DE1120757B

DE1120757B - Vehicle roller test stand with impact measuring device

Info

Publication number: DE1120757B
Application number: DEE14587A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulf Essers; Dr-Ing Ernst Essers
Original assignee: ERNST ESSERS DR ING
Current assignee: ERNST ESSERS DR ING
Priority date: 1957-08-26
Filing date: 1957-08-26
Publication date: 1961-12-28

Description

Fahrzeug-Rollenprüfstand mit Stoßmeßvorrichtung Die Erfindung betrifft einen Rollenprüfstand für Fahrzeuge, mit dem die Bahnkräfte, die beim Überfahren von Unebenheiten auf die als Fahrbahn dienende Prüfstandtrommel einwirken, gemessen werden.Vehicle roller dynamometer with shock measuring device The invention relates to a roller dynamometer for vehicles with which the traction forces that occur when driving over of bumps act on the test stand drum serving as the roadway, measured will.

Die Ermittlung der bei unebener Fahrbahn auftretenden dynamischen Bahnkräfte in ihrem zeitlichen Verlauf ist bisher nur durch Messungen am Fahrzeug selbst oder durch Verwendung von in die Fahrbahn eingebauten, örtlich eng begrenzten Kraftmeßgeräten möglich. The determination of the dynamic that occurs on uneven road surfaces Railway forces in their temporal course has so far only been determined by measurements on the vehicle themselves or through the use of localized, locally built-in ones Force measuring devices possible.

Zur fahrzeugseitigen Bahnkraftmessung dienen entweder Beschleunigungsmessungen an den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeuges oder Verformungsmessungen an Fahrzeugteilen, vorzugsweise an Fahrzeugreifen. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß die Bahnkraftmessungen nur an Fahrzeugen durchgeführt werden können, die in umfangreichen Vorbereitungen für diese Messungen hergerichtet worden sind. Die Bahnkraftmessung mit Hilfe der Verformungsmessung am Reifen hat den zusätzlichen Nachteil, daß die Reifenverformung außer von der Bahnkraft auch von der jeweiligen Gestalt der Fahrbahnoberfläche bzw. des Hindernisses abhängig ist. Either acceleration measurements are used to measure the web tension on the vehicle on the sprung and unsprung masses of the vehicle or deformation measurements on vehicle parts, preferably on vehicle tires. Both methods have the disadvantage that the web tension measurements can only be carried out on vehicles that are in extensive preparations have been made for these measurements. The web tension measurement with the help of the deformation measurement on the tire has the additional disadvantage that the Tire deformation not only from the track force but also from the respective shape of the road surface or the obstacle is dependent.

Der dadurch gelegentlich verursachte Fehler kann nicht nachträglich korrigiert werden.The error occasionally caused by this cannot be retrospectively Getting corrected.

Die der Bahnkraftmessung dienenden in die Fahrbahn eingebauten Kraftmeßgeräte dürfen, um für die Messung dynamischer Kräfte nicht zu träge zu sein, eine Plattform von nur ganz geringer Masse und dementsprechend nur sehr kleine Abmessungen haben. The force measuring devices built into the roadway and used to measure the traction force may, in order not to be too sluggish for the measurement of dynamic forces, have a platform of only very small mass and accordingly only have very small dimensions.

Dies hat die nachteilige Folge, daß bei normalen Fahrgeschwindigkeiten die Zeitdauer, während deren das Laufrad über die Plattform läuft und die Bahnkraft gemessen wird, sehr kurz ist.This has the disadvantageous consequence that at normal driving speeds the length of time during which the impeller runs over the platform and the web force is measured is very short.

Die in die Fahrbahn eingebauten Kraftmeßgeräte haben ebenso wie der weiter unten beschriebene, für die Bahnkraftmessung geeignete Prüfstand den Vorteil, daß Fahrzeuge aller Art ohne besondere Vorbereitung hinsichtlich der von ihnen erzeugten Bahnkraft untersucht werden können. Eine vergleichende Wertung der verschiedenen Fahrzeuge ist auf diese Weise besser möglich, als wenn für jedes Fahrzeug andere Meßgeräte verwendet werden. The force measuring devices built into the road, like the The test bench described below and suitable for web tension measurement has the advantage of that vehicles of all kinds without any special preparation with regard to those produced by them Web force can be examined. A comparative evaluation of the various Vehicles is better possible in this way than if different for each vehicle Measuring devices are used.

Trommelprüfstände, auf denen fahrbahnseitig, d. h. mit Hilfe des Prüfstandes die Bahnkraft gemessen werden kann, haben den weiteren Vorteil, daß die Versuche als Prüfstandsversuche besonders gut reproduzierbar sind und verhältnismäßig einfach durchgeführt werden können. Drum test stands on which the road side, d. H. with the help of Test bench the web force can be measured have the further advantage that the tests as bench tests are particularly easy to reproduce and are proportionate can be done easily.

