DE10044921A1 - Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rollenprüfstand (1) für Kraftfahrzeuge (3), mit paarweise nebeneinander angeordneten, walzenförmigen Rollen (2a, 2b), auf denen die Räder (4) jeweils einer Fahrzeugachse abrollbar sind, wobei die Rollen (2a, 2b) eines Rollenpaares (2) relativ zueinander höhenverstellbar sind. Um die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Rollenprüfstandes zu verbessern und den konstruktiven Aufbau zu vereinfachen, schlägt die Erfindung vor, daß zumindest ein Rollenpaar (2) als Ganzes um eine zur Längsachse parallele Drehachse (D) drehbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, mit paarweise nebeneinander angeordneten, walzenförmigen Rollen, auf denen die Räder jeweils einer Fahrzeugachse abrollbar sind, wobei die Rollen eines Rollenpaars relativ zueinander höhenverstellbar sind.

Derartige Rollenprüfstände dienen zur Durchführung von Fahrdynamikversuchen an straßengängigen Kraftfahrzeugen. Zur Simulation der relativ zum Fahrzeug bewegten Fahrbahnoberfläche dient die Umfangsfläche von drehbeweglichen bzw. drehend antreibbaren Rollen. Diese Rollen sind als Rollenpaare jeweils in Rolleneinheiten so angeordnet, daß ein Kraftfahrzeug mit seinen Rädern darauf abgestellt werden kann bzw. diese abrollen können. Zur Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugtypen kann der Abstand der Rollen bzw. Rollenpaare veränderlich sein und dadurch an den jeweiligen Rad- bzw. Achsstand angepaßt werden. Wenn sich sämtliche Rollen eines Rollenprüfstands in einer waagerechten Ebene befinden, entspricht dies der Fahrt des darauf befindlichen Fahrzeugs über eine waagerechte, ebene Fahrbahnfläche. Auf unzureichend ausgebauten Straßen, in verkehrsberuhigten Zonen mit eingebauten Bodenwellen sowie beim Auffahren auf Bordsteinkanten ist die Fahrbahnfläche jedoch in der Praxis oftmals uneben, was zu einer unterschiedlichen Querneigung bezüglich der einzelnen Fahrzeugachsen führt. Um derartige Fahrbahnverhältnisse zu simulieren, ist in der DE 299 20 168 U1 bereits ein Rollenprüfstand vorgeschlagen worden, bei dem die Rollen unabhängig voneinander in Richtung der Fahrzeughochachse, also höhenverstellbar sind. Durch Anheben einzelner oder diagonal gegenüberstehender Rollen sollen dabei insbesondere Querneigungsbeanspruchungen der Fahrzeugachsen zueinander nachgestellt werden, um auf diese Weise die Fahrzeugkarosserie mit einer Verwindungskraft bezüglich der Fahrzeuglängsachse zu beaufschlagen, so daß Aufschlüsse über die Verwindungssteifigkeit der Karosserie erhalten werden können, welche einen maßgeblichen Einfluß auf die fahrdynamischen Eigenschaften hat.

Ein derartiger Rollenprüfstand mit einzelnen höhenverstellbaren Rollen ist ebenfalls in der DE 38 31 795 A1 beschrieben worden. Dieser hat zwar den Vorteil, daß durch die individuelle Höhenverstellbarkeit der einzelnen Rollen Verwindungskräfte auf die Karosserie ausgeübt werden können. Nachteilig ist bei den vorbekannten Rollenprüfständen mit einzeln höhenverstellbaren Rollen jedoch, daß bei unterschiedlicher Höheneinstellung nebeneinander angeordneter Rollen eines Rollenpaars quasi eine in Fahrzeuglängsrichtung durchgehende Fahrbahnstufe vorgegeben wird. Diese führt zwar zu einer Querneigung der auf diesen Rollen befindlichen Fahrzeugachse. Diese geht jedoch zwangsläufig einher mit einer Schrägstellung, d. h. seitlichen Verkippung der jeweils auf den Rollen stehenden Fahrzeugräder. Dies bewirkt eine Beeinträchtigung des Abrollverhaltens sowie einer zusätzlichen Beanspruchung der Radaufhängungen. Diese zusätzlich auf das Fahrzeug ausgeübten Querkräfte müssen von der Fahrzeughalterung aufgenommen werden und erfordern eine dementsprechend hoch beanspruchbare Ausführung. Diese Zusatzbeanspruchungen erschweren die Durchführung der Verwindungsmessungen. Außerdem ist die Koordinierung der einzelnen höhenverstellbaren Rollen sowie die Auswertung der Meßergebnisse relativ aufwendig. Durch die zwischen den Rollen gebildete Stufe ist zudem die einstellbare Neigung begrenzt, insbesondere bei Fahrzeugen mit geringer Bodenfreiheit.

