DE1938824C3

DE1938824C3 - Trägheitswalzenpriifstand

Info

Publication number: DE1938824C3
Application number: DE1938824A
Authority: DE
Inventors: Brian Michael Forster; Brian Colin Pagdin
Original assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Priority date: 1968-08-02
Filing date: 1969-07-30
Publication date: 1978-04-13
Also published as: GB1281821A; FR2014961A1; US3651690A; DE1938824B2; DE1938824A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Trägheitswalzenprüfstand zur Messung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, des Drehmomentes oder anderer wählbarer Größen oder Kombinationen von Größen, die sich auf die Bewegungsgleichung eines Fahrzeugrades oder eines Drehabti'ebes einer Maschine beziehen, mit einer oder mehreren Walzen, welche mit einer Drehschwungmasse verbunden oder sonst als solche wirksam sind und in zur Anlage am Rad oder am Drehantrieb geeigneter Stellung in einer Bühne oder in einem Traggestell angeordnet sind, und mit einem Antriebsmotor, welcher die Walze oder Walzen derart antreibt, daß sie als Drehantrieb entweder des Fahrzeugrades oder des Drehantriebes der Maschine wirksam sein können, wobei die Walze oder wenigstens eine der Walzen mit einem Signalgeber wirkungsmäßig gekoppelt ist, der eine Folge von Primärsignalen erzeugt, deren in eic^r vorgegebenen Periode erscheinende Anzahl von dem der Walze in dieser Periode erteilten Umdrehungsbetrag abhängt.

Trägheitswalzenprüfstände dieser Art dienen dazu, neben der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und dem Drehmoment beispielsweise die Bremsleistung von angetriebenen Kraftfahrzeugrädern zu messen. Diese, sowie abgeleiteten Größen, wie beispielsweise die Geschwindigkeitsabnahme, das Bremsdrehmoment und der zurückgelegte Weg, können entweder als lineare Grüße ausgedrückt werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf einen TrägheitswalzenprUfstand für den besonderen Anwendungszweck der Überprüfung von Motorfahrzeugen, sondern kann zur Bestimmung gleicher oder analoger Größen bezüglich des Drehantriebes beliebiger Maschinen verwendet werden, an denen eine solche Messung notwendig ist.

Es sind bereits Trägheitswalzenprüfstände der eingangs genannten Gattung zum Testen von Motorfahrzeugen bekannt (DE-AS 11 70 673). Bei einer anderen als Absorptionsdynamometer bekannten Anordnung wird die an dem oder den getriebenen Rädern des Fahrzeugs zur Verfügung stehende Leistung in einer Absorptionsvorrichtung, ζ. Β. einer mechanisehen Bremse, oder in einer elektrischen Last, bei welcher die Absorptionsvorrichtung einen vom getriebenen Rad des Fahrzeugs angetriebenen elektrischen Generator aufweist, durch Umwandlung in Wärme

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vernichtet. Da hierbei relativ hohe mechanische Leistungen energiemäßig vernichtet werden müssen (beispielsweise entwickeln einige Fahrzeuge Bremsleistungen in der Größenordnung von 355 PS), sind die notwendigen Energie-Dissipationseinrichtungen bei 5 derartigen Trägheitswalzenprüfständen, die die jeweils zu messende Größe, beispielsweise das Drehmoment oder die Kraft, im Beharrungszustand messen verhältnismäßig kostspielig, wobei zu bedenken ist, daß auch eine beträchtliche Wärmemenge abgeführt werden muß, ohne daß die Arbeitsbedingungen in der Umgebung des Trägheitswalzenprüfstandes sich verschlechtern. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn eine ganze Serie von Automobilen getestet werden soll, da hierbei ein beträchtlicher Energiebetrag kontinuierlich dissipiert werden muß. Findet hierbei ein elektrischer Generator Verwendung, so muß die in Form einer elektrischen Leistung entstehende Wärme abtransportiert werden. Finden andererseits Fließrnittelbremsen Verwendung, so ergeben sich dadurch Nachteile, daß beispielsweise bei flüssigen Fließmitteln Kavitations- und Verdampfungsprobleme und bei gasförmigen Fließmitteln, beispielsweise Luft Geräusch- und Handhabungsprobleme auftreten.

Weiterhin sind Trägheitswalzenprüfstände bekannt, bei denen die von den Fahrzeugrädem abgenommene Leistung zur Beschleunigung von Walzen verwendet wird, auf weiche die Energie als Drehimpuls übertragen wird. Die durch die Walzen erreichte Rotationsgeschwindigkeit wird dabei durch statische Anzeigevorrichtungen angezeigt. Zur Bestimmung der Beschleunigung muß die Messung dabei über ein relativ langes Zeitintervall zwischen verschiedenen Geschwindigkeiten, beispielsweise entsprechend 50 und 100 km/h, durchgeführt werden. Trägheitsdynamometer sind auch zum Prüfen der Fahrzeugbremsen bekannt, wobei die Fahrzeugräder durch motorgetriebene, mit den Fahrzeugrädern in Reibschluß stehende Walzen auf eine vorgegebene Geschwindigkeit gbracht werden. Dabei speichern die angetriebenen Walzen auf Gnind ihrer Massenträgheit die kinetische Energie, welche dann durch Anlegen von Fahrzeugbremsen vernichtet werden muß. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung wird die Zahl der von den Walzen nach dem Anliegen der Bremsen und vor dem Abbremsen auf Null durchgeführten Umläufe zur Feststelkmg des Bremsweges bestimmt. Diese bekannten Trägheitsdynamometer erlauben keine rasche Bestimmung von Größen, wie der Geschwindigkeit oder der Leistung, in irgendeiner Stufe während des Prüfzyklus.

Wird d:e Energie andererseits durch die Beschleunigung einer tragen Masse absorbiert, so besteht das Hauptproblem darin, alle erforderlichen Daten während eines verhältnismäßig kurzen Testzyklus aufzuzeichnen, währenddessen die Masse beschleunigt oder abgebremsi: wird.

