DE10242097A1

DE10242097A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung einspuriger Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10242097A1
Application number: DE2002142097
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Maul; Torsten Dipl.-Ing. Maul; Uwe Dipl.-Ing.-Päd. Sendig
Original assignee: SAXON PRUEFTECHNIK GmbH
Current assignee: Saxon Prueftechnik GmbH
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-03-25
Also published as: WO2004027371A2; EP1537399A2; DE10393762D2; AU2003299047A8; WO2004027371B1; WO2004027371A3; AU2003299047A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zur einspannlosen Funktionsprüfung von einspurigen Fahrzeugen auf einem Rollenprüfstand mit zylindrischen, kegligen oder doppelkegelförmigen Prüfrollen zur Messung von Bremskräften, Geschwindigkeiten und Leistungen an Rädern. Dabei wird in dem Rollenprüfstand zwischen der Rotationsebene 3 des zu prüfenden Rades 1 und der Prüfebene 2 eine Schräglage mit einem Winkel alpha gebildet. Durch die Winkeldifferenz zur Prüfebene, deren Lage um den Winkel alpha 4 von der Horizontalen abweicht, entsteht eine seitliche Führungskraft 5. Sie verursacht das Aufsteigen und den seitlichen Lauf des Prüfrades 1 bis an eine definierte Stelle mit einer Anlaufrolle 6, an der die Messungen durchgeführt und das Prüfrad 1 dort stabil gehalten werden. Dabei entsteht eine selbstausrichtende Führung des Prüfrades 1 ohne Festhalten von Hand oder Zuhilfenahme weiterer Vorrichtungen. In dieser stabilen Lage, nur manuell gehalten, wie bei vergleichsweise gewöhnlicher Nutzung des Fahrzeuges, treten keine Wirkungen aus der Funktionsprüfung auf, die durch zusätzliche Vorrichtungen gehalten oder gesichert werden müssten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zur einspannlosen Funktionsprüfung von einspurigen Fahrzeugen auf einem Rollenprüfstand zur Messung von Bremskräften, Geschwindigkeiten und Leistungen an Rädern. Dabei wird durch eine bestimmte geometrische Form der Rollen des Prüfstandes das jeweils zu prüfende Rad derart geführt, daß die Abrollbewegung und die Wirkung der Meßgrößen nicht zur Veränderung der Lage sowie Position des Fahrzeuges führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorrichtung findet Einsatz an Rollenprüfständen für einspurige Fahrzeuge, wobei herkömmlich bekannte Spannvorrichtungen völlig entfallen können und Sicherheitsvorrichtungen wesentlich reduziert werden.

Mit der Schrift DE 4012063 ist die Lösung eines Fahrsimulators in Form eines Rollenprüfstandes für ein Zweirad bekannt. Dabei wird ein mit eigener Motorkraft angetriebenes Zweirad mit einem Tragrahmen, mit in dem Tragrahmen in einem bestimmten Abstand voneinander und parallel zueinander gelagerten, antriebstechnisch miteinander verbundenen Fahrbahnsimulations-Walzen auf denen das Vorderrad und das Hinterrad des zu prüfenden Zweirades laufen, mit einer am Tragrahmen parallel zu den Walzen angeordneten Querlaufschiene mit einem, beziehungsweise in der Freilaufschiene frei hin und her bewegbaren, quer zur Querlaufschiene jedoch exakt geführten Läufer und mit einer Kippbegrenzung für das Zweirad geführt, wobei der Läufer über eine Schwinge am Rahmen des Zweirades in einem ganz bestimmten Abstand von der Querlaufschiene um eine horizontale Schwenkachse geschwenkt wird. Dabei erstreckt sich die Einheit aus Läufer und Schwinge von der Querlaufschiene etwa horizontal. Zwischen dem Läufer und der Schwinge erfolgt lediglich eine Drehung der Schwinge gegenüber dem Läufer um die Längsachse der Einheit aus Läufer und Schwinge in dem Maße, wie es eine Drehkupplung erlaubt. Diese Lösung ist dadurch gekennzeichnet, indem die Laufschiene nahe der für das Hinterrad bestimmten Walze und in der von den Laufflächen der Walzen gebildeten Ebene, oder nahe der Ebene verläuft, wobei die Querlaufschiene zwischen den Walzen verläuft.

