DE10123828C1 - Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand (1) mit einem Antriebsmotor (2), mit Antriebswellen (3) für eine linke und rechte Station (4, 5). Den beiden Stationen (4, 5) sind Schwungmassen (6) und Radbremsen (7) zugeordnet, wobei letztere jeweils aus einer wechselbar an der jeweiligen Antriebswelle (3) anbringbaren Bremsscheibe (8) und einem die Bremsscheibe (8) umgreifenden Bremssattel (9) mit daran hydraulisch verstellbar angeordneten und an die Bremsscheibe (8) anpressbaren Bremsbelegen bestehen. Ferner ist jeweils eine Momenten-Messeinrichtung (11) mit einem Pendel-Messbalken (10) vorgesehen, an dem jeweils ein Bremssattel (9) angeordnet ist. Weiter ist eine Aktuatoreinheit (12) vorgesehen, mit der gesteuert der hydraulische Bremsdruck zur Verfügung gestellt wird und die mit Bremsleitungen (16) mit den Bremssätteln (9) verbunden ist. Weiter ist wenigstens eine Druck-Messeinrichtung (22) zur Erfassung des Bremsdruckes und/oder eine Volumen-Messeinrichtung vorgesehen. Ebenso umfasst der Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand (1) eine Steuereinheit (17). Erfindungsgemäß sind vier Radbremsen (7) für eine gleichzeitige Prüfung vorgesehen, wobei an jeder der beiden Stationen (4, 5) jeweils zwei Radbremsen (7) angeordnet sind, die aus zwei nebeneinander an der zugeordneten Antriebswelle (3) angebrachten Bremsscheiben (8) und zwei Bremssätteln (9) bestehen, wobei die zwei Bremssättel (9) nebeneinander an dem zugeordneten Pendel-Messbalken ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein allgemein bekannter, gattungsgemäßer Zwei-Stationen-Schwungmassen­ bremsenprüfstand umfasst einen Antriebsmotor als Gleichstrommotor, zwei vom Antriebsmotor angetriebene Antriebswellen für eine bezüglich des An­ triebsmotors linke Station und rechte Station sowie den beiden Stationen und jeweiligen Antriebswellen zugeordnete Schwungmassen. Weiter sind an den beiden Stationen Radbremsen angeordnet, die aus jeweils einer an einer An­ triebswelle wechselbar anbringbaren Bremsscheibe und einen die Bremsschei­ be umgreifenden Bremssattel mit daran hydraulisch verstellbar angeordneten und an die Bremsscheibe anpressbaren Bremsbelägen besteht.

Den Stationen ist jeweils eine Momenten-Messeinrichtung zugeordnet mit ei­ nem Pendel-Messbalken an dem jeweils ein Bremssattel angeordnet ist.

Weiter umfasst der Bremsenprüfstand eine Aktuatoreinheit mit der gesteuert der hydraulische Bremsdruck zur Verfügung gestellt wird, wobei die Aktuator­ einheit mit Bremsleitungen mit den Bremssätteln verbunden ist. Der Brems­ druck ist mittels wenigstens einer Druck-Messeinrichtung erfassbar.

Der Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand umfaßt weiter eine Steuereinheit, die zum Abfahren eines Prüfprogramms die Aktuatoreneinheit und/oder den Antriebsmotor unter Berücksichtigung der Messwerte aus den Momenten-Messeinrichtungen und der wenigstens einen Druck-Messeinrich­ tung steuert.

Beim bekannten Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand ist an je­ der der beiden Stationen eine Radbremse mit einem Bremssattel und einer Bremsscheibe angebracht. Zum Aufbau des Bremsdrucks werden Aktuatoren mit einem Primär- und Sekundärkreis eingesetzt, wobei primärseitig der Druck­ aufbau durch ein Pneumatik- oder ein Hydrauliksystem erfolgt und der Sekun­ därkreis der Bremshydraulikkreis zur Betätigung der zu prüfenden Radbrem­ sen ist.

Mit einem solchen Bremsenprüfstand können nur ein Teil der Komponenten einer Radbremsanlage geprüft werden, nämlich der Bremssattel, die Brems­ scheibe und die Bremsbeläge. Eine realitätsnahe Simulation und Prüfung einer gesamten Kraftfahrzeug-Bremsanlage ist somit nur bedingt möglich.