Angesichts dessen besteht die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung darin, bei einem Rollenprüfstand die Möglichkeit zur Einleitung von Querkräften in die Karosserie zur Verwindungsmessung zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik vor, daß zumindest ein Rollenpaar als Ganzes um eine zur Längsachse parallele Drehachse drehbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Rollenprüfstand besteht eine Besonderheit gegenüber dem Stand der Technik darin, daß zur Einstellung einer Querneigung die Rollen eines Rollenpaars nicht lediglich bezüglich der Waagerechten parallelverschoben werden, sondern zusammen bei koaxial gleichbleibender Orientierung zueinander um eine Längsachse des Rollenpaars gedreht werden. Dabei wird die eine Rolle des Rollenpaars nach oben und die jeweils andere nach unten verschwenkt, so daß das gesamte Rollenpaar eine durchgehende Querneigung erhält. Das Rollenpaar kann quasi um die Drehachse eine Pendelbewegung ausführen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Verdrehung des Rollenpaars um die Längsachse zur Simulation eines seitlich abfallenden Fahrbahnabschnitts die Umfangsfläche der Rollen, welche die Fahrbahnoberfläche vorgibt, tatsächlich ebenfalls durchgehend quer geneigt ist. Im Gegensatz dazu kann bei der Einzel-Parallelverstellung der Rollen im Stand der Technik die Rollen-Fahrbahnfläche als solche nicht seitlich geneigt werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Verwindungsbeanspruchung über die Fahrzeugachse in die Karosserie eingeleitet. Der Rollkontakt der Fahrzeugräder zur Rollenoberfläche wird verbessert. Die von den Radaufhängungen aufzunehmenden und letztendlich auf von der Fahrzeughalterung aufzunehmenden Querkräfte werden dadurch geringer.

Dadurch, daß zur Simulation einer Querneigung bei dem Rollenstand das gesamte Rollenpaar als Ganzes verstellt werden kann, wird die praktische Realisierung des Rollenprüfstands vereinfacht, da keine aufwendig anzusteuernden, koordiniert auf- bzw. ab zu bewegenden Einzelrollen erforderlich sind. Die Auswertung der Meßergebnisse bezüglich der Verwindungssteifigkeit der Karosserie wird ebenfalls vereinfacht.

Ein weiterer positiver Aspekt der Erfindung ist, daß die Rollen eines Rollenpaars relativ breit ausgelegt werden können, so daß Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichem Radstand ohne Einstellung des Querabstands der Rollen geprüft werden können, ohne daß die einstellbare Querneigung beeinträchtigt wird. Dies ist nämlich bei den bekannten Rollenprüfständen insbesondere bei Fahrzeugen mit relativ geringer Bodenfreiheit ein Problem, da, wie gesagt, durch die gegeneinander parallel verschobenen Rollen eine in Fahrzeuglängsrichtung durchgehende Stufe simuliert wird. Wenn breitere Rollen verwendet werden, kann deswegen bereits bei relativ geringer Höhenverstellung ein unerwünschter Kontakt zum Karosserieboden bzw. dort angeordneten Aggregaten, beispielsweise Auspuffanlagen oder dergleichen auftreten. Die erfindungsgemäße Verdrehbarkeit des gesamten Rollenpaars sorgt dafür, daß dieses Problem grundsätzlich nicht mehr auftreten kann.

