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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand mit mehreren Radaufnahmen für jeweils ein Fahrzeugrad mit einer Lagerung der Radaufnahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Fahrzeugprüfstände sind als Mess- und Einstellprüfstände bekannt. Diese werden beispielsweise zur Durchführung von Mess- und Einstellarbeiten bei der Produktion von Fahrzeugen eingesetzt oder auch zur Durchführung von Wartungsarbeiten in Werkstätten. Es ist bekannt, derartige Fahrzeugprüfstände mit sogenannten Schwimmplatten auszustatten. Auf diesen Schwimmplatten werden die Räder des Fahrzeugs positioniert. Da ein Fahrzeug mehrere Räder aufweist, sind in einem Prüfstand mehrere dieser Radaufnahmen vorhanden. Auf jeder dieser Radaufnahmen wird zu den Mess- und Einstellarbeiten jeweils ein Rad des Fahrzeugs positioniert.
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Diese Schwimmplatten weisen dabei eine erste Betriebsposition auf, in der die Schwimmplatten beweglich sind in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung. Außerdem sind die Schwimmplatten drehbar um eine vertikale Achse. Diese Betriebsposition erweist sich insbesondere bei der Durchführung von Einstellarbeiten an der Fahrzeuggeometrie als vorteilhaft, weil bei der Einstellung der Parameter der Fahrzeuggeometrie keine Verspannungen im Fahrwerk auftreten können durch eine Rückwirkung der auf dem Boden aufstehenden Räder. Entsprechende Verspannungen werden in der beschriebenen ersten Betriebsposition der Schwimmplatten gelöst durch die bewegliche Lagerung der Schwimmplatten.
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Um mit dem Fahrzeug in den Prüfstand einzufahren oder auch auszufahren sowie ggf. auch zur Durchführung von Messarbeiten, ist es sinnvoll, eine zweite Betriebsposition vorzusehen, in der die Schwimmplatten zumindest hinsichtlich einiger ihrer Freiheitsgrade fixiert sind. Hierzu ist es bekannt, dass Fixier- und Blockiermittel entsprechend in die Schwimmplatte eingreifen, so dass die Schwimmplatte dann zumindest hinsichtlich einiger Freiheitsgrade oder auch vollständig blockiert ist.
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Die Schwimmplatten werden daher fixiert bevor das Fahrzeug auffährt, dann bei aufstehendem Fahrzeug wieder gelöst zur Durchführung der Mess- und/oder Einstellarbeiten und anschließend vor dem Ausfahren des Fahrzeugs (wiederum bei aufstehendem Fahrzeug) wieder fixiert.
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Aus der
DE 92 14 352 U1 ist ein Fahrwerkstand bekannt, der für die Hinterräder des Fahrzeugs Radaufnahmen aufweist, die als Bänder ausgebildet sind. Diese Radaufnahmen sind in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung bewegbar, wenn ein erstes Paar von Rastmitteln und Gegenrastmitteln gelöst ist. Das Rastmittel und das Gegenrastmittel bestehen aus einem Bolzen, der in der blockierten Stellung in eine halbzylinderförmige Aufnahme eingedrückt wird. Wird der Bolzen aus der halbzylinderförmigen Aufnahme herausbewegt, ist das Paar bestehend aus dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel gelöst. Weiterhin ist ein zweites Paar bestehend aus einem Rastmittel und einem Gegenrastmittel vorhanden, das ebenfalls aus einem Bolzen und einer halbzylinderförmigen Aufnahme für den Bolzen besteht. Auch dort ist dieses zweite Paar bestehend aus dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel blockiert, wenn der Bolzen in die halbzylinderförmige Aufnahme eingedrückt wird und dann gelöst, wenn der Bolzen aus der halbzylinderförmigen Aufnahme herausbewegt ist. Die Radaufnahme ist um eine vertikale Achse drehbar, wenn das zweite Paar bestehend aus dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel gelöst ist. Weiterhin ist noch eine Bremse vorhanden, die dann angezogen ist und eine Bewegung der Radaufnahme in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung verhindert, wenn das zweite Paar bestehend aus dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel gelöst sind. Wenn das erste Paar bestehend aus dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel in Eingriff sind, befindet sich die Radaufnahme in Querrichtung in einer definierten Position (Mittelposition).