Grundsätzlich könnte man wie bei anderen Fahrbahnen einen Ausschnitt der Lauffläche des Trommelprüfstandes auf Kraftmeßgeräte wirken lassen. Die Übertragung der Kraft anzeige von der rotierenden Prüfstandstrommel auf die ortsfesten Registriergeräte würde zwar eine gewisse Komplikation bedeuten, wäre aber grundsätzlich möglich. Schwerwiegend und grundsätzlicher Art wäre der Nachteil, daß auch bei dieser Verwendung von Kraftmeßgeräten der zeitliche Verlauf der dynamischen Bahnkraft nur jeweils während eines kurzen Zeitausschnittes gemessen werden kann. Diese Beschränkung wird erst behoben, wenn man statt eines kleinen Ausschnittes der Trommellauffläche die ganze Prüfstandstrommel auf Kraftmeßeinrichtungen setzt. Weil aber diese Kraftmeßeinrichtungen, die nach dem dynamometrischen Prinzip arbeiten können und ausreichende Empfindlichkeit haben müssen, gewisse Verformungen erleiden, und weil auch die Prüfstandswelle nicht völlig starr ausgeführt werden kann, ist es unvermeidlich, daß bei dynamischer Krafteinwirkung die erhebliche Masse der Prüfstandstrommel und -welle kleine Schwingbewegungen ausführt. Die dynamische Bahnkraft ruft dementsprechend nicht nur Lagerdrücke in den Kraftmeßeinrichtungen sondern auch Massenkräfte der Prüfstandstrommel und -welle hervor. Die Anzeige der Kraftmeßeinrichtungen ist folglich eine verzerrte und in den Spitzenwerten zu kleine Wiedergabe der dynamischen Bahnkräfte. Dies gilt in besonderem Maße für hochfrequente Komponenten des Bahnkraftverlaufes. Basically, as with other lanes, you could cut a section Let the running surface of the drum test stand act on force measuring devices. the transmission the force display from the rotating test stand drum to the stationary recording devices would mean a certain complication, but would in principle be possible. Serious and fundamental would be the disadvantage that also with this use of force measuring devices the temporal course of the dynamic trajectory force only in each case can be measured during a short period of time. This restriction will only corrected if, instead of a small section of the drum running surface, the whole test stand drum relies on force measuring devices. But because these force measuring devices which can work according to the dynamometric principle and sufficient sensitivity must have, suffer certain deformations, and because the test stand shaft does not either can be made completely rigid, it is inevitable that with dynamic force the considerable mass of the test stand drum and shaft makes small oscillating movements. The dynamic web force accordingly not only causes bearing pressures in the force measuring devices but also the inertia forces of the test stand drum and shaft. The display of the Force measuring device is consequently a distorted one and too small in the peak values Reproduction of the dynamic trajectory forces. This is especially true for high frequency Components of the web force curve.

Wegen dieser Verfälschung der Anzeige dynamischer Kräfte durch Trägheitswirkung von Prüfstandsteilen ist auch der in der deutschen Patentschrift 346 079 vorgeschlagene Prüfstand, bei welchem die Laufräder des Fahrzeuges auf Waagen wirken, nicht geeignet, den dynamischen Verlauf der Bahnkraft zu messen.Because of this falsification of the display of dynamic forces due to the effect of inertia of test stand parts is also the one proposed in German Patent 346 079 Test bench in which the vehicle's wheels act on scales, not suitable, to measure the dynamic course of the web tension.

Für die Messung des stationär wirkenden Anteiles der Bahnkraft (statische Radlast, Bahnkraft infolge Schräglage des Fahrzeuges oder infolge des Aufbäummomentes) hingegen ist die Trägheitswirkung der Prüfstandsmassen zur Erzielung einer ruhigen Anzeige geradezu erwünscht.For the measurement of the stationary part of the web force (static Wheel load, trajectory force as a result of the vehicle being leaned or as a result of the moment of the boom) on the other hand, the inertia effect of the test stand masses is used to achieve a calm Advertisement downright welcome.

Im Gegensatz zu der zuletzt genannten Aufgabe ist es Aufgabe der Erfindung, einen Prüfstand anzugeben, auf dem es ohne besondere Vorbereitungen möglich ist, an beliebigen Fahrzeugen den Verlauf der dynamischen Bahnkraft prüfstandseitig zu messen. In contrast to the last-mentioned task, it is the task of the Invention to specify a test stand on which it is possible without special preparations is, the course of the dynamic trajectory force on the test bench on any vehicle to eat.