Die Drehachse eines Rollenpaars liegt bevorzugt im Bereich zwischen den Rollen eines Rollenpaars. Die Verdrehung um einen vorgegebenen Drehwinkel entspricht dann unmittelbar der Querneigung der jeweiligen Fahrzeugachse. Bevorzugt verläuft die Drehachse mittig, d. h. in der Mitte zwischen den Rollen eines Rollenpaars. Durch diese symmetrische Anordnung ist die Simulation von Fahrbahnneigungen zu beiden Seiten gleich gut möglich.

Bevorzugt sind die Rollen eines Rollenpaars in einem um seine Längsachse drehbaren Rahmen gelagert. Diese konstruktive Ausgestaltung ist in der Praxis besonders gut geeignet, um den Drehantrieb des Rollenpaars und die erfindungsgemäße Einstellung der Querneigung voneinander zu entkoppeln. Der Rahmen sorgt dafür, daß die Rollen bei jeder Einstellung ihre relative koaxiale Orientierung behalten.

Die Einstellung einer Neigung bzw. Verkippung des Rollenpaars zur Messung der Verwindung der Karosserie ist das einzustellende Rollenpaar bevorzugt mit Antriebsmitteln zur Drehung um die Drehachse verbunden. Diese Antriebsmittel können an dem Rahmen angreifen, der die Rollen eines Rollenpaars trägt. Die Antriebsmittel können beispielsweise als mit Druckmittel beaufschlagbare Pneumatik- oder Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Anordnung hat verglichen mit dem Stand der Technik, der für jede einzelne Rolle ein derartiges Antriebsmittel erfordert, überdies den Vorteil, daß im Prinzip zur Verstellung eines jeden Rollenpaars lediglich ein derartiges Antriebsmittel vorgesehen werden muß.

Besonders vielseitig einsetzbar ist ein erfindungsgemäßer Rollenprüfstand, wenn in Längsrichtung mindestens zwei um die Längsachse gegeneinander verdrehbare Rollenpaare angeordnet sind. Diese Rollenpaare sind entweder fest oder gegeneinander in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar angeordnet, so daß der Abstand der Rollen in Längsrichtung dem Achsstand des jeweiligen Fahrzeugs entspricht.

Bei einem Rollenprüfstand, der in erster Linie zur Messung der Fahrdynamilk eingesetzt werden soll, sind die Rollen drehend antreibbar. Diesbezüglich bietet die erfindungsgemäße, bezüglich der Drehachse der Rollen feste Anordnung die vorteilhafte Möglichkeit, die Rollen eines Rollenpaars mit relativ geringem Getriebeaufwand von einem einzigen Antriebsmotor aus anzutreiben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rollenprüfstands in Fahrzeuglängsrichtung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht von oben auf einen erfindungsgemäßen Rollenprüfstand.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Rollenprüfstand schematisch dargestellt, und zwar einmal in einer Ansicht in Fahrzeuglängsrichtung (Fig. 1) und einmal in einer Ansicht von oben (Fig. 2), und als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Dieser Rollenprüfstand 1 weist jeweils nebeneinander angeordnete, walzenförmige Rollen 2a und 2b auf, welche zusammen koaxial auf einer gemeinsamen, quer liegenden Rollenachse R angeordnet sind. Diese Rollen 2 sind mit einem im einzelnen nicht dargestellten Antriebsaggregat verbindbar und drehend antreibbar.

Die Rollen 2 sind so angeordnet, daß ein auf dem Prüfstand stehendes, hinsichtlich seiner Karosserieeigenschaften zu prüfendes Fahrzeug 3, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, mit seinen Rädern 4 jeweils oben auf einer Rolle 2 steht. Das Kraftfahrzeug 3 mit den Rädern 4 ist in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet.

Das Fahrzeug wird relativ zu dem Rollenprüfstand 1 mit einer im einzelnen nicht dargestellten Haltevorrichtung fixiert.

Der Durchmesser der Rollen 2 ist bevorzugt etwa zweimal so groß wie der Durchmesser der Räder 4. Die Breite der Rollen 2 beträgt, wie dargestellt, bevorzugt ein Mehrfaches der Breite der Räder 4. Dadurch ist es möglich, Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Radständen, unterschiedlichen Reifenbreiten, Doppelbereifungen und dergleichen ohne Umbau zu prüfen.