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der die Fixierung der Schwimmplatte vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst gemäß Anspruch 1 durch einen Fahrzeugprüfstand mit mehreren Radaufnahmen für jeweils ein Fahrzeugrad. Diesen Radaufnahmen ist eine Lagerung zugeordnet. In einer ersten Betriebsposition sind die Radaufnahmen beweglich hinsichtlich einer Drehung um eine vertikale Achse. In einer zweiten Betriebsposition sind die Radaufnahmen fixiert. Zu jeder der Radaufnahmen ist ein Trägerelement spurgeführt in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung bewegbar. Diesem Trägerelement ist ein Rotationselement zugeordnet, das mit dem Trägerelement insoweit verbunden ist, dass dieses Rotationselement mit dem Trägerelement bewegbar ist. Weiterhin ist das Rotationselement um eine vertikale Achse drehbar. Die Oberfläche des Rotationselementes bildet die jeweilige Radaufnahme. Weiterhin ist zu jeder der Radaufnahmen ein erstes Paar bestehend aus einem Rastmittel und einem Gegenrastmittel vorhanden, sowie ein zweites Paar bestehend aus einem Rastmittel und einem Gegenrastmittel. Das Rastmittel und das Gegenrastmittel bestehen aus einem zylinderförmigen Element, das in der Aufnahmeposition formschlüssig in einem halbzylinderförmigen Element einliegt und dabei in dieses halbzylinderförmige Element hineingedrückt wird. Dem halbzylinderförmigen Element des ersten Paares ist eine Kontur zugeordnet, durch die das zylinderförmige Element dieses ersten Paares in Richtung des halbzylinderförmigen Elementes geführt wird. Nach der vorliegenden Erfindung sind die Radaufnahmen in der ersten Betriebsposition weiterhin beweglich in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Weiterhin ist das Rastmittel des ersten Paares im Zentrum des Rotationselementes angeordnet und das Rastmittel des zweiten Paares ist durch eine synchrone Rotation dieses Rastmittels mit der Radaufnahme auf einer Kreislinie um das Zentrum des Rotationselementes bewegbar, wenn sich die Radaufnahme nicht in der zweiten Betriebsposition befindet. Dieses Rastmittel des zweiten Paares weist dabei wenigstens eine Aufnahmeposition auf für das Gegenrastmittel des zweiten Paares. Das Gegenrastmittel des ersten Paares sowie das Gegenrastmittel des zweiten Paares sind im Fahrzeugprüfstand synchron in einer Richtung bewegbar, die der Längsrichtung eines im Fahrzeugprüfstand befindlichen Fahrzeugs entspricht. Durch die Bewegung des Gegenrastmittels des ersten sowie des Gegenrastmittels des zweiten Paares werden die erste und die zweite Betriebsposition der Radaufnahme eingestellt.
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Nach der vorliegenden Erfindung werden also zwei Freiheitsgrade der Bewegung der Schwimmplatte festgeklemmt. Dazu haben die Gegenrastmittel des ersten und des zweiten Paares einen definierten Abstand und werden in einer Richtung bewegt, die der Längsrichtung eines im Fahrzeugprüfstand befindlichen Fahrzeugs entspricht. Durch die entsprechend an der Schwimmplatte positionierten Rastmittel wird die Schwimmplatte dabei gegebenenfalls gedreht und in Querrichtung zum Fahrzeugprüfstand bewegt, bis die Lage erreicht ist, in der die Schwimmplatte hinsichtlich beider Freiheitsgrade festgeklemmt ist.
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Diese Kontur ist in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen explizit gezeigt bei dem Rastmittel und dem Gegenrastmittel, durch das die Schwimmplatte in der Richtung quer zum Prüfstand festgeklemmt wird. Dazu ist dem halbzylinderförmigen Element die Kontur zugeordnet, die schräg zur Bewegungsrichtung des halbzylinderförmigen Elements in die geklemmte Betriebsposition verläuft. Durch die Bewegung dieses Gegenrastmittels in Längsrichtung des Fahrzeugprüfstandes liegt irgendwann das Rastmittel (zylinderförmige Element) der Schwimmplatte an der Kontur an und gleitet wegen der Bewegung des Gegenrastmittels entlang dieser Kontur bis das zylinderförmige Element in dem halbzylinderförmigen Element einliegt. Dadurch ist die Schwimmplatte in Querrichtung festgeklemmt.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist die Bewegungsrichtung des Gegenrastmittel der beiden Paare bei der Bewegung in die Aufnahmeposition senkrecht zur Mittelachse des zylinderförmigen Elementes sowie senkrecht zur Mittelachse des halbzylinderförmigen Elementes orientiert.
