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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2016 225 924 A1 ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen mit einem Aufnahmeelement, welches einen Aufstandsbereich zur Kontaktierung mit einem Fahrzeug aufweist, und einem mit dem Aufnahmeelement in Verbindung stehenden Anregungssystem zum Aufbringen von Anregungsfrequenzen bekannt. Das Anregungssystem umfasst ein Hauptaktorsystem mit einem beweglichen Hauptstellglied und ein Zusatzaktorsystem mit einem beweglichen Zusatzstellglied, wobei das Zusatzaktorsystem mit dem Hauptaktorsystem verbunden ist. Das Aufnahmeelement weist zwei Rollen auf, welche zur Ausbildung einer Flachbandaufnahme über ein Band miteinander drehbar verbunden sind. Die Vorrichtung ist als so genannte Vier-Stempel-Anlage (englisch: Four-Post-Rig) ausgebildet und weist vier separate Aufnahmeelemente auf, wobei jedem Aufnahmeelement ein eigenes Anregungssystem zugeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zur Prüfung von Fahrzeugen anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zur Prüfung von Fahrzeugen umfasst vier in ihrer axialen Ausdehnung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufstandsfläche verlaufende Säulen. Dabei weist jede Säule an einem jeweiligen, der Aufstandsfläche abgewandten Ende ein Aufstandselement für ein Rad eines Fahrzeugs auf. Jedes Aufstandselement umfasst zwei Rollen, wobei die Rollen mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt sind, welche zu einer Erzeugung einer Drehbewegung der Rollen um ihre Längsachse vorgesehen sind.
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Erfindungsgemäß ist zumindest ein Säulenabschnitt jeder Säule in axialer Richtung der entsprechenden Säule verfahrbar. Dabei sind die Säulenabschnitte der Säulen unabhängig voneinander verfahrbar. Weiterhin sind die Rollen Bestandteil eines Rollenprüfstands.
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Die Vorrichtung ermöglicht eine reproduzierbare Simulation zumindest nahezu sämtlicher realer und fiktiver Fahrzeugverwindungsstrecken hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften für ein Fahrzeug. Dies dient einer Absicherung von Komfort- und Geländefunktionen des Fahrzeugs bei unterschiedlichen Verwindungen und Fahrwerksbelastungen desselben, wie beispielsweise ein gezieltes Abbremsen einzelner Räder durch ein Sperrdifferenzial auf eine Geschwindigkeit, welche einer Drehgeschwindigkeit von Rädern mit Bodenhaftung entspricht.
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Der Vorteil der Vorrichtung gegenüber konventionellen Prüfstrecken ist eine Durchführbarkeit von Verwindungsversuchen am Ort der Fahrzeugentwicklung sowie eine höhere Reproduzierbarkeit, da reale Verwindungsstrecken teilweise aus losen Untergründen, wie beispielsweise Kalkmergel, bestehen und sich durch Witterung in ihrer Geometrie verändern können. Dabei sind keine langwierigen und kostenintensiven Transporte des Fahrzeugs und von Personen zum Ort einer Verwindungsstrecke und Testfahrten auf einer solchen erforderlich.
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Weitere Vorteile der Vorrichtung gegenüber bekannten Four-Post-Rigs ergeben sich aus einer Überprüfbarkeit von Sperrdifferentialfunktionen, insbesondere eines Abbremsverhaltens des Rades bei Verlust von Bodenhaftung sowie einer Absicherung einer an eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs angeglichenen Rotationsbewegung des Rades, welche bei Wiederherstellung des Bodenkontakts eine Fahrzeugstabilität erhöht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zu einer Verwindungsprüfung von Fahrzeugen und
- 2 schematisch eine Geometrie einer Verwindungsstrecke für eine Verwindungsprüfung von Fahrzeugen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 zu einer Prüfung von Fahrzeugen 2 und ein Fahrzeug 2 dargestellt.
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Die Vorrichtung 1 bildet dabei einen Prüfstand, welcher insbesondere zum Testen von Komfort- und Geländefunktionen von Personenkraftwagen und Vans bei unterschiedlichen Verwindungen und Fahrwerksbelastungen im Fahrzustand ausgebildet ist.
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Hierzu umfasst die Vorrichtung 1 ein Vier-Stempel-Anlage (englisch: Four-Post-Rig), auf welchem ein Fahrzeug 2, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit vier Rädern 2.1 bis 2.4 abgestellt werden kann.
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Das Vier-Pfosten-Gestell umfasst vier in ihrer axialen Ausdehnung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufstandsfläche A verlaufende Säulen 3 bis 6. Dabei sind die Säulen 3 bis 6 insbesondere im Boden unterhalb einer Anfahrtsfläche A1 eingelassen, so dass ein ebenerdiges Befahren der Säulen 3 bis 6 für das Fahrzeug 2 möglich ist.
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Jede Säule 3 bis 6 weist an einem jeweiligen, der Aufstandsfläche A abgewandten Ende ein Aufstandselement 7 bis 10 für ein Rad 2.1 bis 2.4 des Fahrzeugs 2 auf. An jedem Aufstandselement 7 bis 10 sind jeweils zwei Rollen 11 angeordnet.