Diese Aufgabe wird durch Verwendung eines Trommelprüfstandes gelöst, dessen Wellenlager auf Kraftmeßeinrichtungen abgestützt sind, und bei dem die Verfälschung der Kraftanzeige infolge der Massenkräfte von Trommel und Welle erfindungsgemäß dadurch beseitigt ist, daß innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Welle eine nicht rotierende, auf die durch die Massenkräfte von Welle und Trommel hervorgerufenen radialen Beschleunigungen der Wellenmitte ansprechende Beschleunigungsmeßvorrichtung vorgesehen ist, deren Meßergebnisse zu denen der Kraftmeßeinrichtungen addiert werden. This task is solved by using a drum test stand, whose shaft bearings are supported on force measuring devices, and in which the falsification the force display due to the inertia forces of the drum and shaft according to the invention is thereby eliminated that within the hollow shaft designed as a shaft non-rotating ones caused by the inertia forces of the shaft and drum Accelerometer responsive to radial accelerations of the shaft center is provided, the measurement results of which are added to those of the force measuring devices.

Mit Hilfe des Prüfstandes ist die exakte prüfstandseitige Messung der von Fahrzeug-Laufrädern verursachten Bahnkräfte bei normal rollenden und auch bei auf die Trommel aufsetzenden Laufrädern (ähnlich Land stoß bei Flugzeugen) kontinuierlich möglich. With the help of the test bench, the exact test bench measurement is possible the trajectory forces caused by vehicle wheels with normal rolling and also continuously when the impellers touch the drum (similar to land impact in airplanes) possible.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Prüfstandes wird das Meßergebnis der Beschleunigungsmeßvorrichtung mit den Meßergebnissen der Kraftmeßeinrichtungen auf einen einheitlichen Kraftmeßstab umgeformt. When the test stand is designed according to the invention, the measurement result is the acceleration measuring device with the measuring results of the force measuring devices transformed to a uniform force measuring stick.

Damit die Beschleunigungsmeßvorrichtung möglichst exakt die Beschleunigung der Trommelmassen anzeigt, ist gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die Beschleunigungsmeßvorrichtung im mittleren Abschnitt der Hohlwelle, d. h. etwa im Schwerpunkt von Trommel und Welle angeordnet und die Hohlwelle selbst in der Trommelmittelebene mit der Innenseite der Trommellauffläche durch Rippen verbunden. In order for the accelerometer to measure the acceleration as precisely as possible the drum mass indicates, according to a further idea of the invention is the acceleration measuring device in the middle section of the hollow shaft, d. H. around the center of gravity of drum and Shaft arranged and the hollow shaft itself in the drum center plane with the inside connected to the drum tread by ribs.

In Ausgestaltung der Erfindung steht die Beschleunigungsmeßeinrichtung über ein diese umgebendes spielfreies Lager mit der Innenseite der Hohlwelle in Verbindung. In an embodiment of the invention, the acceleration measuring device is stationary via a bearing free of play surrounding this with the inside of the hollow shaft in Link.

Erfindungsgemäß ist die Beschleunigungsmeßvorrichtung verdrehbar angeordnet. Sie wird im allgemeinen in ihrer Wirkungsrichtung eingestellt in Richtung auf Radmitte. Im Bedarfsfalle kann die Beschleunigungsmeßvorrichtung durch eine Achse in ihrer Wirkungsrichtung verstellt werden, um Größe und Richtung der beim Überfahren des Hindernisses auf die Trommel wirkenden resultierenden Kraft zu ermitteln. According to the invention, the acceleration measuring device can be rotated arranged. It is generally adjusted in its direction of action in direction on wheel center. If necessary, the accelerometer by a Axis can be adjusted in their direction of action to size and direction of the at Driving over the obstacle to determine the resulting force acting on the drum.

Da für derartige Bahnkraftuntersuchungen aufgeschraubte Hindernisse wegen ihrer periodischen Wiederkehr unzweckmäßig sind, weil meist die durch eine einzige Unebenheit verursachten Stoßvorgänge gemessen werden müssen, ist das einmalige Durchziehen eines Einzelhindemisses oder mehrerer Hindernisse vorgesehen. There are screwed-on obstacles for such web force examinations are inexpedient because of their periodic recurrence, because mostly those through a The only bumps caused by bumps need to be measured, is the one-time Passing through a single obstacle or several obstacles provided.

In der Zeichnung, aus der weitere Merkmale der Erfindung hervorgehen, sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In the drawing, from which further features of the invention emerge, Embodiments of the invention are illustrated by way of example.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung in der Seitenansicht. Fig. 1 shows the device in longitudinal section, Fig. 2 shows one Detail of the device in the side view.