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Dadurch können die zylinderförmigen Elemente einfach in die halbzylinderförmigen Elemente hineingleiten und dadurch die Schwimmplatte in ihrer Lage fixieren.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 sind die zylinderförmigen Elemente zumindest teilweise so ausgestaltet, dass deren Mantelfläche drehbar um die Mittelachse gelagert ist.
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Dies erweist sich insofern als besonders vorteilhaft, wenn von der Radaufnahme vergleichsweise große Lasten zu tragen sind. Diese können beispielsweise bei einem LKW in einer Größenordnung von 5 t liegen. Es kann dabei vorkommen, dass sich die Rastmittel und die Gegenrastmittel durch das Auffahren des Fahrzeugs so verspannen, dass diese nur mit erheblichem Kraftaufwand zu lösen sind. Hierbei erweist sich die Drehbarkeit der Mantelflächen als besonders vorteilhaft, weil dadurch anstelle der Haftreibungs- und Gleitreibungskräfte der zylinderförmigen Elemente gegenüber den halbzylinderförmigen Aufnahmen lediglich die Rollreibungskräfte der drehbar gelagerten Mantelflächen überwunden werden müssen, um die Radaufnahme aus der geklemmten (fixierten) Position zu lösen.
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Dies gilt umgekehrt genauso, wenn nach Durchführung der Mess- und Einstellarbeiten am Fahrzeug bei gelöster Schwimmplatte die Schwimmplatte wieder festgeklemmt (fixiert) werden soll, damit das Fahrzeug aus dem Prüfstand ausfahren kann.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 bestehen das Rastmittel und das Gegenrastmittel des zweiten Paares aus einem zylinderförmigen Element sowie einem halbzylinderförmigen Element, wobei mehrere zylinderförmige Elemente oder mehrere halbzylinderförmige Elemente auf einer Kreislinie durch eine synchrone Rotation des Rastmittels (10.1., 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7) mit der Radaufnahme um das Zentrum des Rotationselementes bewegbar angeordnet sind, wenn sich die Radaufnahme nicht in der zweiten Betriebsposition befindet, wobei entsprechend ein halbzylinderförmiges Element oder ein zylinderförmiges Element synchron mit dem Gegenrastmittel des ersten Paares bewegbar ist.
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Dadurch wird erreicht, dass zur Klemmung der Rotation der Radaufnahme mehrere Rastpositionen vorgesehen sind. Das entsprechende Rastmittel und das Gegenrastmittel greifen bei der Bewegung in die fixierte Position ineinander, wobei die Radaufnahme dann nochmals so gedreht wird, dass die Rastmittel des ersten und des zweiten Paares den definierten Abstand einnehmen, wenn die Radaufnahme in seitlicher Richtung geklemmt ist.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 sind das Gegenrastmittel des ersten Paares sowie das Gegenrastmittel des zweiten Paares auf einem Tragelement definiert zueinander angeordnet, wobei das Tragelement durch ein Betätigungselement in Fahrzeuglängsrichtung bewegbar ist.
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Dabei erweist es sich als vorteilhaft, dass lediglich ein Betätigungselement vorhanden sein muss, um die Radaufnahme hinsichtlich zweier Freiheitsgrade festzuklemmen. Dieses Betätigungselement kann ein pneumatischer, hydraulischer oder hydropneumatischer Zylinder sein oder auch ein elektromotorischer Antrieb. Die Festlegung der Radaufnahme hinsichtlich zweier Freiheitsgrade erfolgt durch eine einzige Bewegungsrichtung des Betätigungselements.