Dieser Lösung haftet jedoch der Nachteil an, daß sie einer konstruktiv komplizierten Spannvorrichtung bedarf, wodurch die Prüfung auf dem vorbeschriebenem Fahrsimulator technisch sehr aufwändig wird, allein was auch die unterschiedlichen Maße der verschiedenen zu prüfenden Fahrzeuge angeht, wofür zwangsweise eine umständliche Verstellmöglichkeit geschaffen werden muß.

Ferner ist mit der DE 100 05 883 eine weitere Lösung eines Verfahrens zur Lagefixierung von Gegenständen mit Vorrichtung bekannt. Dieses Verfahren mit Vorrichtung wird für Radfahrzeuge auf Prüfständen eingesetzt, wo mit über die Fahrzeugräder angetriebenen oder anzutreibenden Laufflächen für die Räder und eine hierfür geeignete Vorrich tung vorgeschlagen wird, bei der die Fesselung des Fahrzeuges über eine kissenartige Abstützung erfolgt, die eine Kissenfüllung aufweist, welche reversibel zwischen einer formanpassenden und einer formhaltigen Konsistenz veränderbar ist und bei formhaltiger Konsistenz eine formschlüssige Verbindung zum Fahrzeug hergestellt wird.

Dieser Lösung haftet wiederum der Nachteil an, daß eine technisch aufwändige Fixierung erfolgt, die auch eine erhebliche Rüstzeit erfordert.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe ein Verfahren mit Vorrichtung zu schaffen mit dem es möglich ist, unter Einhaltung der Sicherheit, einspurige Fahrzeuge ohne Spannvorrichtung, nämlich auf einem Rollenprüfstand frei laufend, den Prüfvorgängen zur Messung von Bremskräften, Geschwindigkeiten und Leistungen an den jeweiligen Rädern unterziehen zu können. Dabei soll das Verfahren nebst Vorrichtung einfach in seiner Konstruktion und kostengünstig in seiner Herstellung sein. Der Aufwand an Rüstzeit soll bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung erheblich reduzieren, sogar gegen Null gehen. Die Meßergebnisse sollen frei von Spanneinflüssen und dadurch wesentlich genauer sein. Durch die gegebene Einfachheit und auch Sicherheit sollen mehr Prüfungen innerhalb von Gebäuden, abgesperrtem Gelände sowie unter geordneten Bedingungen erfolgen, was sich günstig auf Lärm- und Abgasbelastung auswirkt. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgezeigten Merkmale. Die weiteren Ansprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.

Das Wesen der Erfindung besteht in einem Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Funktionsprüfungen an einspurigen Fahrzeugen unter Einbeziehung eines Rollenprüfstandes, durch welchen ohne Zuhilfenahme einer Spannvorrichtung ein stabiler Zustand des zu prüfenden Fahrzeuges im Rollenprüfstand während des Prüfvorganges erreicht wird. Die Lösung hierfür besteht in einem Rollenprüfstand, bei welchem zwischen der Rotationsebene des zu prüfenden Rades und der Prüfebene eine Schräglage mit einem Winkel α gebildet wird. Das Prüffahrzeug wird in den Rollenprüfstand gefahren und verbleibt während des Prüfvorganges beständig annähernd im vertikalen Zustand mit Abweichungen, welche kleiner dem Winkel α betragen. Durch die Winkeldifferenz zur Prüfebene, deren Lage um den Winkel α von der Horizontalen abweicht, entsteht eine seitliche Führungskraft. Sie verursacht das Aufsteigen sowie den seitlichen Lauf des Rades bis zu einer definierten Stelle, an welcher die Messung letztlich durchgeführt wird. Eine stabile Führung des Rades wird auch bei Einwirkung weiterer Kräfte, welche aus der Messung resultieren, erreicht.