In den Figuren ist die auf derHohlwelle 1 befestigte Trommel 2 durch das Laufrad 3 belastet. Die Hohlwelle 1 ist mittels der Lager 4 drehbar in der Konsole 15 gelagert, deren Seitenschenkel sich über die Kraftmeßeinrichtungen 5 und 16 auf der Grundplatte 20 abstützen. In der Hohlwelle 1 ist eine Beschleunigungsmeßvorrichtung 6 vorgesehen, die über ein spielfreies Lager 7 mit der Innenseite der Hohlwelle 1 in Verbindung steht. Mittels des Stabes 8 kann die Beschleunigungsmeßvorrichtung 6 in jede gewünschte Richtung eingestellt werden. Der Stab 8 verhindert außerdem, daß die Beschleunigungsmeßvorrichtung mit der Hohlwelle rotiert. In the figures, the drum 2 fixed on the hollow shaft 1 is through the impeller 3 is loaded. The hollow shaft 1 can be rotated in the console by means of the bearings 4 15 stored, the side legs of the force measuring devices 5 and 16 on the base plate 20 support. In the hollow shaft 1 is an accelerometer 6 is provided, which has a backlash-free bearing 7 with the inside of the hollow shaft 1 is in communication. By means of the rod 8, the accelerometer 6 can be adjusted in any desired direction. The rod 8 also prevents that the accelerometer rotates with the hollow shaft.

Die Beschleunigungsmeßvorrichtung 6 befindet sich im mittleren Abschnitt der Hohlwelle 1, welche an dieser Stelle (Mittelebene der Trommel 2) durch eine Rippe 19 mit der Trommellauffläche 2 verbunden ist. The accelerometer 6 is located in the middle section the hollow shaft 1, which at this point (center plane of the drum 2) by a Rib 19 is connected to the drum running surface 2.

Das Hindernis 13 (Fig. 2) kann mittels der Zugvorrichtung 18 zwischen Trommel2 und Laufrad 3 hindurchgezogen werden, wobei eine an der Zugvorrichtung 18 angreifende Feder 14 das Hindernis etwa auf die Trommelumfangsgeschwindigkeit beschleunigt. Statt einer mechanischen kann auch eine pneumatische Feder oder ein anderer Energiespeicher verwendet werden. The obstacle 13 (Fig. 2) can by means of the pulling device 18 between Drum 2 and impeller 3 are pulled through, with one on the pulling device 18 attacking spring 14 the obstacle approximately to the drum peripheral speed accelerated. Instead of a mechanical one, a pneumatic spring or a other energy storage devices can be used.

Die Beschleunigung des Hindernisses 13 etwa auf die Trommelumfangsgeschwindigkeit kann auch durch auf die Zugvorrichtung 18 einwirkende Reibungskraft zwischen Laufrad 3 und Trommel 2 erfolgen. The acceleration of the obstacle 13 approximately to the drum peripheral speed can also by frictional force acting on the pulling device 18 between the impeller 3 and drum 2 take place.

Die Massenkräfte der Welle und Trommel werden durch das Instrument 21 und die Kraft der Lager 4 durch die Instrumente 9 und 17 angezeigt. Die Einzelanzeige der Instrumente 9 und 17 können addiert am Instrument 10 abgelesen werden. Im Gerät 11 werden die Kraftanzeigen der Instrumente 10 und 21 addiert, die Summe läßt sich dann am Instrument 12 ablesen. The inertia forces of the shaft and drum are controlled by the instrument 21 and the force of the bearings 4 indicated by the instruments 9 and 17. The single display of instruments 9 and 17 can be read together on instrument 10. In the device 11 the force indicators of instruments 10 and 21 are added, the sum can be calculated then read on instrument 12.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for the test bench measurement of Trajectory forces acting on a vehicle wheel with one of the supports of the wheel serving drum, whose shaft is rotatably mounted and supported on force measuring devices is, characterized in that within the shaft formed as a hollow shaft (1) a non-rotating one caused by the inertia forces of the shaft and drum Radial shaft accelerations responsive acceleration measuring device (6) provided whose measurement results are added to those of the force measuring devices (5, 16).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the acceleration measuring device (6) in the direction of force action of the impeller (3) rolling on the drum (2) is arranged.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that for the immediate transmission of the force of the impeller (3) on the Acceleration measuring device (6) between the inside of the drum (2) and the Outside the hollow shaft (1) has a support rib (19) lying in the plane of the force. is provided.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the acceleration measuring device (6) has a clearance-free surrounding it Bearing (7) is connected to the inside of the hollow shaft (1).

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the acceleration measuring device (6) within the HohlweDe (1) rotatable is arranged.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that for measurement impact like occurring impeller loads between the impeller (3) and drum (2) pulled through an obstacle (13) by means of a pulling device (18) is, the acceleration of the obstacle (13) approximately to the drum peripheral speed by the frictional force between the impeller acting on the pulling device (18) (3) and drum (2) itself or by one acting on the pulling device (18) Spring (14) takes place.

Considered publications: German Patent Specifications No. 174 151, 346079; French patent specification No. 558764.