Es ist in Verbindung mit dem gattungsgemäßen Bremsenprüfstand bekannt während eines Prüfzyklus auftretende Verschleißerscheinungen, beispielswei­ se einen Bremsbelagverschleiß, automatisiert mittels Sensoren zu erfassen, in der Steuerung zu berücksichtigen und zu dokumentieren. Dies ist nicht Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung, kann jedoch auch hierbei mitverwendet wer­ den.

Weiter ist eine Vorrichtung zur dynamischen Messung von Betriebswerten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Rollenprüfstands vorgeschlagen (DE 36 30 080 A1), dessen mit einer Laufrolle gekoppelte Schwungmasse über eine pneumo-mechanische Bremseinrichtung abbremsbar ist. Auf einen zweiarmig ausgebildeten Schwinghebel wirken eine Messfeder und eine auf die Schwungmasse wirksame Bremse ein, wobei die Auslenkung des Schwinghebels für eine Bremsdruckregelung herangezogen wird. Die Bremse ist als Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe und einem Bremssattel ausge­ führt. Ein Bremsenprüfstand für eine möglichst realitätsnahe Prüfung einer Bremsanlage mit allen vier Radbremsen, wie sie im Kraftfahrzeug verbaut wird, liegt hier nicht vor.

Zudem ist ein Prüfstand als Rollenprüfstand zum Test einer Antiblockierein­ richtung bekannt (EP 0 689 042 A2), wobei mit dem Rollenprüfstand unter­ schiedliche Abbremskräfte auf einzelne Räder über entsprechende Bremssys­ teme aufbringbar sind. Ein Bremsenprüfstand zur möglichst realitätsnahen Prü­ fung einer in ein Fahrzeug einbaubaren Bremsanlage für alle vier Räder liegt hier nicht vor.

Weiter ist eine Kupplungsvorrichtung für Schwungmassen, insbesondere für einen Bremsenprüfstand bekannt (EP 0 479 736 A1). Nähere Angaben über die Ausbildung des Bremsenprüfstands sind nicht gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Zwei-Stationen- Schwungmassenbremsenprüfstand so weiterzubilden, dass mit einfachen Maßnahmen erweiterte Prüfmöglichkeiten zur Verfügung stehen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 sind vier Radbremsen, wie sie in einer Kraftfahrzeug- Bremsanlage tatsächlich verwendet werden, für eine gleichzeitige Prüfung vor­ gesehen. Dazu sind an jeder der beiden Stationen zwei Radbremsen ange­ bracht. Diese zwei Radbremsen bestehen aus zwei nebeneinanderliegenden und an der zugeordneten Antriebswelle drehangetriebenen Bremsscheiben und entsprechend zwei nebeneinanderliegenden und am zugeordneten Pen­ del-Messbalken der jeweiligen Momenten-Messeinrichtung angeordneten Bremssätteln. Dabei können die beiden nebeneinanderliegenden Bremsschei­ ben einer Station unmittelbar auf der zugeordneten Antriebswelle montiert wer­ den. Insbesondere bei einer Modifizierung und Aufrüstung eines bekannten Bremsenprüfstandes kann die jeweils äußere zweite Bremsscheibe auch mit­ tels einer Welle mit der ersten inneren Bremsscheibe verbunden werden. Eine solche starre Verbindung und Kopplung der beiden nebeneinanderliegenden Bremsscheiben einer Station ist einfach durchführbar, wobei jedoch eine ge­ wisse Beschränkung des Systems auf den Bereich des gleichen Schlupfes an Vorder- und Hinterachse zu berücksichtigen ist. Der Bremsenprüfstand läßt somit die Untersuchung der installierten Bremskraftverteilung zu, die durch die verwendeten Bremsenkomponenten gegeben sind ohne Berücksichtigung der Kraftschlußausnutzung der Reifen. Durch die starre Verbindung und Kopplung der beiden Bremssättel einer Station wird hier zudem das Summenmoment der beiden zugeordneten Bremsscheiben ermittelt und als Momentenmessgröße der Prüfstandsteuerung zur Verfügung gestellt. Durch eine zusätzliche Mess­ einrichtung können auch die Einzelmomente gemessen werden.