Durch die DE-AS 1 124 278 ist nun bereits ein elektronisches Verfahren zur digitalen Ermittlung von Beschleunigung und zurückgelegtem Weg bei Bewegungsvorgängen bekanntgeworden, bei dem die durch den mit einem sich drehenden Teil wirkungsrnäßig gekoppelten Signalgeber erzeugten Primärsignale, deren momentane Frequenz zur momentanen Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Teils proportional ist:, durch eine nachgeschaltete elektrische Digitalrechenvorrichtung verarbeitet werden. Die Digitalrechenvorrich'.nng weist dabei eine Zeitsteuerungsschpltung zum Trennen und Zusammenfassen der Primärsißnale in in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen übertragene Gruppen, einen Zähler zum Zählen der Primärsignale in jeder Gruppe und einen Speicher zum Speichern der ermittelten Anzahl von während zweier verschiedener Zeitintervalle erzeugten Primärsignale auf. Aus den in den Speichern gespeicherten gruppenweisen Primärsignalzahlen wird dann in einer arithmetischen Schaltung die erforderliche Meßgröße gewonnen. Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens auf einen Trägheitswalzenprüfstand der eingangs genannten Art ermöglicht es grundsätzlich, den Nachteil der verhältnismäßig langen Prüfdauer bei den bekannten Trägheitswalzenprüfständen zu vermeiden.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 119 025 ist bereits ein elektronisches Verfahren zur digitalen Ermittlung von Beschleunigung und zurückgelegtem Weg bei Bewegungsvorgängen beschrieben, jedoch handelt es sich hier um eine typische Landzeitmessung der vorstehend beschriebenen An, bei der also keine Vorsorge getroffen ist. innerhafu der bei Trägheitswalzenprüfständen notwendigerweise nur kurzen, zur Messung zur Verfügung stehenden Zeit sämtliche Kenndaten ableiten zu können. Die französische Patentschrift 1 351 761 zeigt eine Recheneinrichtung zur Beschleunigungsmessung am Fahrzeug selbst, wobei ebenfalls keine Möglichkeit gegeben ist, aus einem praktisch momentan gewonnenen Datenbündel alle erforderlichen Größen ableiten zu können, wie es bei Trägheitswalzenprüfständen notwendig ist. Schließlich zeit auch die deutsche Auslegeschrift 1 235 051 lediglich eine Vorrichtung zur digitalen Ermittlung zeitlicher Bewegungsänderungen von Fahrzeugen, ohne daß irgendwelche Maßnahmen getroffen sind, die die Anwendung dieser Vorrichtung bei den für Trägheitswalzenprüfstände charakteristischen transitorischen Messungen gestattete.

In der USA.-Patentschrift 3 238 771 ist ein Diagnosegerät für Fahrzeuge beschrieben, bei dem die Fahrzeugräder auf den Walzen eines Dynamometers aufliegen, welche zum Übertragen oder Absorbieren eines Drehmomentes beispielsweise einen elektrischen Rotationsmotor aufweist.

Es besteht nicht nur das Bedürfnis, einen Trägheitswalzenprüfstand zu schaffen, bei dom während der relativ kurzen Zeitperiode, die bei Trägheitswalzenprüfständen zwangsweise lediglich zur Verfugung steht, das Aufzeichnen der notwendigen Daten in einer derartigen Anzahl möglich ist, die die Genauigkeit der nach dem Prinzip der Energieabsorption arbeitenden Prüfstände ermöglicht, sondern besonders wünschenswert ist es auch, mittels derartiger Trägheitswalzenprüfstände in kürzest möglicher Zeit in bestimmter Weise innerhalb eines Diagramms, in dem die gewünschten Meßgrößen gegen die Zeit, die Geschwindigkeit usw. aufgetragen sind, festliegende Werte zu ermitteln, beispielsweise die für die Beschleunigung, von einer bestimmten niedrigeren Geschwindigkeit, z. B. von 50 km/h, aus auf eine bestimmte höhere Geschwindigkeit, z. B. 100 km/h, notwendige Zeit, das maximale, während des Priifzyklus entwickelte Drehmoment oder die maximale, während des Prüfzyklus entwickelte Leistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen TrägheitswalzeLprüfstand der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem nicht nur die Prüfzeit verkürzt, sondern innerhalb einer verhältnismäßig

kurzen Prüfdauer auch die Bestimmung charakteristischer Bezugsgrößen, wie maximale Leistung oder maximales Drehmoment innerhalb des Prüfzyklus, möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Trägheitswalzcnprüfstand der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß dem Signalgeber eine elektrische Rechenvorrichtung nachgeschaltet ist, welche einen Geschwindigkeitsschaltkreis zum Ableiten von Geschwindigkeitsgrößen aus den Primär-Signalen, arithmetische Schaltungen zum arithmetischen Verarbeiten der Geschwindigkeitsgrößen in der Weise, daß erstens die erforderlichen Meßgrößen und zweitens wenigstens ein Triggersignal erzeugt werden, sobald eine der Meßgrößen einen vorgegebenen Wert erreicht, Ausgangsschaltungen zum Steuern der Betriebsweise einer Anzeigevorrichtung für die zu messenden Größen, wobei die Ausgangsschaltungen wenigstens eine Steuerschaltung, die mit dem Triggersignal gespeist wird und die Übertragung der gemessenen Größe oder Größen in einem durch das Auftreten des Triggersignals bestimmten Moment auf eine weitere Anzeigevorrichtung steuert, und einen Speicher aufweist, in dem den verschiedenen erforderlichen Meßgrößen zugeordnete Konstanten speicherbar sind.

Die Erfindung gibt die Möglichkeit, innerhalb einer kurzen Prüfdauer gewünschte Bezugsgrößen zu ermitteln, wie beispielsweise die Zeit, die notwendig ist, um eine Beschleunigung zwischen zwei verschiedenen Geschwindigkeiten zu erzielen, oder aber die Beschleunigung, die aufgebracht werden muß, um diese Geschwindigkeitsänderung in einer gewünschten Zeit herbeizuführen, oder aber auch — eine besonders wichtige Meßgröße — das maximale Drehmoment bzw. die maximale Leistung, die während eines Prüfzyklus erhalten werden.

[is kiinn weiterhin vorgesehen sein, d;iß der bestimmte Punkt oder vorgegebene Wert der Maximalwert der erstgenannten zu messenden Größe ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die arithmetische Schaltung einen mit einer oder mehreren Anfangsspeichersehaltungen verbundenen Ausgangsabschnitt zur Einspeicherung entsprechender, während einer vorgegebenen Sampling-Periodc bestehender Größen aufweist: und daß ein oder mehrere weitere Speicher über Torschaltungen den zugehörigen Anfangsspeicherschaltungen nachgeschaltet sind, wobei ein Eingangskanal jeder Torschaltung mit einem Ausgangskanal der arithmetischen Schaltung, in der ein Triggersignal entwickelt wird, verbunden ist.

Insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug ist ein Trägheitswalzenprüfstand geeignet, bei dem an der Drehschwungmasse Zusatzgewichte anbringbar sind oder eine zur Änderung der Lage der Gewichte einstellbare Befestigungsvorrichtung zur Veränderung des Trägheitsmomentes vorgesehen ist. Dieser spezielle Trägheitswalzenprüfstand kann dadurch ausgezeichnet sein, daß die mit koaxialen Rändern eines Fahrzeugs in Anlage bringbaren Walzen mit einem ihnen gemeinsamen Antriebsmotor über ein Getriebe verbunden sind, welches eine Freilaufkupplung aufweist, die bei angetriebenen Walzen ein Rotieren derselben mit gleicher Drehgeschwindigkeit bewirkt, jedoch eine individuelle Drehbewegung der Walzen mit unterschiediichen Umdrehungsbeträgen zuläßt, wenn sie während eines Bremstestes von den betreffenden Rädern Leistung abnehmen.