Jeweils ein Rollenpaar 2 aus nebeneinander liegenden Rollen 2a und 2b ist in einem Rahmen 5 gelagert, wie dies besonders gut in Fig. 1 erkennbar ist. Dieser Rahmen 5 zeichnet sich dadurch aus, daß er um eine parallel zur Fahrzeuglängsachse liegende Drehachse D drehbar gelagert ist, also eine Schwenk- bzw. Pendelbewegung ausführen kann, wie dies in Fig. 2 mit den seitlich gebogenen Pfeilen angedeutet ist. Zur Einstellung dieser Drehbewegung ist ein Drehantrieb vorgesehen, beispielsweise ein exemplarisch eingezeichneter Hydraulikzylinder 6. Dieser stützt sich beispielsweise am festen Grund ab und bewirkt bei Druckbeaufschlagung eine Drehbewegung des Rahmens 5 um die Längsachse D. Dadurch wird jeweils ein Rollenpaar 2 erfindungsgemäß als Ganzes um die Drehachse D gedreht.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können zwei Rollenpaare in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnet sein. Es ist denkbar, daß beide dieser Rollenpaare 2 ausgestaltet sind wie das in Fig. 1 dargestellte. Es ist jedoch auch denkbar, daß in einer vereinfachten Ausführungsform eines der Rollenpaare 2 nicht um die Achse D schwenkbar ist.

Zur Durchführung von Verwindungsmessungen an der Karosserie des Fahrzeugs 3 werden die Antriebsmittel 6 betätigt, so daß sich jeweils der entsprechende Rahmen 5 samt des darin gelagerten Rollenpaars 2a, 2b als Ganzes dreht und so eine Neigung des Untergrundes simuliert. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß über die Räder 4 die Verwindungskräfte besonders gut in die Karosserie eingeleitet werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß durch die bezüglich der gemeinsamen Rollenachse R gleichbleibende Orientierung der Rollen 2a und 2b eines Rollenpaares 2 selbst bei sehr breiten, walzenförmigen Rollen 2 nicht die Gefahr besteht, daß diese selbst bei geringer Bodenfreiheit des Fahrzeugs 3 in unerwünschten Kontakt mit dem Unterboden kommen. Dabei ist der Drehantrieb 6, der jeweils am Rahmen 5 eines Rollenpaars 2 angreifen kann, mit deutlich geringerem technischen Aufwand realisierbar, als jede einzelne Rolle 2a, 2b mit einem eigenen Hubantrieb zu versehen.

Bezugszeichenliste

1

Rollenprüfstand

2

Rollenpaar

2

a,

2

b Rollen

3

Kraftfahrzeug

4

Räder

5

Rahmen

6

Hydraulikzylinder
R Rollenachse
D Drehachse

Claims (8)

1. Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge (3), mit paarweise nebeneinander angeordneten, walzenförmigen Rollen (2a, 2b), auf denen die Räder (4) jeweils einer Fahrzeugachse abrollbar sind, wobei die Rollen (2a, 2b) eines Rollenpaars (2) relativ zueinander höhenverstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rollenpaar (2) als Ganzes um eine zur Längsachse parallele Drehachse (D) drehbar ist.

2. Rollenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse D im Bereich zwischen den Rollen (2a, 2b) eines Rollenpaars (2) liegt.

3. Rollenprüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (D) mittig verläuft.

4. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenpaar (2) mit Antriebsmitteln (6) zur Drehung um die Drehachse (D) verbunden ist.

5. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (2a, 2b) eines Rollenpaars (2) in einem um seine Längsachse (D) drehbaren Rahmen (5) gelagert sind.

6. Rollenprüfstand nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (6) an dem Rahmen (5) angreifen.

7. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung mindestens zwei um die Längsachse (D) gegeneinander verdrehbare Rollenpaare (2) angeordnet sind.

8. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (2a, 2b) drehend antreibbar sind.