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Es ist ersichtlich, dass es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht darauf ankommt, ob der Bolzen oder die halbzylinderförmige Aufnahme an dem Rotationselement oder dem Tragelement angebracht sind. Es kommt vielmehr darauf an, dass der Bolzen und die halbzylinderförmige Aufnahme zusammenwirken. Welches der Elemente wo angebracht ist und welches der Elemente dabei geführt bewegt wird, spielt ersichtlich keine Rolle.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei:
- 1: eine Darstellung der Radaufnahme in einer nicht geklemmten Position,
- 2: eine Darstellung der Radaufnahme in einer geklemmten Position,
- 3: eine Darstellung der Radaufnahme im Übergang zur geklemmten Position,
- 4: eine Darstellung der Radaufnahme im Übergang zur nicht geklemmten Position,
- 5: eine Darstellung der Radaufnahme mit deren Lagerung von der Seite,
- 6: die Darstellung der 5 in einem seitlichen Schnitt.
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1 zeigt eine Schwimmplatte eines Fahrzeugprüfstandes in einer Draufsicht von oben. Die Fläche, auf der das Fahrzeug aufsteht, ist dabei entfernt.
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Der Pfeil 1 kennzeichnet die Längsrichtung des Prüfstandes in der horizontalen Ebene. Dies entspricht der Längsrichtung eines Fahrzeugs, das in den Prüfstand eingefahren ist. Der Pfeil 2 kennzeichnet die Richtung in horizontaler Ebene, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
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Es ist zu sehen, dass die Radaufnahme mit vier Spurführungselementen 3, 4, 5, 6 auf zwei Schienen 7 und 8 quer zur Fahrzeuglängsrichtung beweglich gelagert ist. Es ist zu sehen, dass die Radaufnahme in der Darstellung der 1 in der ganz linken Position ist.
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Es ist ein erstes Paar aus einem Rastmittel 11 und einem Gegenrastmittel 12 zu sehen. Das Gegenrastmittel 12 ist spurgeführt durch ein (hier nicht dargestelltes Betätigungselement) in einer Richtung (Richtung 1) bewegbar, die der Fahrzeuglängsrichtung eines im Fahrzeugprüfstand befindlichen Fahrzeugs entspricht. Das Rastmittel 11 stellt einen zylinderförmigen Bolzen dar, dessen Achse senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 verläuft. Dieser Bolzen ist unterhalb der Aufstandsfläche angebracht, die hier nicht gezeichnet ist. Der Bolzen 11 hat in axialer Richtung nach unten gesehen einen Bereich mit einem geringeren Radius. Insbesondere ist dieser Radius so dimensioniert, dass dieser zylinderförmige Bolzen 11 in der halbzylinderförmigen Aufnahme 12 des Gegenrastmittels einliegen kann.
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Bei einer Bewegung des Gegenrastmittels 12 entlang der Spur (d.h. in der Zeichnung nach oben), liegt der Bolzen 11 an der Kontur 13 des Gegenrastmittels an und gleitet durch die Weiterbewegung dieser Kontur 13 entlang dieser Kontur 13 derart, dass die Radaufnahme in Richtung der Mitte bewegt wird. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis der Bolzen 13 in der halbzylinderförmigen Aufnahme 12 einliegt. Dann ist die Radaufnahme in Querrichtung festgeklemmt.
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Außerdem ist in 1 noch ein Gegenrastmittel 9 zu sehen. Dieses ist ein Bolzen 9, der auf einem Tragelement 14 aufsteht, das sowohl diesen Bolzen 9 sowie auch das Gegenrastmittel 12 mit der Kontur 13 trägt.
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Das Tragelement 14 ist in den 1 bis 4 der Übersichtlichkeit wegen mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, auch wenn sich dieses unterhalb des Rotationselementes mit den Rastmitteln 10.x befindet.
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Unterhalb der Aufstandsfläche der Radaufnahme sind weiterhin mehrere Rastmittel vorhanden, von denen hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige beziffert sind mit den Bezugsziffern 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7. Es ist ersichtlich, dass es sich dabei um die halbzylinderförmigen Aufnahmen handelt. Bei der Bewegung des Bolzens 9 in der Zeichnung nach oben (d.h. in Richtung 1 entlang der Schiene in Längsrichtung eines im Fahrzeugprüfstand befindlichen Fahrzeugs), greift dieser Bolzen 9 in eine der halbzylinderförmigen Ausnehmungen 10.x ein und kommt in dieser zum Anliegen. Dabei ist zu sehen, dass die halbzylinderförmigen Ausnehmungen an ihren Enden nicht spitz auslaufen sondern abgerundet. Auch dadurch ergibt sich eine einweisende Wirkung auf den Bolzen 9, wenn dieser gerade auf eine dieser „Spitzen“ aufsteht. Der Bolzen gleitet dann entlang dieser Abrundung in die halbzylinderförmige Aufnahme. Bei einer weiteren Bewegung des Bolzens 9 in Pfeilrichtung 1 wird die Radaufnahme entsprechend gedreht.
