DE10050789C2

DE10050789C2 - Rollenprüfstand für Kraftfahrzeug- und/oder Reifenprüfung

Info

Publication number: DE10050789C2
Application number: DE10050789A
Authority: DE
Inventors: Joerg Cordes
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2020-10-14
Also published as: DE10050789A1; US6601445B2; US20020043102A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenprüfstand für Kraftfahr zeuge und/oder Rad-Reifen-Kombinationen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 oder Anspruches 2.

Bei der Prüfung von fahrdynamischen Parametern und auch der Abgaswerte von durch Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraft fahrzeugen werden Rollen- oder Trommelprüfstände eingesetzt, die eine Simulation unterschiedlicher Fahrbedingungen ermög lichen. Zur Durchführung von Untersuchungen, beispielsweise der Bremsfunktionen, der Abgasemissionen oder dergleichen, wird das zu prüfende Fahrzeug im Rollenprüfstand lagegerecht fixiert, wobei je nach der Auslegung des Prüfstandes entweder die beiden Räder einer Achse oder aber die beiden Räder mehrerer Achsen auf dem Scheitelbereich je eines Laufrollen paares aufstehen. Die Laufrollenpaare sind mit Antriebs- und Verzögerungsmaschinen gekoppelt, denen Meßelemente und Meß vorrichtungen zum Erfassen der entsprechend den verschiedenen Prüfbedingungen auftretenden Drehmomente bzw. Zugkräfte zugeordnet sind.

Aus der DE 199 00 620 A1 ist ein Rollenprüfstand für Kraft fahrzeuge bekannt, dessen beide Laufrollen von einem mittig zwischen diesen angeordneten elektrischen Motor über eine gemeinsame Welle direkt synchron angetrieben werden und das Statorgehäuse dieses Motors in einem Tragrahmen pendelnd gelagert und über eine als Kraftmesser ausgestaltete Meßvor richtung an dem Tragrahmen abgestützt ist.

Das Statorgehäuse und der an diesem gelagerte Rotor des Motors, der als oben genannte Welle ausgebildet ist, sind mittels Blattfederelemente oder Gleitlager am Tragrahmen pendelnd gelagert. Die Blattfederelemente setzen der Verdreh bewegung des Statorgehäuses einen kleinen Widerstand entge gen. Die Welle ist mittels Gleitlager in der Pendellagerung gelagert.

Um einen vorzeitigen Verschleiß der Gleitlager der Welle und der Gleitlager der Pendellagerung zu vermeiden sind die Lagerschalen dieser Gleitlager mit taschenartigen oder nutar tigen Vertiefungen ausgestaltet, welche mit einem konstanten Druckölvolumenstrom von einer Druckölschmiermittelversor gungseinrichtung versorgt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenprüf stand zu schaffen, der bei konstruktiv verringertem Aufwand genauere Meßergebisse liefert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe duch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Bedeutungsvoll ist, dass der Laufrollensatz von einer Motor- Getriebe-Kombination angetrieben ist.

Diese Motor-Getriebe-Kombination ist in einem zwischen den Laufrollen angeordneten pendelnd gelagerten Rahmen als Ein heit zusammengefaßt, wobei der Rahmen alle auftretenden hohen Kräfte absorbiert.

Bedeutungsvoll ist, dass die die Laufrollen tragende Welle ihre Lagerung an dem Rahmen innerhalb der Pendellagerung hat, somit treten keine Lagerverluste auf. Am pendelnd gelagerten Rahmen ist mindestens eine Meßvorrichtung angeordnet, mittels derer alle auftretenden Kräfte ermittelbar sind.

Die Erfindung hat zum Vorteil, dass keine durch Drehzahl belastete Lager außerhalb der Pendellagerung angeordnet sind, somit entstehen keine Kräfte oder Verluste, beispielsweise Reibungsverluste, die nicht von der Meßvorrichtung regi striert werden.