Im folgenden wird die Frlindung an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine sehcmatischc Draufsicht auf eine Ausfiihriingsform der erlindungsgcmäßcn Vorrichtung, deren Grundplatte entfernt ist, so daß die Antriebsvorrichtungen für die Walzen sichtbar sind,

!■' i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht entsprechend den Linien 2-2 der Fig. I,

F-" i g. 3 ein sehematischcs Schaltdiagramm eines Eingangs- bzw. Lingabeabschnitts der Vorrichtung,

F i g. 4 ein sehcmalischcs Sehalldiagramm eines weiteren Abschnitts, in welchem das Primärsignal zur Erzeugung der Meßgrößen eines Fahrzeugs oder cinei anderen zu prüfenden Maschine arithmetischen Operationen unterworfen wird,

F^; i g. 5 ein sehematischcs Schaltdiagramm eines weiteren Abschnitts der Vorrichtung, welcher die Anzeige liefert und/oder die gemessenen Größer aufzeichnet,

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung der an der Vorrichtung vorgesehener Steucrorgane und Anzeigevorrichtungen,

F i g. 7 eine graphische Darstellung einer typischer Beschleunigiingskurve eines Kraftfahrzeugs mit einei Verbrennungsmaschinc als Antriebsmotor,

F i g. 8 eine angenäherte graphische Darstellung der zcitlHien Beziehung zwischen den Primärsignalen den von einem Haupttaktgeber zur Bestimmung dei Sampling-Perioden gelieferten Steuerimpulsen und vor einem arithmetischen Taktgeber zur Steuerung dci F'olge von arithmetischen Operationen in jedei Sampling-Periode gelieferten Impulse,

F^: i g. 9 eine Anordnung zur Anbringung zusatz lichcr Ausgleichsgewichte an einer oder mehrerer Walzen und zur Einstellung der Lage der Gewicht« und

F i g. 10 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher eine odei mehrere der Walzen mit einem Schwungrad verbunder sind, an welchem einstellbare Zusatzgewichte lösbai befestigt sind.

Die im folgenden beschriebene Ausführungsform der Erfindung dient zum Messen von Größen, welche auf die Bewegungsgleichung der Antriebsräder eine« Kraftfahrzeugs bezogen sind, z. B.

a) Maximales Drehmoment (und Beschleunigung)

b) Maximale Bremsleistung,

c) Geschwindigkeit bei a) oder b),

d) Drehmoment bei einer vorgegebenen Gesc^win digkeit (100 km/h),

e) Bremsleistung bei einer vorgegebenen Gcschwin digkeit (100 km/h),

f) Zeit zum Beschleunigen von 50 auf 100 km/h,

g) Von dem linken getriebenen Rad während de; Bremsens zurückgelegte Strecke,

h) Von dem rechten getriebenen Rad während de:

Bremsens zurückgelegte Strecke,
i) Unterschied zwischen g) und h) (beim Bremsen' und gegebenenfalls der folgenden weiteren Kenndaten,

j) Drehmoment über die Geschwindigkeit,
k) Bremsleistung über die Geschwindigkeit,
1) Geschwindigkeitsabnahme über die zurückgelegt« Strecke des linken Rades,

m) Geschwindigkeitsabnahme über die zurückgelegte Strecke des rechten Rades,

η) Gesehwindigkeitsabnahme über die Bremspedal-

lasl für das linke Rad,
o) Cieschwindigkeitsabnahme über die Brcmspedallast für das rtchte Rad.

Ferner kann die Voirichtung aufweisen:

p) rünc Aufzeichnungsvorrichtung, z. B. einen Lochshcifenstanzer zum Aufzeichnen einer der oben angegebenen Größen,

q) [-line Anzeigevorrichtung zur ständigen Anzeige der Horizontalgeschwindigkeit.

fs versteht sich, daß die Bestimmung gerade dieser Größen nur beispielsweise angegeben ist und daß die crnndungsgemäß aufgebaute Vorrichtung auch :r.ur Bestimmung anderer Größen zum Prüfen eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Ferner können alternative Alisführungsformen der Erfindung, welche zwar der nachfolgend beschriebenen AuMÜmüngsiOrin ähnlich, aber nicht gleich sind, zur Messung von Größen herangezogen werden, welche sich auf den Drehabtrieb anderer Fahrzeuge, Maschinen oder Vorrichtungen beziehen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Aufbau und Anordnung ihrer Teile auf die zu prüfende Maschine abgestimmt werden muß.

Zunächst soll auf den mechanischen Aufbau und die Anordnung der Teile der Vorrichtung Bezug genommen werden. Die Vorrichtung weist eine Bühne, ein Ciehäuse oder ein Stützgestell mit einer im Umriß bei 101 dargestellten Grundplatte oder Plattform auf, auf welcher das betreffende Fahrzeug 102 von seinem eigenen Motor angetrieben werden kann. An der Grundplatte oder Plattform sind Öffnungen 103 an solchen Stellen vorgesehen, die mit den Rädern eines Fahrzeugs übereinstimmen. In jeder Öffnung ist eine Walzenanordnung vorgesehen, die jeweils zwei Walzen 104/ und 104r aufweist. Die Walzen einer Walzenanordnung sind mit gegenseitigem Abstand von unten an das zugehörige Rad 105 angreifend vor bzw. hinter der vertikalen Axialebene des Rades angeordnet.

Um den Prüfstand bzw. die Meßvorrichtung auf unterschiedliche Fahrzeugfahrwerke anpassen zu können, sind die Walzenanordnungen oder einige von ihnen über Trägerbrücken auf dem Rahmen bzw. der Bühne abgestützt, wobei die Trägerbrücken eine Abstimmung der Walzenstellungen auf die Abmessungen des Achsabstands und der Spurweite des Fahrzeugs erlauben. Die ein Räderpaar abstützenden Walzenanordnungen (in der Zeichnung die Hinterachsräder) werden von einer Brücke 106 getragen, welche auf parallelen Führungs- und Stützträgern 107, beispielsweise mittels eines Motors 108, beweglich ist. Der Motor 108 treibt die Zahnräder 109 über ein Getriebe 110, Wellen 111 und Getriebe 112 an.