Nach dem Einfahren des zu prüfenden Fahrzeuges in den Rollenprüfstand in eine beliebige Lage und dem Zuschalten des Antriebsmotors für die Prüfrollen, steigt das zu prüfende Rad auf der vorbeschriebenen Schräge der Prüfebene nach oben bis an die höchstmögliche Position, beziehungsweise bis an eine Begrenzung durch beispielsweise eine Anlaufrolle. In dieser Lage erfolgt nun die Messung der Antriebs- und Bremskräfte, oder auch der Geschwindigkeiten. Die aus der Messung entstehenden Einflüsse der Umfangs- oder Querkräfte sowie weiterer Kräfte wirken sich nicht mehr auf die Radführung aus. Die gesamten durchzuführenden Prüfvorgänge am Prüffahrzeug werden bei stabilem Zustand in annähernd vertikaler Lage, nämlich einer maximalen Abweichung, welche kleiner dem Winkel α entspricht, am Prüffahrzeug durchgeführt. Während des Einfahrens und der Prüfung wird das Zweirad nur durch die Abstützung des Bedieners mit seinen Füßen auf dem Boden gehalten, was keine höheren Kräfte als beim allgemeinen Umgang mit dem Zweirad im Stand oder während der Fahrt erfordert. Auch die Einwirkung von weiteren Kräften aus der Messung, wie Umfangs- oder Querkräfte verändern nicht den definiert geführten Zustand des Radlaufes und erfordern keine höheren Bedienkräfte. Die Verlagerung aus der Vertikalen des Prüfrades zur höheren Seite der Prüfebene stabilisiert sogar das Verfahren weiter und sichert auch die Stabilität beim Betätigen eines einseitigen Fußbremshebels. Bei Verlagerung aus der Vertikalen des Prüfrades entgegengesetzt und zur niedrigeren Ebene zu, begrenzt sich das Verfahren bei Annäherung an den Winkel α der Schräglage. Selbst dabei treten keine höheren Bedienkräfte oder Sicherheitsrisiken auf.

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: Verfahrensschema Rollenprüfstand
2: Rollenprüfstand mit zylindrischer Prüfrolle
3: Rollenprüfstand mit kegliger Prüfrolle
4: Rollenprüfstand mit doppelkegelförmiger Prüfrolle
Ein Rollenprüfstand ist prinzipiell mit einer schrägen Prüfebene 2 ausgestattet, wobei diese für den jeweiligen Anwendungsfall durch eine schräggestellte zylindrische Prüfrolle 8 gemäß 2, eine kegelförmige Prüfrolle 9 gemäß 3, oder aber eine doppelkegelförmige Prüfrolle 10 gemäß 4 gebildet wird.
Ein einspuriges Fahrzeug wird mit seinem Prüfrad 1 auf die Prüfebene 2 gefahren und in die horizontale Rotationsebene 3 gebracht, wobei der Antriebsmotor für die Prüfrollen 8, 9 oder 10 zugeschaltet wird. Danach steigt das Prüfrad 1, bedingt durch die Führungskraft 5 auf der Prüfebene 2 entsprechend der Prüfbreite 7 flüssig bis zum Anschlag durch die Anlaufrolle 6 auf. Der Schräglaufwinkel α 4 ist dabei größer als der Radneigungswinkel β 11 des Prüfrades 1. In stabiler Lage verharrt das Prüfrad 1 schließlich zum Vorgang der durchzuführenden Messungen in der oberen Position mit seiner Flanke am Anschlag der Anlaufrolle 6 bis zur Beendigung des Messvorganges. Die Ausgestaltung des Rollenprüfstandes erfolgt durch drei modifizierte Ausführungsbeispiele:
Ausführungsbeispiel 1 gemäß 2:
Die schrägliegende Prüfebene 2 wird durch eine schräg angeornete zylinderförmige Prüfrolle 8 im Schräglaufwinkel α 4 und einer mitlaufenden, ebenfalls schräg angeordneten Anlaufrolle 6 realisiert. Unabhängig von der Breite des Prüfrades 1 und unabhängig von der Position auf der Prüfbreite 7 ist der wirksame Halbmesser der zylinderförmigen Prüfrolle 8 immer gleich. Die Größe der seitlichen Führungskraft 5 ergibt sich aus der Größe des Schräglaufwinkels α 4 und der Masse des Radgewichtes, das auf die Prüfrolle 8 drückt. Für leichte Zweiräder wie Fahrräder, Mopeds und leichte Motorräder beträgt der Winkel zwischen 4° und 7°. Er verkleinert sich mit der Zunahme des Radgewichtes.
Ausführungsbeispiel 2 gemäß 3:
Die schrägliegende Prüfebene 2 wird durch eine kegelförmige Prüfrolle 9 mit horizontaler Rotationsachse und einer oder mehreren mitlaufenden, ebenfalls schräg angeordneten Anlaufrollen 6 realisiert. Der wirksame Halbmesser für Messgrößen verändert sich in Abhängigkeit von der Stellung des Prüfrades 1 auf der Prüfbreite 7. Die Größe der seitlichen Führungskraft 5 ergibt sich aus der Größe des Schräglaufwinkels α 4 an der Oberseite der Prüfrolle 9 und der Masse des Radgewichtes, das auf die Prüfrolle 9 drückt. Für leichte Zweiräder beträgt der Winkel zwischen 3° und 6°, er verkleinert sich mit der Zunahme des Radgewichtes.
Ausführungsbeispiel 3 gemäß 4:
Die schrägliegende Prüfebene 2 wird durch eine zur Mitte ansteigende doppelkegelförmige Prüfrolle 10 mit horizontaler Rotationsachse und einer oder mehrerer mitlaufenden, ebenfalls schräg angeordneten Anlaufrollen 6 realisiert. Das Prüfrad 1 läuft von beiden Seiten aus bis zur höchsten mittleren Position und stabilisiert sich dort ohne weitere Anlaufrollen. Die Stabilitätsgröße in der mittenzentrierten Position ist abhängig von der Form und Breite des Überganges am Zusammentreffen beider Kegel. Für schmale Reifen sind Kreisbogenformen und für breitere Reifen sind elliptische Formen, beide mit tangentialem Übergang, geeignet. Der wirksame Halbmesser für Messgrößen in der zentrierten Position verändert sich nicht in Abhängigkeit von der Breite des Prüfrades 1 und ist abhängig von der Position auf der Prüfbreite 7. Die Größe der seitlichen Führungskraft 5 verändert sich an der höchsten Stelle der doppelkegelförmigen Prüfrolle 10 und ergibt sich aus der Form des kegelförmigen Überganges bis zur Tangente an den Schräglaufwinkeln α 4, der Masse des Radgewichtes, das auf die doppelkegelförmige Prüfrolle 10 drückt und der Reifenform mit dem Reifenprofil des Prüfrades 1. In der zentrierten Position hebt sich die seitliche Führungskraft 5 momentan auf und tritt sofort wieder ein, sobald das Prüfrad 1 die zentrierte Lage versucht zu verlassen. Für leichte Zweiräder beträgt der Kreisbogenradius 20 bis 30 mm. Er vergrößert sich mit der Zunahme des Radgewichtes.