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Es ist dabei ersichtlich, dass auch lediglich eine halbzylinderförmige Aufnahme 10.x vorhanden sein kann, wenn die Radaufnahme aus Gründen der Fahrwerkgeometrie des Fahrzeugs nur um geringe Winkel drehbar sein muss.
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Dies erfolgt so lange bis die in 2 dargestellte Position erreicht ist. In dieser Position können das Rastmittel 12 sowie das Rastmittel 9 nicht mehr weiter in Pfeilrichtung 1 bewegt werden, weil diese durch den jeweiligen Eingriff in das Gegenrastmittel 11 bzw. 10.6 am Anschlag sind. Dadurch ist die Radaufnahme gespannt, so dass diese sich weder in Querrichtung noch im Sinne einer Rotation um eine Achse senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 drehen kann.
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3 zeigt die Verhältnisse im Übergang zwischen der Darstellung der 1 und der Darstellung der 2. Der Bolzen 11 gleitet entlang der Kontur 13 in die halbzylinderförmige Ausnehmung 12. Dabei wird auch der Bolzen 9 weiter nach oben bewegt und wird in die halbkreisförmige Ausnehmung 10.6 auf dem Kreisring eingreifen und dabei die Radaufnahme durch eine Rotation so ausrichten, dass diese festgeklemmt wird.
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4 zeigt die Verhältnisse der Radaufnahme im Übergang zur nicht geklemmten Position. Es ist zu sehen, dass die halbzylinderförmige Ausnehmung 12 sowie der Bolzen 9 bereits entlang eines Teils ihres Weges nach unten gefahren sind. Grundsätzlich sind damit die Rastmittel und die Gegenrastmittel bereits gelöst, so dass die Radaufnahme wieder entsprechend den beschriebenen Freiheitsgraden beweglich ist. Allerdings müssen die Ausnehmung 12 sowie der Bolzen 9 noch weiter nach unten fahren, damit die Radaufnahme auch in einem entsprechend weiteren Stellbereich beweglich ist. In der in 4 gezeigten Position wäre die Beweglichkeit in seitlicher Richtung eingeschränkt, weil der Bolzen 11 bei einer Bewegung in seitlicher Richtung an der Kontur 13 anschlagen könnte. Die maximale Beweglichkeit wird erreicht, wenn die Ausnehmung 12 und der Bolzen 9 so weit nach unten fahren, dass der Bolzen 9 gerade oberhalb des Bolzens 11 bleibt.
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5 zeigt die Radaufnahme mit deren Lagerung von der Seite.
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6 zeigt die Darstellung der 5 in einem seitlichen Schnitt. Hier ist noch das Betätigungselement 603 zu sehen, durch das das Tragelement bewegt wird, das den Bolzen 9 sowie die halbzylinderförmige Ausnehmung 12 trägt.
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In der Schnittdarstellung der 6 ist auch die Kontur 13 zu sehen.
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Es ist zu sehen, dass sowohl der Bolzen 9 als auch der Bolzen 11 in dem Bereich, in dem diese Bolzen in der jeweiligen halbzylinderförmigen Ausnehmung (10, 12) einliegen. so ausgestaltet sind, dass deren Mantelfläche rotierend um den Bolzen gelagert ist (601, 602). Gerade unter mechanischer Belastung der Radaufnahme können diese Bolzen (9, 11) dann deutlich leichter gegenüber den halbzylinderförmigen Ausnehmungen (10.x, 12) bewegt werden.
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Das Tragelement weist einen Grundträger 605 auf, der in die Zeichnungsebene der 6 hinein bzw. aus der Zeichnungseben der 6 heraus bewegbar ist. Auf diesem Grundträger 605 ist ein kreisringförmiges Trägerlager 604 angebracht, über den mittels des Gegenlagers 607 die Platte 606 drehbar gelagert ist (608). Die Platte 606 bildet die eigentliche Radaufstandsfläche.