Außerdem können die die Räder abstützenden Walzenanordnungen an einer Seite des Fahrzeugs seitlich einstellbar montiert sein. Zu diesem Zweck können diese Walzenanordnungen auf Schlitten 113 quer zum Fahizeug beweglich angeordnet sein, wobei die Schlitten in öffnungen 114 in den Brücken 106 auf Führungsstangen 115 gleiten und von einem Motor 116 über Wellen 117, 118 und Getriebekasten 119,120 angetrieben werden. Die Getriebe 119,120 treiben dabei mit auf den Schlitten befestigten Zahnstangen kämmende Zahnräder an. Die Welle 118 weist teleskopartige Abschnitte auf, welche zwecks Übertragung von Drehmomenten mittels Keilverbindungen od. dgl. gekuppelt sind und eine Längsbewegung der beweglichen Brücke 106 relativ zur festen Brücke 121 zulassen.

Die Walzen 104/, 104/· jeder Walzenanordnung können gewichtsmäßig und räumlich so ausgelegt S sein, daß ihre als Last verfügbare Trägheitsmasse für die zu prüfenden Fahrzeuge geeignet ist. Andererseits können Zusntzgewichle 136 im Inneren oder an den Stirnseiten der Walzen angeschraubt sein, um das Trägheitsmoment zu ändern (Fig. 9). Wie in einer

ίο alternativen Ausführungsform in F i g. 10 zu sehen ist, kann wenigstens eine der Walzen einer jeden Walzenanordnung über eine geeignete Kraftübertragungsvorrichtung, wie Stirnräder 125, 126 und Keilräder 127, 128, mit einer Drehschwungmassc, z. B. einer Schwungscheibe 129, verbunden sein. Letztere ist lösbar an einer Nabe 130 montiert, damit sie abgenommen und durch andere Orehschwungmassen mit anderen Drehmomenten ersetzt werden kann. Alternativ kann jedoch die Schwungscheibe srlbst so ausgebildet sein.

»o daß ihr Trägheitsmoment entsprechend den Erfordernissen geändert werden kann, /.. B. mit Hilfe von Zusatz- bzw. Ausgleichsgewichten 131, die abnehmbar mittels Schraubbolzen 132 an ihrer Auflagefläche befestigt sind, oder auch durch Zusatzgewichte 133,

»5 welche mit Hilfe von Schraubbolzen 134 bezüglich der Drehachse entlang radialer Schlitze 134 verstellbar sind. Gegebenenfalls kann eine ähnliche einstellbare Befestigungsvorrichtung für die Zusatzgewichte 136 auch an den Enden der Walzen vorgesehen sein.

Um eine Prüfung der Fahrzeugbremsen ausführen zu können, muß wenigstens eine und vorzugsweise beide der Walzen 104/, 104r jeder Walzenanordnung von einem prüfstandinternen Motor 122, z. B. einem Elektromotor, angelrieben werden. Für ein Walzenpaar erfolgt der Antrieb über eine zum Zwecke der Seiteneinstellung der Walzenanordnung aus Teleskopabschnitten aufgebaute Welle. Dabei kann die Kraftübertragung über eine Einheit 123 erfolgen, welche entweder als Freilauf oder als arretierte bzw. eingerückte Kupplung wirksam ist, wenn der Motor die Räder synchron in Umlauf versetzt. Die Freilaufkupplung ist ausgerückt bzw. läuft frei, wenn die Vorrichtung zur Bremsprüfung eingesetzt wird, um Unterschiede im Bremsverhalten der einzelnen Räder feststellen zu können. Wenn Größen gemessen werden, welche sich auf den angetriebenen Zustand des Fahrzeugs beziehen, d. h. bei Antrieb der Fahrzeugräder durch die Antriebsmaschine des Fahrzeugs, können die Kupplungen 123 ausgerückt werden, so daß jedes getriebene Rad einzeln durch seine zugehörigen Walzen 104/ und 104r belastet ist. In eingerücktem Zustand der Kupplungen 123 sind die Walzen über den Motor 122 gekuppelt, der dann ausgeschaltet ist. Hierdurch werden Geschwindigkeitsunterschiede der getriebenen Räder des Fahrzeugs auf Grund der Wirkung des Fahrzeugdifferentials praktisch ausgeschlossen.

Wie in F i g. 3 gezeigt ist, ist jeder Walzenanordnung zur Erzeugung einer Folge von Primärimpulsen ein Signalgenerator zugeordnet. Dieser weist einen Drehanker mit an einem Magnetkopf vorbeigeführten Polen auf. Wenn ein einzelner Pol am Magnetkopf vorbeiläuft, wird ein Primärsignal in dessen Wicklung induziert. Die Pole können als Permanentmagnete ausgeführt sein oder aus magnetisch leitfähigem Material bestehen. Eine Anordnung dieser Art ist schematisch in F i g. 3 dargestellt, gemäß der die an den entsprechenden Walzen 104/ bzw. 104r befestigten

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oder mil diesen synchron gedrehten Anker 10/ und lOr mit Polen 12/ und 12/· ausgestattet sind, welche an den Rihlerköpfen 14/ und 14/· vorbeilaufen, wobei letztere Wicklungen 16/ und 16r aufweisen.

Die Ausgangssignale dieser Wicklungen werden in jedem Falle ar Impuls-Formersehaltungen bzw. Degrenzerschaltungen 18/ und 18;· angelegt, welche entsprechende i-üge von Rechteckimpulsen an ihren Ausgängen liefern. Entsprechend einer typischen Ausführungsform liegt die Inpulsfolgefrequenz. bei angenähert K)OO Impulsen pro Umdrehung der zugeordneten Walze. Dei Maximalgescliwindigkeit der Walze (etwa K)(MH) Umdiehuiigen pro Minute), die der Maximalgescliwindigkeit des geprüften Fahrzeugs entspricht, ergibt sich eine Impulsperiode von angenähert 6 Mikrosekunden. Beispielsweise kann die Impulsbreite dabei 3 Mikiosekunden und der Impulsabstand ebenfalls 3 Mikrosekunden sein. Die Impuls-

die Impulsbreite der Signale für den Gcsehwindigkeitsbereich konstant zu halten (auf diese Weise steigen die Impulsabstände mit abnehmenden Geschwindigkeiten).

Die von den Impuls-Formerschaltungen 18/ und 18r gelieferten Impulszüge bilden die Primärsignale, aus denen alle obengenannten Größen durch geeignete arithmetische Operationen von einer elektrischen Reehenvorrichüing bestimmt werden können.

Die Rechenvorrichtung führt die arithmetischen Operationen digital durch.

Die verschiedenen zum Rechner gehörigen Schaltungen sind am besten durch die Beschreibung der Funktionsfolge des Rechners verständlich, jedoch sollen die Hauptabschnitte bzw. Teile des Rechners einzeln beschrieben werden.