Im Bremsenprüfstand kommen somit alle vier Radbremsen wie sie im Kraft­ fahrzeug verbaut werden zum Einsatz, so dass eine möglichst realitätsnahe Prüfung der Bremsanlage bezüglich der Komponenten an den Rädern gewähr­ leistet ist.

Für eine verbesserte realitätsnahe Simulation wird mit Anspruch 2 vorgeschla­ gen, die Anordnung als Zwei-Kreis-Bremsanlage aufzubauen, dergestalt, dass von der Aktuatoreinheit ausgehend zwei unabhängige Bremsleitungssysteme geführt sind, die jeweils mit zwei Bremsen der insgesamt vier Bremsen verbun­ den sind. Zweckmäßig wird hierbei eine sog. Diagonal-Aufteilung verwendet, was bedeutet, dass die Zwei-Kreis-Bremsanlage des Kraftfahrzeugs mit einem Kreis "links vorne und rechts hinten" und mit dem zweiten Bremskreis "rechts vorne und links hinten" versorgt wird. Entsprechend ergibt dies beim Bremsen­ prüfstand eine Anordnung dergestalt, dass jeder Station jeweils eine Vorder­ achs- und eine Hinterachsbremse zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist entspre­ chend in der Steuerung, Regelung und Auswertung zu berücksichtigen.

Für eine geeignete Steuerung und Regelung einer solchen Zwei-Kreis-Brems­ anlage ist es zweckmäßig in jedem der zwei Bremsleitungssystem wenigstens eine Druck-Messeinrichtung vorzusehen. Für eine weitere Verfeinerung der Messung kann in jeder Zuleitung zu einem Bremssattel eine Druck-Messein­ richtung vorgesehen sein.

Für eine wesentliche weitere Annäherung an eine realitätsnahe Simulation ei­ ner gesamten Kraftfahrzeug-Bremsanlage wird die bevorzugte Ausführungs­ form nach Anspruch 4 beansprucht. Dazu umfaßt die Aktuatoreinheit einen Hauptbremszylinder mit angeschlossenem Bremsleitungssystem, einen Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter und einen Fahrzeug-Bremskraftverstärker, z. B. einen Unterdruck-Bremskraftverstärker. Diese Komponenten sind jeweils Serienbauteile, die in einer serienmäßigen Anordnung montiert sind. Anstelle eines serienmäßigen Bremspedals, welches für automatisierte Steuerzwecke wenig geeignet ist, wird dem Bremskraftverstärker eine von der Steuereinheit steuerbare Betätigungseinrichtung vorgeschaltet. Mit einer solchen Weiterbil­ dung eines Bremsenprüfstands sind vorteilhaft weitere Prüfungen zu realisie­ ren, die bei der Verwendung der bekannten Aktuatoreneinheit nicht durchführ­ bar sind, wie z. B. Volumenerschöpfung einer Bremsanlage, Pedalkraft-Verzö­ gerungskennlinie in der Konzeptphase der Entwicklung.

Für eine weitere vorteilhafte Annäherung der Prüfbedingungen an die Realität in einem Fahrzeug wird mit Anspruch 5 vorgeschlagen, als Bremsleitungen zwischen dem Hauptbremszylinder und den Bremsen, serienmäßige Brems­ leitungen in den jeweils einem bestimmten Fahrzeugtyp entsprechenden Lei­ tungslängen einzusetzen, wobei Kombinationen aus Rohrleitungen und Schlauchleitungen möglichst nahe dem Bestand am Fahrzeug entsprechen sollen.

In einer ersten Alternative soll die dem Bremskraftverstärker zugeordnete Be­ tätigungseinrichtung nach Anspruch 6 eine steuerbare Zylinder-Kolben-Einheit für eine direkte gesteuerte Druckmedium-Einleitung in den Bremskraftverstär­ ker aufweisen. Als Druckmedium kann Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit ver­ wendet werden. Dabei ergeben sich die Vorteile, dass die aufgebrachte Kraft unmittelbar aus dem anstehenden Druck einfach ermittelbar ist und der Aufbau gut für eine Anbindung an die Steuereinheit geeignet ist.