Durch die Anordnung aller durch Drehzahl belasteten Lager innerhalb der Pendellagerung wird ein noch genaueres Meßergebnis mittels des erfindungsgemäß ausgestalteten Rollenprüf stand erzielbar, das alle bei einer Messung auftretenden Kräfte und Verluste, wie beispielsweise Reibungsverluste, berücksichtigt.

Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung ist in der Verwendung von ein oder mehreren Antriebsmotoren in der Motor-Getriebe-Kombination zu sehen. Durch die Verwendung von mehreren Antriebsmotoren können Motoren mit kleinerem Drehmo ment und somit auch kleineren Abmessungen eingesetzt werden, wodurch sich eine kompakte und wenig Bauraum benötigende Motor-Getriebe-Kombination realisieren läßt.

Das Getriebe ist vorzugsweise als Sammelgetriebe ausgeführt, das beispielsweise aus geradverzahnten Zahnrädern oder Stirn zahnrädern besteht und direkt an den Antriebsmotoren an geflanscht ist. Alternativ kann das Getriebe auch als Riemen trieb oder Kettentrieb ausgeführt sein.

Vorteile sind auch in der Wahl der zu verwendenden Schmier mittelversorgung dieses Rollenprüfstandes zu sehen, da auf eine aufwendige Druckölschmierung verzichtet werden kann. Die Schmiermittelversorung des Getriebes und der Lager erfolgt beispielsweise mittels einer an dem die Motor-Getriebe- Kombination tragenden Rahmen integrierten Tauchschmierung. Eine derartige in den Antrieb bzw. in die Motor-Getriebe- Kombination integrierte Schmiereinrichtung hat den besonderen Vorteil, dass Störungen von Außen, die beispielsweise von einer außerhalb des Rollenprüfstandes angeordneten und über Versorgungsleitungen mit dem Antrieb und den Lagern in Ver bindung stehenden Schmiermittelversorgungseinrichtung herrüh ren und somit das Meßergebnis verfälschen können, vermieden werden.

Die Temperatur des Schmiermittels ist über am Rahmen der Motor-Getriebe-Kombination integrierte Luft-Öl-Kühler regel bar.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der Rahmen mit gehäuseartigen Elementen und Aufnahmemitteln für Aggregate, wie beispielsweise den oben genannten Luft-Öl-Kühler oder die Antriebsmo toren, ausgestaltet ist.

Bedeutungsvoll ist, dass die Motor-Getriebe-Kombination schaltbar ausgeführt sein kann, um die Kontroll- und Meßge nauigkeit an verschiedene zu prüfende Fahrzeugkategorien anzupassen. Diese Schaltbarkeit läßt sich beispielsweise durch den Einsatz eines schaltbaren Getriebes und/oder mit tels zu- und abschalten der einzelnen Antriebsmotoren bewerk stelligen.

Besonders bedeutungsvoll ist, dass zur Kühlung der Motor- Getriebe-Kombination ein oder mehrere Lüfter verwendet wer den, die getrennt von der pendelnd gelagerten Motor-Getriebe- Kombination angeordnet sind und über Kühlluftversorgungsdüsen bzw. -kanäle berührungslos die Motor-Getriebe-Kombination mit Kühlluft versorgen.

Diese Anordnung außerhalb der Motor-Getriebe-Kombination hat zum Vorteil, dass keine das Meßergebnis verfälschenden Stö rungen auftreten, da Aggregate, wie beispielsweise Lüfter, die eine mögliche Störung bzw. einen möglichen Meßfehler verursachen können, außerhalb der zur Durchführung der Mes sung benötigten Bauteile des Prüfstandes und ohne direkte Verbindung mit diesen zur Messung benötigten Bauteilen des Prüfstandes, beispielsweise mittels Schläuchen und/oder Kabel, angeordnet sind.