Wie in F i g. 3 zu sehen ist, weist ein Eingangsabschnitt des Rechners zwei Eingangskanäle 20/ und 2Or auf, denen die Primärsignale von den linken und rechten Walzenanordnungen zugeführt werden. Es ist ferner ein Steuersignalgeber vorgesehen, welcher einen relativ breiten Impuls von beispielsweise 0,1 Sekunden Dauer, vor allem zum Unterteilen der Primärsignale, in bestimmte Gruppen liefert, von denen jede Gruppe auf eine Sampling- oder Prüfperiode bezogen ist. Die Zahl der Primärsignale in einer Gruppe ist nicht kritisch, sofern sie groß genug ist, um die durchzuführenden arithmetischen Operationen zu ermöglichen. Ein kurzes Zwischenimpulsintervall, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 Mikrosekunden, kann zwischen den breiten Impulsen des Steuersignals (und daher zwischen dem letzten Impuls einer Gruppe und dem ersten Impuls der nächstfolgenden Gruppe) vorgesehen sein, um nach jeder Sampling-Periode den Inhalt der Zählschaltungen in der nachfolgend beschriebenen Weise zu den Pufferspeichern zu übertragen.

Der Steuerimpulsgeber ist schematisch bei 9 dargestellt und kann ein Haupttaktgeber sein. Der Haupttaktgeber liefen sein Ausgangssignal an acht Tor- bzw. Gatterschallungen.

Der Eingangskanal 2Or dient zum Zählen und Einspeichern der Zahl der in zwei aufeinanderfolgenden Sampling-Perioden enthaltenen Impulse des Primärsignals (einige Bauelemente dieses Kanals sind in F i g. 4 dargestellt).

Der Kanal 20/ zählt die Gesamtzahl der impulse des Primärsignals vom Beginn bis zum Enae eines Testzyklus und vergleicht diese Zahl mit der entsprechenden, am Kanal 20r anliegenden Zahl, um ein Ausgangssigndl zu liefern, welches den Unterschied der von den linken und rechten Rädern des Fahrzeugs tatsächlich zurückgelegten Strecken ilarstellt. Dieser Wegunterschied ist für die Bremsprüfimg des Fahrzeugs von Bedeutung.

Der arithmetische Abschnitt des Rechners weist eine arithmetische Schaltung 22 (Fig. 4) auf, in welcher die arithmetischen Rechenoperationen diirch-

^In geführt werden, wobei die in Binärform im Kanal 20r gespeicherten numerischen Daten zur Erzeugung \on die Geschwindigkeit, das Drehmoment (und die beschleunigung) und die Leistung in weiteren Speichern 23 darstellenden Größen verwendet werden. Ferner iim-

'5 faßt dieser Abschnitt Speicher 24, in denen numerische Daten in Binärform eingespeichert sind, welche sich auf Größen wie die Geschwindigkeit bei maximalem Drehmoment, Geschwindigkeit bei maximaler l.eist"Mii Drehmoment bei vnrnriichrnor G

*° keil, maximales Drehmoment, Leistung bei \orgegebener Geschwindigkeit oder maximale Leistung beziehen.

Schließlich weist der Rechner auch einen Anzeigeabschnitt gemäß F' i g. 5 auf, zu dem eine Anzeigeis vorrichtung 25 zur Wiedergabe bzw. Anzeige gewisser Größen in Dezimalform, gegebenenfalls eine Schreibereinheit 26 zur Anzeige der graphischen Beziehung zwischen bestimmten ausgewählten Größenpaaren, eine Aufzeichnungsvorrichtung 27 zum Aufzeichnen bestimmter erforderlicher Größen zusammen mit Fntschlüßlcr- und Skalcnschallungen gehören, welche zum Umwandeln der den Einheiten 25 bis 27 zugeführten Eingangssignalc in die gewünschte Form erforderlich sind.

Die in den Zeichnungen dargestellte Rechenvorrichtung wird im folgenden an Hand eines vollständigen Betriebszyklus beschrieben. Dabei erfolgt die Beschreibung zunächst für die Messung der Größen wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Dreh-

4η moment und Bremsleistung an den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs bei Betrieb der Maschine. Nachdem das Fahrzeug auf die Grundplatte bzw. die Bühne 101 so aufgefahren worden ist, daß seine Räder 105 jeweils auf den ihnen zugeordneten Walzen 104/, 104r der Walzenanordnungen ruhen, werden die getriebenen Räder in normaler Weise vom Stillstand zur Maximalgeschwindigkeit oder einer anderen vorgegebenen Geschwindigkeit beschleunigt, wobei gegebenenfalls die Übersetzungsverhältnisse durch Umlegen der Gänge des Schaltgetriebes geändert werden oder ein einziges Übersetzungsverhältnis, ζ. Β. im dritten Gang, verwendet wird.

Primärsignalzüge werden in den Fühlerköpfen 14/ und 14r erzeugt, begrenzt bzw. geformt und den Kanälen 20/ bzw. 20r zugeführt.

Gleichzeitig liefert der Haupttaktgeber 9, wie oben bereits erwähnt, Steuerimpulse von vorzugsweise 0,1 Sekunden Dauer und einem Impulsabstand von 1 Mikrosekunde.

Wählschalter S₁ und S₂ in den Kanälen 2Or und 20/ werden auf die Dynamometer-Prüfstellung gebracht, wobei der Kontakt mit dem oberen der in F i g. 3 dargestellten Kontaktpunkte geschlossen wird.

Im Kanal 2Or werden Steuersignalimpulse und Primärsignale jeweils an getrennte Eingänge einer Torschaltung 28 angelegt, welche an ihrem Ausgang Primärsignalimpulse in Gruppen abgibt. Die Zahl der in einer Gruppe enthaltenen Primärimpulse hängt

i VDO

von dt·ι' Umlaufgeschwindigkeit des rcchicn getriebenen Kades des Fahrzeugs über dasjenige Zeitintervall ab das bei dem entsprechenden und die Sampling-Ptriode darstellenden Steuerimpuls besteht.

Die Zahl der Primärimpiilsc in jeder Sampling-Periode wird von einer beispielsweise als Ringzähler ausgeführten Zähisthaltung 29 gezählt, und zwar durch Finstcllcn der Stufen des Zählers in »0«- und ■'!«-Zustände, wobei die Zahl also binär ausgedrückt wird.

f:in weiteres UND-Gatter 30, auf dessen einen ringang das Steuersignal von 9 gegeben wird und dessen anderer Fiingang mit der Zählschaltiing 29 verbunden ist, liefert an seinem .Ausgang diejenige Zahl in Uinürform, -lic im Register der Zählschaltiing 29 'S am linde der durch den besonderen Steuerimpuls definierten Sampling-Periode eingespeichert ist, in welcher diese Zahl ursprünglich in der Zählschaltung29 gespeichert war.

