22', 23' and a spring element (not shown). The coupling rod 22', 23' transfers the force acting on the respective axle to a force sensor (not shown), with the transmission of the force being dampened by the spring element.

Beispielsgemäß weist die erste Zugkraftmessvorrichtung 22 dabei ein härteres Federelement 22' als die zweite Zugkraftmessvorrichtung 23.For example, the first tensile force measuring device 22 has a harder spring element 22' than the second tensile force measuring device 23.

4 zeigt beispielhaft und schematisch den Prüfstand 1 der 1 in einer Frontalansicht. Durch die gewählte Frontalansicht sind nun auch die Belastungsmaschinen 30 zu sehen, die über Gelenkwellen 31 mit den Wellenelementen 17 der Aufständermodule 10 drehfest verbunden sind. 4 shows an example and schematically the test bench 1 of the 1 in a frontal view. The selected frontal view also allows the loading machines 30 to be seen, which are connected in a rotationally fixed manner to the shaft elements 17 of the support modules 10 via cardan shafts 31.

5 zeigt beispielhaft und schematisch ein Aufständermodul 10, das für den erfindungsgemäßen Prüfstand 1 verwendet werden kann. 5 shows an example and schematically a support module 10 which can be used for the test bench 1 according to the invention.

Das Aufständermodul 10 umfasst beispielsgemäß einen sockelartigen Unterbau 18, der über Schraubverbindungen 18' am Prüfstand angeordnet werden kann.The support module 10 comprises, for example, a base-like substructure 18, which can be arranged on the test bench via screw connections 18'.

Weiterhin umfasst das Aufständermodul 10 einen oberen Aufbau 19, der über eine nicht dargestellte Kugelführung in Längs- und Querrichtung gegenüber dem Unterbau 18 beweglich ist. Der obere Aufbau 19 kann dann in einer eingestellten Position gegenüber dem Unterbau 18 fixiert werden.Furthermore, the support module 10 comprises an upper structure 19, which is movable in the longitudinal and transverse direction relative to the base structure 18 via a ball guide (not shown). The upper structure 19 can then be fixed in a set position relative to the base structure 18.

Weiterhin umfasst das Aufständermodul 10 ein horizontal dämpfendes Elastomer 11, das in Form von zwei einzelnen Elementen am Aufständermodul 10 angeordnet ist.Furthermore, the support module 10 comprises a horizontally damping elastomer 11, which is arranged in the form of two individual elements on the support module 10.

Das Wellenelement 17 des Aufständermoduls 10 ist drehbar in einer Lagerung 18 gehalten. Über ein erstes axiales Ende 17' kann das Wellenelement 17 mit einer Abtriebswelle der Arbeitsmaschine 2 gekoppelt werden. Über ein zweites axiales Ende 17" kann das Wellenelement 17 mit einer Belastungsmaschine 30 gekoppelt werden.The shaft element 17 of the support module 10 is rotatably held in a bearing 18. The shaft element 17 can be coupled to an output shaft of the working machine 2 via a first axial end 17'. The shaft element 17 can be coupled to a loading machine 30 via a second axial end 17".

Schließlich weist das Aufständermodul 10 auch ein Kippgelenk 16 auf, um welches das Wellenelement 17 gekippt werden kann.Finally, the support module 10 also has a tilting joint 16 around which the shaft element 17 can be tilted.

Bezugszeichenreference sign

11: Prüfstandtest bench
22: Arbeitsmaschinework machine
33: Arbeitsmechanikwork mechanics
44: Schaufelshovel
1010: Aufständermodulstand module
1111: horizontal dämpfendes Elastomerhorizontally damping elastomer
1212: vertikal dämpfendes Elastomervertically damping elastomer
1313: Armarm
1515: Basisbase
1616: Kippgelenktilting joint
1717: Wellenelementshaft element
17'17': erstes axiales Endefirst axial end
17"17": zweites axiales Endesecond axial end
1818: Unterbausubstructure
1919: oberer Aufbauupper structure
2020: erster Seilzugfirst rope pull
2121: zweiter Seilzugsecond cable pull
2222: erste Zugkraftmessvorrichtungfirst tensile force measuring device
22'22': Koppelstange der ersten Zugkraftvorrichtungcoupling rod of the first traction device
2323: zweite Zugkraftmessvorrichtungsecond tensile force measuring device
23'23': Koppelstange der zweiten Zugkraftvorrichtungcoupling rod of the second traction device
3030: Belastungsmaschineloading machine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10328461 A1 [0003]
DE 1020222120434 [0004, 0005]

Claims

Test bench (1) for a drive train of a work machine (2), comprising a support module (10) for each wheel shaft of the work machine (2) and a loading machine (30) for each driven wheel shaft of the work machine (2), wherein each support module (10) is designed to support the work machine via a wheel shaft and to couple it in a rotationally fixed manner to a loading machine (30), and wherein each loading machine (30) is designed to apply torques and rotational speeds to a driven wheel shaft via the respective support module (10), characterized in that the test bench (1) further comprises at least one actuator (20, 21) for testing a working mechanism (3) of the work machine (2), wherein the actuator (20, 21) is designed to introduce a horizontal force and a vertical force and a combination thereof into the working mechanism (3).

Test bench (1) after claim 1 , characterized in that the test stand (1) comprises four support modules (10) for supporting a weight force acting on four wheel shafts of the work machine (2).

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 and 2 , characterized in that each support module (10) has a tilting joint (16) so that a shaft element (17) of each support module (10) can be tilted about its transverse axis and/or has a ball guide so that the shaft element (17) is movable in a horizontal plane and/or has a horizontally damping elastomer (11).

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a support module (10) which is assigned to a wheel shaft of a front axle of the work machine (2) has a harder elastomer (11, 12) than a support module (10) which is assigned to a wheel shaft of a rear axle of the work machine (2).

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the test bench (1) further comprises at least one tensile force measuring device (22, 23), wherein the at least one tensile force measuring device (22, 23) is designed to detect a tensile force on an axle of the work machine.

Test bench (1) after claim 5 , characterized in that the test bench (1) has a tensile force measuring device (22, 23) for each axle of the work machine (1), wherein each tensile force measuring device (22, 23) comprises a coupling rod (22', 23') and a spring element, wherein a tensile force measuring device (22) which is assigned to a front axle of the work machine (2) has a harder spring element than a tensile force measuring device (23) which is assigned to a rear axle of the work machine (2).

Test bench (1) according to at least one of the Claims 5 and 6 , characterized in that the respective tensile force measuring device (22, 23) is designed to adjust a hardness of the spring element.

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 until 7 , characterized in that each support module (10) has an arm (13) which is designed to support a tensile force acting against a direction of travel of the work machine (1).

Test bench (1) after claim 8 , characterized in that the arm (13) has an elastomer (12) for dampening the tensile force, wherein an arm (13) which is assigned to a vehicle wheel of a front axle of the work machine (2) comprises a harder elastomer (12) than an arm (13) which is assigned to a vehicle wheel of a rear axle of the work machine (2).

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the at least one actuator (20, 21) is designed as a first cable pull (20) which is designed to load the working mechanism (3) of the working machine (2) horizontally.

Test bench (1) according to at least one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the at least one actuator (20, 21) is designed as a second cable pull (21) which is designed to vertically load the working mechanism (3) of the working machine (2).