Eine Alternative zum Rahmen, der die Motor-Getriebe- Kombination trägt, kann auch an einem am Tragrahmen pendelnd gelagerten Gehäuse die Motor-Getriebe-Kombination gelagert sein. Es ist auch möglich, dass dieses Gehäuse nur einem Bauteil der Motor-Getriebe-Kombination direkt zugeordnet ist, beispielsweise ein Getriebegehäuse oder ein Motorgehäuse ist, wobei alle anderen zur Motor-Getriebe-Kombination zugehörigen Bauteile ebenfalls an diesem Gehäuse gelagert sind und dieses am Tragrahmen pendelnd gelagert ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt schematisch:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rollenprüfstandes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht des Rollenprüfstandes nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Rollenprüfstand nach Fig. 3 mit darauf angeord neter Rad-Reifen-Kombination

Fig. 5 einen Rollenprüfstand nach Fig. 1 mit einem pendelnd gelagerten Motorgehäuse und

Fig. 6 einen Rollenprüfstand nach Fig. 1 mit einem pendelnd gelagerten Getriebegehäuse.

In Fig. 1 ist ein Rollenprüfstand (1) gezeigt. Der Rollen prüfstand (1) besteht aus einem Tragrahmen (2) und daran angeordneten Tragarmen (2a; 2b). Zwischen den Tragarmen (2 a; 2b) ist über Lagerelemente (3, 4) eine Motor-Getriebe- Kombination (5) pendelnd gelagert. Die Motor-Getriebe- Kombination (5) besteht aus einem ersten Motor (6), einem weiteren Motor (7), einem Getriebe (8) und einem Rahmen (9) [Fig. 2].

Als Motor (6; 7) ist ein Elektromotor und/oder ein Hydraulik motor vorgesehen.

Das Getriebe (8) besteht aus zwei Ritzeln (10, 11), welche direkt an den Motoren (6, 7) angeordnet sind, und einem Zahnrad (12), welches mit den Ritzeln (10, 11) im Eingriff steht.

Das Zahnrad (12) ist an einer Welle (13) angeordnet. An beiden Enden der Welle (13) sind Laufrollen (14; 15) angeord net.

Die Welle (13) ist mittels Lagerelemente (16; 17; 18) am Rahmen (9) gelagert. Die Motoren (6; 7) sind am Rahmen (9) gelagert. Der Rahmen (9) ist im Bereich des Getriebes (8) gehäuseartig oder wannenförmig ausgestaltet, damit eine Schmiereinrichtung (19) in Form einer Tauchschmierung inte grierbar ist.

Alternativ können an dem Rahmen (9), nicht näher dargestellt, gehäuseartige Elemente angeordnet sein.

Der Rahmen (9) und seine gehäuseartig ausgestalteten Elemente sind mit Öffnungen (21) und Kanalelementen (22) durchsetzt, um von außen mittels Kühllufterzeuger (23), beispielweise Lüfter oder Kompressoren, zugeführte Kühlluft an die zu kühlenden Aggregate, wie Motoren (6; 7) und Getriebe (8) mit Schmiereinrichtung (19), weiterzuleiten.

Zwischen dem Rahmen (9) und dem Tragrahmen (2) ist eine Meßvorrichtung (20), beispielsweise eine Kraftmeßdose, ange ordnet. Zusätzlich kann eine weitere Meßvorrichtung (30) zwischen dem Rahmen (9) und dem Tragrahmen (2) vorzugsweise gegenüber der Meßvorrichtung (20) angeordnet sein.

Der beschriebene Prüfstand treibt entweder ein zur Prüfung auf dessen Laufrollen (14; 15) angeordnetes Kraftfahrzeug mittels seiner Motor-Getriebe-Kombination (5) an oder umge kehrt. Das Kraftfahrzeug steht mit seinen angetriebenen Rädern (24; 25) auf den Laufrollen (14; 15). In beiden Fällen werden die entstehenden Kräfte und/oder Drehmomente über die Motor-Getriebe-Kombination (5) und im Besonderen über den pendelnd gelagerten Rahmen (9) auf die mit diesem in Verbin dung stehende Meßvorrichtung (20) übertragen.