Auf diese Weise wird diese Zahl, ebenfalls in Dinar- ^JO form, zu einen Pufferspeicher 31 (I i g. 4) übertragen, dessen Fiingang mit dem Ausgang des UND-Gatters 30 verbunden ist und der zwei Ausgänge aufweist, von denen der eine mit einem weiteren UND-Gatter 32 verbunden ist. Der andere F ingang des UND-Gatters ^a5 32 wird durch die Stciicrsignalimpulsc des Maupttuktgebers 9 getastet. Das L) N D-Gatter 32 wird gleichzeitig mit dem Deginn der Sampling-Periode geöffnet und steuert die in Hinärform vom Pufferspeicher 31 kommende Zahl zu einem weite, cn Pufferspeicher 33 3" durch.

In Abhängigkeit von der Urzeugung und Abgabe jedes der aufeinanderfolgenden Steuerimpulse des Flaupttaktgebers. 9 werden die in der Zählschaltung 29 gezählten Zahlen der vorhergehenden Sampling-Periode zum ersten Pufferspeicher 31 übertragen, und die in diesem Speicher vorher eingespeicherten Zahlen werden zu dem nachfolgenden Pufferspeicher 33 übertragen. Auf diese Weise ist die Zählschaltiing 29 zur Aufnahme einer weiteren Zahl (Folge in Binärform gezählter Primärimpulse) frei, während der Inhalt der Pufferspeicher 31t und 33 von den zwei vorhergehenden Zyklen der arithmetischen Schaltung 22 zugeführt und in dieser verarbeitet wird.

Die arithmetische Schaltung bzw. Einheit 22 kann *5 verschiedene unterschiedliche arithmetische Operationen durchführen, nämlich die Bestimmung der Geschwindigkeit, die Bestimmung des Drehmoments (und der Beschleunigung), die Bestimmung der Bremsleistung, die Bestimmung des maximalen Drehmoments und die Bestimmung der maximalen Leistung, und zwar in Abhängigkeit aufeinanderfolgender Impulse des Steuersignals, welches aufeinanderfolgende Sampling-Perioden darstellt.

Die Operationsfolgesteuerung erfolgt mittels eines weiteren Impulsgenerators in Art einer Taktgeberschaltung, der im folgenden arithmetischer Taktgeber genannt wird und zur arihtmetischen Einheit 22 gehört, obwohl er als getrennte Einheit 34 dargestellt ist. Der arithmetische Taktgeber liefert Ausgangssignale an drei UND-Gatter.

Die arithmetische Einheit 22 weist drei Zählschaltungen oder Register, A, B, C, auf, die jeweils eine Zahl in Binärform einspeichern können. Die Operationsweise ist so, daß durch UND-Gatter 35 und 36 durchgesteuerte Zahlen den Registern A und B zugeführt und entsprechend arihtmetische Operationen, z. B. Multiplikation des Registerinhalts von A mit

demjenigen des Registers B, durchgeführt werden, wobei das Firgebnis (Produkt im Falle einer Multiplikation) im Register C entwickelt wird. Das Firgebnis wird sodann selektiv unter Steuerung eines UND-Gatters 37 an einen der drei Pufferspeicher, 38 für die Geschwindigkeit, 39 für das Drehmoment (oder die Beschleunigung) und 40 für die Leistung übertragen.

Im folgenden wird insbesondere auf die !ielrictisfolge eingegangen. Das Ausgangssignal des arithmetischen Taktgebers 34 besteht aus mehreren Impulsen von vorzugsweise 30 Mikrosekunden Dauer und 5 Mikrosekunden Impulsabstand, wobei wenigstens 36 Impulse (die 1260 Mikrosekunden belegen) während einer einzigen Sampling-Periode von 0,1 Sekunden erscheinen.

Die zeitliche Beziehung zwischen den Primärimpulsen, den von dem llaupttaklgcher 9 gelieferten Steuerimpulsen und den von dem arithmetischen Taktgeber gelieferten Impulsen zur Steuerung der Folge der arithmetischen Operationen sind schematisch in F i g. S dargestellt. Im Abschnitt I ist ein Zug von Primärimpulsen gezeigt, der eine Beschleiinigungsperiode des Rades des geprüften Fahrzeugs veranschaulicht. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sind viel weniger Primärimpulse dargestellt, als in der Praxis tatsächlich auftreten. In Abschnir il sind die vom Haupttaklgeber gelieferten Steuerimpulse gezeigt, während im Abschnitt III die zwei Impulsgruppen dargestellt sind, welche während aufeinanderfolgender Perioden der Zählschaltiing 29 zugeführt werden. Fs ist verständlich, daß in der Praxis etwa 10(M) bis 20000 Impulse in jeder dieser Perioden erscheinen, wobei die Zahl der Impulse von der Radgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftretens des entsprechenden Sampling-Impulses abhängig ist. Der Abschnitt IV zeigt die von dem arithmetischen Taktgeber gelieferten Impulse. Letztere erscheinen über eine Periode von vorzugsweise 1250 Mikrosekunden, das ist etwa V₁₀., der Sampling-Periode. Zur besseren Veranschaulichung sind nui einige dieser Impulse mit vergrößerter Zeitskala für den Abschnitt IV in bezug auf die Zeitskalender Abschnitte I, Il und III gezeigt. Es ist unwesentlich, in welcher Stufe jeder Sampling-Periode die arithmetischen Operationen durchgeführt werden, jedoch ist es zweckmäßig, den Beginn der arithmetischen Operationen zu irgendeinem Zeitpunkt nach dem Beginn des Sampling-Impulses einzuleiten und vor dessen Ende zu beendigen. Beispielsweise kann der Beginn der arithmetischen Operationen etwa nach Ablauf von '/s der Sampling-Periode angesetzt werden. Es ist möglich, die Folge der arithmetischen Operationen nur einmal während jeder Sampling-Periode durchzuführen, jedoch können die arithmetischen Operationen zur Erreichung einer höheren Zuverlässigkeit und Genauigkeit einige Male während jeder Sampiing-Periode wiederholt werden, wobei die sich ergebenden Größen gemittelt und/oder auf Streuung geprüft werden, um ein mittleres Ausgangssignal oder einen Signalfehler zu entwickeln, wenn die Streuung über einen vorgegebenen Wert hinausgeht. Ein solches Fehlersignal wird zur Betätigung einer Anzeigevorrichtung oder zum Sperren der Folgeoperation der Vorrichtung bis zur Bestimmung der Ursache für die übermäßige Streuung verwendet.

Die erste von der arithmetischen Einheit 22 durchgeführte Berechnung ist die Bestimmung der Geschwindigkeit des rechten getriebenen Rades, welches die Walze 104r betätigt. Dieser Rechnung liegt die

folgende Gleichung zugrunde:

Geschwindigkeit A,

IT

wobei A₂ eine Konstante, /V₁ und /V, die Inhalte der Pufferspeicher 33 (vorhergehende Impulszählung) und 31 (Impulszählung) sind.