Alternativ dazu wird als weitere Lösung gemäß Anspruch 7 eine Betätigungs­ einrichtung vorgeschlagen, die einen steuerbaren Elektroantrieb mit einem nachgeschalteten und mit dem Bremskraftverstärker verbundenen Stellele­ ment aufweist. Das Stellelement kann in einer besonders bevorzugten Aus­ führungsform gemäß Anspruch 8 eine selbsthemmende Linearspindel sein oder gemäß Anspruch 9 als Schwenkhebel ausgebildet sein. Gegenüber Aus­ führungsformen mit Druckmedium-Betätigungseinrichtungen sind hierbei ledig­ lich Kraftmesseinrichtungen, z. B. Kraftmessdosen einzusetzen, damit die si­ mulierte Pedalkraft eindeutig bestimmbar ist. Ansonsten sind die elektromotori­ schen Betätigungseinrichtungen optimal für die Kraftaufbringung in Verbindung mit angeschlossenen Steuer- und Regeleinrichtungen geeignet.

In einer weiteren Alternative kann nach Anspruch 10 als Betätigungseinrich­ tung auch ein serienmäßiges Bremspedal mit angebauten Funktionselementen eingesetzt werden.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Aufbauskizze eines erfindungsgemä­ ßen Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstands 1. Dieser Zwei-Sta­ tionen-Schwungmassenbremsenprüfstand 1 umfasst einen Antriebsmotor 2, mit dem zwei Antriebswellen 3 für eine linke Station 4 und für eine rechte Sta­ tion 5 angetrieben werden können.

Den beiden Antriebswellen 3 und damit den beiden Stationen 4, 5 sind jeweils Schwungmassen 6 zugeordnet.

Wie der einzigen Figur weiter entnommen werden kann, sind sowohl der linken Station 4 als auch der rechten Station 5 jeweils zwei Radbremsen 7 zugeord­ net, die aus zwei nebeneinander an der zugeordneten Antriebswelle 3 ange­ brachten Bremsscheiben 8 und zwei Bremssättel 9 bestehen, wobei die zwei Bremssättel 9 nebeneinander an einem Pendel-Messbalken 10 der jeder Sta­ tion 4, 5 zugeordneten Momenten-Messeinrichtung 11 angeordnet sind.

An den Bremssätteln 9 sind ferner hydraulisch verstellbare und an die Brems­ scheibe 8 anpressbare Bremsbeläge angeordnet, was hier jedoch nicht im De­ tail dargestellt ist.

Der Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand 1 umfasst ferner eine Aktuatoreinheit 12, die einen Hauptbremszylinder 13, einen Vorratsbehälter 14 für Bremsflüssigkeit und einen Unterdruck-Bremskraftverstärker 15 umfasst. Ferner sind als Bremsleitungssystem zwei serienmäßige Bremsleitungen 16 zwischen dem Hauptbremszylinder 13 und den Radbremsen 7 vorgesehen, wobei die Leitungslänge dieser Bremsleitungen 16 vorzugsweise einer einem bestimmten Fahrzeugtyp entsprechenden Leitungslänge entspricht. Der Haupt­ bremszylinder 13, der Vorratsbehälter 14 und der Unterdruck-Bremskraftverstärker 15 können dabei jeweils Serienbauteile sein, so dass eine möglichst realitätsnahe Prüfung der Bremsanlage bezüglich der Komponenten an den Rädern möglich ist. Lediglich anstelle eines serienmäßigen Bremspedals ist eine dem Bremskraftverstärker 15 vorgeordnete und von einer Steuereinheit 17 steuerbare Betätigungseinrichtung 18 eingesetzt.

Diese Betätigungseinrichtung 18 kann beispielsweise eine steuerbare Zylinder- Kolben-Einheit oder ein steuerbarer Elektroantrieb sein, was hier allerdings nicht dargestellt ist. Die Steuergröße wird der Betätigungseinrichtung 18 über die Leitung 19 aufgegeben. Über die Leitungen 20 werden die Messgrößen der Momenten-Messeinrichtung 11 zu der Steuereinheit 17 geführt.

Der einzigen Figur kann weiter entnommen werden, dass in jedem der zwei Bremsleitungssysteme eine Druck-Messeinrichtung 22 und/oder eine Volu­ men-Messeinrichtung angebracht ist, deren Messgrößen über die Leitungen 21 zu der Steuereinheit 17 geführt werden.