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Die Rollen 11 sind frei gelagert und mit einer nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtung gekoppelt, welche zu einer Erzeugung einer Drehbewegung der Rollen 11 um ihre Längsachse vorgesehen sind. Die Rollen 11 sind dabei Bestandteil eines Rollenprüfstands.
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Die Säulen 3 bis 6 sind derart ausgebildet, dass zumindest ein Säulenabschnitt jeder Säule 3 bis 6 in axialer Richtung der entsprechenden Säule 3 bis 6 verfahrbar ist. Ein maximaler Verfahrweg der Säulen 3 bis 6 beträgt beispielsweise 1000 mm, kann jedoch auch größere oder kleinere Werte aufweisen. Dabei sind die Säulenabschnitte der Säulen 3 bis 6 unabhängig voneinander, das heißt für jede Säule 3 bis 6 separat, verfahrbar.
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Zum Verfahren der Säulen 3 bis 6 umfassen diese in nicht näher dargestellter Weise hydraulische Aktuatoren oder sind mit solchen gekoppelt. Um verschiedene Streckenprofile von Verwindungsstrecken S1, S2, wie sie in 2 näher dargestellt sind, simulieren zu können, erfolgt eine Steuerung der Aktuatoren über zeitabhängige elektrische Signale. Dabei erhält jeder Aktuator einen erforderlichen Wert für eine Beschleunigung und eine maximale Aus- oder Einfahrhöhe der Säulen 3 bis 6. Die Beschleunigung richtet sich dabei nach einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 2, welche wiederrum durch an den Rollen 11 vorhandene Geschwindigkeitssensoren, beispielsweise Hall-Geber, ermittelt wird. Eine zeitpunktabhängige Beschleunigung beim Verfahren der Säulen 3 bis 6 ist hierbei ebenso vom eingestellten Radstand des Fahrzeugs 2 abhängig, welche vor einem Beginn der Prüfung des Fahrzeugs 2 an ein nicht näher dargestelltes Steuergerät übertragen werden muss.
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Ein mittels der Vorrichtung 1 durchgeführtes Verfahren erlaubt eine Simulation von Verwindungsstreckenprofilen mit beispielsweise bis zu einem Meter Höhenversatz zwischen einem linken Rad 2.1, 2.2 und einem rechtem Rad 2.3, 2.4 des Fahrzeugs 2 und unterschiedlichen Wellenkammabständen in Fahrtrichtung.
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Die Rollen 11 weisen beispielsweise eine Breite von 500 mm auf, so dass Fahrzeuge 2 mit unterschiedlichen Spurweiten erprobt werden können, und sind drehbar, beispielsweise über Kugellager, gelagert.
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Die Säulen 3 bis 6 sind auf Schienen 12, welche parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs 2 verlaufen, montiert, sodass Fahrzeuge 2 mit unterschiedlichen Radständen geprüft werden können.
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Das Fahrzeug 2 ist zum Beispiel mittels im Bereich der Aufstandselemente 7 bis 10 angeordneten Radnabenfixierungen 13 an der Vorrichtung 1 fixiert. Beispielsweise umfasst jede Radnabenfixierung 13 eine Scheibe 14, welche über Radschrauben oder Radmuttern auf die jeweilige Radnabe des Fahrzeugs 2 geschraubt wird. Die Scheibe ist beispielsweise über eine Welle mit einem Kugellager verbunden. Ein Außenring des Kugellagers ist mit einer Gabel 15, welche wiederrum mit je einem Kugelgelenk mit zwei Hydraulikzylindern 16 an Kolbenstangen 17 verbunden ist, gekoppelt. Die Hydraulikzylinder 16 sind ebenfalls über Kugelgelenke mit einem beispielsweise 500 mm hohen Standfuß 18, welcher beispielsweise aus Stahl gebildet ist, verbunden. Die Standfüße 18 sind mit den Säulen 3 bis 6 verbunden, so dass diese parallel längs auf den Schienen 12 verschoben werden können.
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Die dargestellte Vorrichtung 1 ermöglicht eine reproduzierbare Durchführung von Verwindungsprüfungen auf einem stationären Prüfstand, wodurch reale Testfahrten entfallen können. Darüber hinaus ermöglicht die Vorrichtung eine Simulation von Serpentinenstraßen mit Variationen von Höhen und Abständen der Aufstandselemente 7 bis 10. Herkömmliche Serpentinenstraßen auf einem Testgelände weisen eine Abfolge von Buckeln und Senken auf, die sinusförmigen Wellen ähneln. Eine solche Abfolge von Buckeln und Senken muss eine linkes Radpaar nicht identisch zu einer Abfolge von Buckeln und Senken für ein rechtes Radpaar sein, wodurch Torsionsspannungen am Fahrgestell des Fahrzeugs 2 erzeugt werden. Ein Höhenunterschied zwischen einem Buckel und einer Senke kann zwischen Serpentinenstraßen auf Testgeländen variieren. Ebenso kann der Längsabstand zwischen zwei Buckeln variieren. Mittels der vorliegenden Vorrichtung ist dagegen eine Simulation unendlich vieler Serpentinenkonstellationen und somit eine hohe Testvariabilität bei gleichzeitiger Reproduzierbarkeit möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016225924 A1 [0002]