Γ ist die Dauer der Sampling-Periode.

Bei der Durchführung dieser Rechnung führen die nachfolgend bezifferten Impulse des arithmetischen Taktgebers die folgenden Funktionen aus:

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

Taktgebers

0 Kommt vom Hauptlaktgeber-Zyklus bei oder nahe dem Beginn eines vom Haupttaktgeber gelieferten Sampling-Impulses.

1 Löscht alle Register A, B und C.

- Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers33 (vorhergehende Impulszählung) zum Register A.

3 Addiert den Inhalt des Pufferspeichers 31 (Impulszählung) zum Register A.

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

TaKtgcbers

4 Dividiert den Inhalt des Registers A
durch 2.

5 Überträgt die Konstante A₂ von einer Schallung 36a, welche K₂ an einem ihrer Ausgänge stehen hat, über das UND-Gatter 36 zum Register B.

6 Multipliziert den Inhalt des Registers A mit demjenigen des Registers B und entwickelt das Multiplikationsergebnis im Register C.

7 Überträgt den Inhalt des Registers C über das UND-Gatter 37 zum Pufferspeicher 38 (Geschwindigkeit).

Die zweite durchgeführte Rechnung ist die Bestimmung des Drehmoments (oder der Beschleunigung), wenn die Vorrichtung zur Prüfung der Bremsen des Fahrzeugs verwendet wird. Gegebenenfalls kann auch die positive Beschleunigung während des Fahrzeug-Eigenantriebs gleichzeitig mit dem Drehmoment berechnet werden, da der einzige Unterschied der zugehörigen Bestimmungsgleichungen im numerischen Wert der in den Gleichungen erscheinenden Konstanten besteht.

Das Drehmoment ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Drehmoment K, * ■ ■ ' ,

Die folgenden Operationen werden in Abhängigkeit von der folgenden Folge von arithmetischen Impulsen durchgeführt:

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

Taktgebers

Löscht alle Register A, B und C.

Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 33 ίο (vorhergehende Impulszählung) zum Register A (die in 33 eingespeicherte Zahl ist dieselbe Zahl wie bei der Geschwindigkeitsberechnung).

Subtrahiert den Inhalt des Pufferspeichers 31 (Impulszählung) vom Register A (wiederum ist die in 31 gespeicherte Zahl dieselbe wie bei der Geschwindigkeitsberechnung).

Überträgt die Konstante A« vom Ausgang ao der Schaltung 36a über ein UND-Gatter 36

zum Register B (oder überträgt die Konstante K₃ zur Bestimmung der Beschleunigung oder Geschwindigkeitsabnahme).

Multipliziert den Inhalt des Registers A mit demjenigen des Registers B und entwickelt

das Ergebnis im Register C.

Nummer des
Impulses des
arithmetischen
Taktgebers

Überträgt den Inhalt des Registers C über das UND-Gatter 37 zum Pufferspeicher 39 (Drehmoment) (oder es wird der Pufferspeicher 39 zur Einspeicherung der Geschwindigkeitszunahmc oder der Geschwin

digkeitsabnahme verwendet, wenn diese Größen bestimmt werden sollen).

Die Bestimmung der in Brems-PS ausgedrückten Leistung erfolgt durch Lösung der folgenden Gleichiing:

Brems-PS

/V₁)

wobei K, eine Konstante ist und die anderen Ausdrücke den obcngewähltcn Bezeichnungen entsprechen. Wenn die Geschwindigkeitszunahme (positive Beschleunigung) oder die Geschwindigkeitsabnahme (negative Beschleunigung) bestimmt werden soll, wird eine Konstante K₃ an Stelle der Konstanten A₄ verwendet.

wobei A's eine Konstante ist und die übrigen Begriffe den obigen Definitionen entsprechen.

Die vom arithmetischen Taktgeber bestimmte Folge von Operationen zur Ausführung dieser Rechnung ist wie folgt:

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

Taktgebers

Löscht alle Register A, B und C,

überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 39 (Drehmoment) über das UND-Gatter 35 zum Register A.

Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 38 (Geschwindigkeit) über das UND-Gatter36 zum Register B.

Multipliziert den Inhalt des Registers A mit demjenigen des Registers B und entwickelt das Ergebnis im Register C.

überträgt den Inhalt des Registers C über das UND-Gatter 37 zum Pufferspeicher 4(1 (Leistung).

Löscht alle Register A, B und C.

20 Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 40 (Leistung) über das UND-Gatter 35 zum Register A.

21 Überträgt die Konstante K_s von der Schaltung 36a über das UND-Gatter 36 zum Register B.

22 Multipliziert den Inhalt des Registers A mit dem Inhalt des Registers B und entwickelt das Ergebnis im Register C.

23 Überträgt den Inhalt des Registers C über das UND-Gatter 37 zum Pufferspeicher 40 (Leistung).

Eine weitere erforderliche Größe ist die für die Beschleunigung von einer bestimmten niedrigeren Geschwindigkeit, z. B. von 50 km/h, aus auf eine bestimmte höhere Geschwindigkeit, z. B. 100 km/h. Zu diesem Zweck wird ein Akkumulator41 (Fig. 3) über den Schalter S₁ (oberer Kontakt) mit einem UND-Gatter 42 verbunden, dem vom Haupttakt- ao geber 9 Impulse vorzugsweise im Abstand von 0,1 Sekunden zugeführt werden und der durch ein Triggersignal getastet wird, um das Gatter beispielsweise bei 50 km/h zu öffnen und beispielsweise 100 km/h zu schließen. »5

Der Inhalt des Akkumulators 41 wird durch ein UND-Gatter 43 zum Ausgangsabschnitt der Rechenvorrichlung zwecks Anzeige und Aufzeichnung desselben übertragen. Die Triggersignale an den zwei ausgewählten Geschwindigkeiten, z. B. 50 und 100 km/h, werden von der arithmetischen Einheit 22 in Abhängigkeit von weiteren Impulsen des arithmetischen Taktgebers wie folgt abgeleitet:

Nummer des

Impulses des

arithmetischen Taktgebers

24 Löscht alle Register A, B und C.

25 Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 38 (Geschwindigkeit) durch das UND-Gatter 36 zum Register B.

26 Subtrahiert eine Bezugsgeschwindigkeit (z. B. entsprechend 30 oder 60 km/h) vom Register B.

27 Entwickelt ein geeignetes Triggersignal am Ausgang 22α (wenn Register B Null oder negativ bei 50 km/h Bezugsgeschwindigkeit wird) oder am Ausgang 22b (wenn Register B Null oder negativ bei einer Bezugsgeschwindigkeit von 100 km/h wird). so

Eine weitere bestimmbare Größe ist das während des Prüfzyklus entwickelte maximale Drehmoment. Die erforderlichen Operationen ergeben sich in Abhängigkeit von den Impulsen des arithmetischen Taktgebers wie folgt:

Nummer des arithmetischen Impulses des Taktgebers

28 Löscht alle Register A, B und C.

29 Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 39 (Drehmoment) über das UND-Gatter 35 zum Register A.