Wird beispielsweise bei einer Überprüfung von Abgasemissionen des Kraftfahrzeuges das von dessen angetriebenen Rädern (24; 25) auf die Laufrollen (14; 15) übertragene Drehmoment in die Motor-Getriebe-Kombination (5) eingeleitet, dann reagiert der die Motor-Getriebe-Kombination (5) tragende pendelnd gelager te Rahmen (9) durch eine Verdrehung bzw. Verschwenkung in den von der Meßvorrichtung (20; 30) bestimmten Grenzen, wobei das Reaktionsmoment des Rahmens (9) von der Meßvorrichtung (20; 30), beispielsweise ein Drehmoment- oder Kraftsensor, erfaßt wird. Änderungen des vom Rahmen (9) ausgeübten Drehmomentes werden somit von der Meßvorrichtung (20; 30) als Meßwerte erfaßt.

Alternativ zum verwendeten Getriebe (8) kann auch ein nicht näher dargestellter Riementrieb oder Kettentrieb verwendet werden. Es ist auch möglich das Zahnrad (12) als Hohlrad auszugestalten.

Eine weitere, nicht näher dargestellte, Variante des Prüf standes wäre, die Motor-Getriebe-Kombination (5) schaltbar auszuführen, um die Kontroll- und Meßgenauigkeit an verschie dene zu prüfende Fahrzeugkategorien anzupassen, um beispiels weise eine Prüfung vom Kraftrad bis zum Lastkraftwagen mit einem einzigen Prüfstand durchführen zu können. Diese Schalt barkeit läßt sich beispielsweise durch den Einsatz eines schaltbaren Getriebes (8) und/oder mittels zu- und abschalten der einzelnen Motoren (6; 7) bewerkstelligen.

Eine weitere Variante des Prüfstandes ist, anstelle des Rahmens (9), der die Motor-Getriebe-Kombination (5) trägt, ein am Tragrahmen (2) pendelnd gelagertes Gehäuse (31) zu verwenden, an welchem die Motor-Getriebe-Kombination (5) gelagert ist (siehe Fig. 5 und Fig. 6).

Es ist auch möglich, dass dieses Gehäuse nur einem Bauteil der Motor-Getriebe-Kombination (5) direkt zugeordnet ist, sprich ein Bestandteil eines Bauteiles ist, beispielsweise ein Getriebegehäuse (33) oder ein Motorgehäuse (32) ist, wobei alle anderen zur Motor-Getriebe-Kombination (5) zugehörigen Bauteile und Elemente ebenfalls an diesem Motorgehäuse (32) oder Getriebegehäuse (33) gelagert sind und dieses am Tragrahmen (2) pendelnd gelagert ist.

Der beschriebene Prüfstand soll sich nicht nur auf die Ver wendung zur Überprüfung von Kraftfahrzeugen beschränken. Der Prüfstand eignet sich auch zur Überprüfung von Rad-Reifen- Kombinationen (26), bestehend aus Felge (27) und Reifen (28), welche an einem Prüfrahmen (29) angeordnet sind (siehe Fig. 4).

Bezugszeichenliste

1

Rollenprüfstand

2

Tragrahmen

2

a Tragarm

2

b Tragarm

3

Lagerelement

4

Lagerelement

5

Motor-Getriebe-Kombination

6

Motor

7

Motor

8

Getriebe

9

Rahmen

10

Ritzel

11

Ritzel

12

Zahnrad

13

Welle

14

Laufrolle

15

Laufrolle

16

Lagerelement

17

Lagerelement

18

Lagerelement

19

Schmiereinrichtung

20

Meßvorrichtung

21

Öffnung

22

Kanalelement

23

Kühllufterzeuger

24

Rad

25

Rad

26

Rad-Reifen-Kombination

27

Felge

28

Reifen

29

Prüfrahmen

30

Meßvorrichtung

31

Gehäuse

32

Motorgehäuse

33

Getriebegehäuse

Claims

1. Rollenprüfstand (1) für Kraftfahrzeuge und/oder Rad- Reifen-Kombinationen mit mindestens einer Laufrolle (14; 15) für jedes Rad (24; 25), einem Tragrahmen (2) und ei nem zwischen den Laufrollen (14; 15) angeordneten und am Tragrahmen (2) pendelnd gelagerten Antrieb, dadurch ge kennzeichnet, dass