Dadurch, dass von der Aktuatoreinheit 12 ausgehend zwei unabhängige Bremsleitungen 16 geführt sind, die jeweils mit zwei Radbremsen 7 verbunden sind, kann eine Zwei-Kreis-Bremsanlage simuliert werden.

Claims (10)

1. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand
mit einem Antriebsmotor
mit zwei vom Antriebsmotor angetriebenen Antriebswellen für eine linke Station und rechte Station
mit den beiden Stationen und jeweiligen Antriebswellen zugeordneten Schwungmassen,
mit den beiden Stationen zugeordneten Radbremsen, bestehend jeweils aus einer wechselbar an der jeweiligen Antriebswelle anbringbaren Bremsscheibe und einem die Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel
mit daran hydraulisch verstellbar angeordneten und an die Bremsschei­ be anpressbaren Bremsbelägen,
mit jeweils einer den Stationen zugeordneten Momenten-Messeinrich­ tung mit einem Pendel-Messbalken, an dem jeweils ein Bremssattel an­ geordnet ist,
mit einer Aktuatoreinheit, mit der gesteuert der hydraulische Bremsdruck zur Verfügung gestellt wird und die mit Bremsleitungen mit den Brems­ sätteln verbunden ist,
mit wenigstens einer Druck-Messeinrichtung zur Erfassung des Brems­ druckes und/oder wenigstens einer Volumen-Messeinrichtung, und
mit einer Steuereinheit, die zum Abfahren eines Prüfprogrammes die Aktuatoreinheit und/oder den Antriebsmotor steuert und der die Mess­ werte aus der den Momenten-Messeinrichtungen und der wenigstens ei­ nen Druck-Messeinrichtung zugeführt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass vier Radbremsen (7) für eine gleichzeitige Prüfung vorgesehen sind, wobei an jeder der beiden Stationen (4, 5) jeweils zwei Radbrem­ sen (7) angeordnet sind, die aus zwei nebeneinander an der zugeord­ neten Antriebswelle (3) angebrachten Bremsscheiben (8) und zwei Bremssätteln (9) bestehen, wobei die zwei Bremssättel (9) nebeneinan­ der an dem zugeordneten Pendel-Messbalken (10) der jeweiligen Mo­ menten-Messeinrichtung (11) angeordnet sind.

2. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung zur Simulation einer Zwei-Kreis-Bremsanlage auf­ gebaut ist dergestalt,
dass von der Aktuatoreinheit (12) ausgehend zwei unabhängige Brems­ leitungssysteme (16) geführt sind, die jeweils mit zwei Bremsen (7) ver­ bunden sind.

3. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der zwei Bremsleitungssysteme (11) wenigstens eine Druck-Messeinrichtung (22) angebracht ist.

4. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatoreinheit (12) einen Hauptbremszylinder (13) mit ange­ schlossenem Bremsleitungssystem (16), einen Bremsflüssigkeits-Vor­ ratsbehälter (14) und einen Fahrzeug-Bremskraftverstärker (15) umfasst, wobei diese Komponenten jeweils Serienbauteile in serienmäßiger An­ ordnung sind, und
dass an Stelle eines serienmäßigen Bremspedals eine dem Bremskraft­ verstärker (15) vorgeordnete und von der Steuereinheit (17) steuerbare Betätigungseinrichtung (18) eingesetzt ist.

5. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 4 da­ durch gekennzeichnet, dass als Bremsleitungen (16) zwischen dem Hauptbremszylinder (13) und den Bremsen (7) serienmäßige Bremslei­ tungen (16) in der jeweils einem bestimmten Fahrzeugtyp entsprechen­ den Leitungslänge eingesetzt sind.

6. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach einem der An­ sprüche 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrich­ tung (18) eine steuerbare Zylinder-Kolben-Einheit für eine direkte ge­ steuerte Druckmedium-Einleitung in den Bremskraftverstärker (15) auf­ weist, wobei als Druckmedium Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit ver­ wendbar ist.

7. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (18) einen steuerbaren Elektroantrieb mit einem nachgeschalteten und mit dem Bremskraftverstärker (15) verbundenen Steuerelement aufweist.

8. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement eine Linearspindel ist.

9. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement ein Schwenkhebel ist.

10. Zwei-Stationen-Schwungmassenbremsenprüfstand nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsein­ richtung ein serienmäßiges Bremspedal mit angebauten Funktionsele­ menten ist.