1: Prüfrad
2: Prüfebene
3: Rotationsebene des Prüfrades
4: Schräglaufwinkel α
5: Führungskraft
6: Anlaufrolle
7: Prüfbreite
8: zylindrische Prüfrolle
9: keglige Prüfrolle
10: doppelkegelförmige Prüfrolle
11: Radneigungswinkel β

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung wie beispielsweise der Messung von Bremskräften, Geschwindigkeiten oder Leistungen einspuriger Fahrzeuge ohne Spannmittel dadurch gekennzeichnet, daß das zu prüfende Fahrzeug in einen Rollenprüfstand gefahren wird, bei dem die Prüfebene (2) gegenüber der Rotationsebene (3) des Prüfrades (1) um einen Schräglaufwinkel α (4) geneigt ist, welcher größer ist, als der Neigungswinkel β (11).
Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung einspuriger Fahrzeuge ohne Spannmittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenprüfstand motorisch angetriebene schrägliegende zylindrische Prüfrollen (8), kegelförmige Prüfrollen (9) oder zur Mitte hin ansteigenden doppelkegelförmige Prüfrollen (10) aufweist, welche jeweils als schräge Prüfebene (2) gegenüber der Rotationsebene (3) im Rollenprüfstand angeordnet sind und das zu prüfende Fahrzeug mit seinem Prüfrad (1) nach oben bis zu einem Anschlag aufsteigt, welcher durch vorzugsweise eine Anlaufrolle (6) gebildet wird.
Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfebene (2) gegenüber der Horizontalen um den Schräglaufwinkel α (4) angehoben ist und die Rotationsebene (3) des Prüfrades (1) horizontal, innerhalb des Radneigungswinkels β (11) wie beim normalen Betriebszustand des Fahrzeuges, verbleibt.
Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfrollen (8; 9; 10) eine Prüfbreite (7) aufweisen, welche unter Ausnutzung und Einwirkung der Führungskraft (5) ein flüssiges seitliches Aufsteigen des Prüfrades (1) bis zum Anschlag gegen die Anlaufrolle (6) ermöglicht.
Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Übergang zwischen der zur Mitte hin ansteigenden doppelkegelförmigen Prüfrolle (10) durch einen Kreisbogen oder einen elliptischen Bogen mit tangentialem Übergang zur Prüfebene (2) erfolgt.