a) der Antrieb eine Motor-Getriebe-Kombination (5) ist, die aus einer die Laufrollen (14; 15) tragenden Welle (13), einem Getriebe (8) und mindestens einem Motor (6; 7) besteht,
b) der Motor (6; 7) neben der Welle (13) angeordnet ist,
c) der Motor (6; 7) über das Getriebe (8) mit der Welle (13) in Verbindung steht,
d) die Motor-Getriebe-Kombination (5) an einem Rahmen (9) angeordnet ist, der am Tragrahmen (2) pendelnd gelagert ist und
e) der Rahmen (9) mittels mindestens einer Meßvorrich tung (20; 30) am Tragrahmen (2) abgestützt ist.

2. Rollenprüfstand (1) für Kraftfahrzeuge und/oder Rad- Reifen-Kombinationen mit mindestens einer Laufrolle (14; 15) für jedes Rad (24; 25), einem Tragrahmen (2) und ei nem zwischen den Laufrollen (14; 15) angeordneten und am Tragrahmen (2) pendelnd gelagerten Antrieb, dadurch ge kennzeichnet, dass

a) der Antrieb eine Motor-Getriebe-Kombination (5) ist, die aus einer die Laufrollen (14; 15) tragenden Welle (13), einem Getriebe (8) und mindestens einem Motor (6; 7) besteht,
b) der Motor (6; 7) neben der Welle (13) angeordnet ist,
c) der Motor (6; 7) über das Getriebe (8) mit der Welle (13) in Verbindung steht,
d) die Motor-Getriebe-Kombination (5) an einem am Tragrahmen (2) pendelnd gelagerten Gehäuse (31) ange ordnet ist, das Bestandteil eines Elementes der Motor-Getriebe-Kombination (5) ist, wobei alle weiteren Elemente der Motor-Getriebe-Kombination (5) an diesem Gehäuse (31) angeordnet sind,
e) das Gehäuse (31) mittels mindestens einer Meßvorrich tung (20; 30) am Tragrahmen (2) abgestützt ist.

3. Rollenprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) ein Motorgehäuse (32) oder ein Ge triebegehäuse (33) ist, wobei an dem Motorgehäuse (32) die Welle (13), das Getriebe (8) und alle weiteren zur Motor-Getriebe-Kombination (5) zugehörigen Elemente ange ordnet sind oder an dem Getriebegehäuse (33) die Welle (13), der Motor (6; 7) und alle weiteren zur Motor- Getriebe-Kombination (5) zugehörigen Elemente angeordnet sind.

4. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) in der Motor- Getriebe-Kombination (5) gelagert ist.

5. Rollenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) am Rahmen (9) gelagert ist.

6. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Getriebe-Kombination (5) von mindestens einem vom dieser entkoppelten Kühllufter zeuger (23) kühlbar ist.

7. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1; 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (6; 7) und/oder das Getriebe (8) von mindestens einem vom Rahmen (9) entkop pelten Kühllufterzeuger (23) kühlbar ist.

8. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine interne Schmiereinrichtung (19) das Getriebe (8) und Lagerelemente (16; 17; 18) mit Schmiermittel versorgt.

9. Rollenprüfstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiereinrichtung (19) eine Tauchschmierung ist.

10. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (6; 7) ein Hydraulikmotor ist.

11. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (6; 7) ein Elektromotor ist.

12. Rollenprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Getriebe- Kombination (5) als eine alle Elemente und/oder Bauteile der Motor-Getriebe-Kombination (5) zusammenfassende Ein heit ausgestaltet ist.