30 Subtrahiert vom Register A über das UND- 6j Gatter 35 den Inhalt eines Pufferspeichers

44 (vorhergehender Wert des Drehmoments), der vom Pufferspeicher 39 (Dreh-

moment) über das UND-Gatter 45 nach Maßgabe des vorhergehenden Impulses des Hauptzeitgebers übertragen worden ist.

Entwickelt ein Triggersignal (Drehmoment ist gleich dem maximalen Drehmoment) am Ausgang 22c der arithmetischen Einheit 22, wenn das Register Λ Null oder negativ wird. Dieses Triggersignal wird danach an den Eingang eines UND-Gatters 45 gegeben, um eine weitere Übertragung vom Pufferspeicher 39 zum Pufferspeicher 44 zu verhindern und den eingespeicherten Wert des maximalen Drehmoments im Speicher 44 als Ausgang für den Wiederabgabeabschnitt beizubehalten.

Ferner kann die maximale Leistung während des Prüfzyklus in Abhängigkeit von den Impuhcti des arithmetischen Taktgebers wie folgt bestimmt werden:

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

Taktgebers Löscht alle Register A, B und C.

Überträgt den Inhalt des Pufferspeichers 40 (Leistung) durch das UND-Gatter 35 zum Register A.

Nummer des

Impulses des

arithmetischen

Taktgebers

Subtrahiert vom Register A den über das UND-Gatter 35 zugeführten Inhalt des Pufferspeichers 46 (vorhergehender Wert der Leistung), der an diesen vom Pufferspeicher 40 (Leistung) über das UND-Gatter 47 nach Maßgabe des vorhergehenden Haupttaktimpulses vom Register A übertragen worden ist.

Entwickelt ein Triggersignal am Ausgang Hd der arithmetischen Einheit 22 (wenn das Register Null oder negativ wird) und legt dieses Triggersignal (Leistung ist gleich maximaler Leistung) an einen Eingang des UND-Gatters 47, um zu verhindern, daß eine weitere Datenübertragung vom Pufferspeicher 40 zum Pufferspeicher 46 erfolgt, und um den Maximalwert der Leistung in 46 zur Übertragung an den Wiedergabeabschnitt beizubehalten.

Löscht alle Register A, B und C.

Die entwickelten Triggersignale bei 22 c (maximales Drehmoment) und bef 22d (maximale Leistung) werden ebenfalls an die UND-Gatter 48 bzw. 49 gegeben, um diese für die Übertragung der Geschwindigkeitswerte im Pufferspeicher 38 (Geschwindigkeit) zum Pufferspeicher 50 (Geschwindigkeit bei maximalem Drehmoment) und 51 (Geschwindigkeit bei maximaler Leistung) durchzusteuern. Diese Werte sind danach in den Pufferspeichern 50 und 51 verfügbar und können von deren Ausgang zum Wiedergabeabschnitt übertragen werden.

Die Pufferspeicher 44 und 46 können ferner selektiv zum Speichern der Drehmoment- und Leistungswerte nach Maßgabe von Triggersignalen verwendet werden, welche anderen als den Maximalwerten dieser Größe zugeordnet sind. Wenn daher das Drehmoment bei

I 938

einer vorgegebenen Geschwindigkeit, ζ. Β. bei 100 km/h, gemessen werden soll, kann dieses Triggersignal an die UND-Gatter 45 und 47 angelegt werden, welche daraufhin die gleichzeitig in den Pufferspeichern 39 und 40 gespeicherten Drehmoment- und s Leistungswerte an die Pufferspeicher 44 und 46 übertragen, welche diese Werte an den Wiedergabeabschnitt geben.

Nach dem Impuls 36 endet der Steuerimpuls des Haupttalctgebers 9, und ein neuer Betriebszyklus wird eingeleitet.

Die in Abhängigkeit vom Eintreffen des ersten Steuerimpulses des Haupttaktgebers 9 und danach stattfindenden Operationen, weiche gleichzeitig mit den von der arithmetischen Einheit durchgeführten arithmetischen Operationen ablaufen, sind die folgenden:

1. Bei Auftreten eines Steuerimpulses vom Haupttaktgeber 9 werden die Zählschaltung 29 und die Pufferspeicher 31, 33,38, 39,40,44, 46,50 und 51 ao gelöscht (dies findet nur beim ersten Sampling-Impuls eines Prüfvorgangs statt).

2. Der Inhalt des Pufferspeichers 31 (Impulszählung) wird in den Pufferspeicher 33 (vorhergehende Iinpulszählung) übertragen- as

3. Der Inhalt der Zählschaltung 29 wird in den Pufferspeicher 31 (Impulszählurig) eingelesen.

4. Der Inhalt des Pufferspeichers 39 (Drehmoment) wird in den Pufferspeicher 44 (vorhergehender Wert des Drehmoments) übertragen. 3»

5. Der Inhalt des Pufferspeichers 40 (Leistung) wird in den Pufferspeicher 46 (vorhergehender Wert der Leistung) übertragen.

6. Die Impulse des Magnetkopfs 14 werden über die Formerschaltung 18 und das U. lD-Gatter 28 in die Zählschaltung 29 eingelesen.

7. Beendigung des Hauptimpulses am Ende der Sampling-Periode schließt das Gatter 28 und stoppt das Einlesen der Impulse vom Magnetkopf 14 über den Impulsformer 18 zur Zähl- schaltung 29.

Die Operationen 2 bis S werden meistens gleichzeitig durchgeführt, worauf 6) und 7) folgen.

Wenn die Schalter S₁ und S. zum Durchführen einer Fahrzeug-Bremsprüfung eingestellt sind, sind die beweglichen Kontakte mit den unteren festen Kontakten verbunden und von den oberen festen Kontakten getrennt.

In dieser Stellung kann der Kanal 2Or in der oben beschriebenen Weise arbeiten, und die arithmetische Einheit 22 bestimmt die Geschwindigkeitsabnahme, deren Wert zu den Pufferspeichern 39 und 44 übertragen wird. Ferner dient der Akkumulator 41 zum Aufzeichnen des Gesamtwegs des rechten Rades, wobei der Beginn des Weges durch ein bei 41a in Abhängigkeit von einem eine Bremskraft anlegenden Organ, z. B. dem Bremspedal, erscheinendes Signal bestimmt wird.

Der Kanal 20/ enthält ebenfalls einen Akkumulator 52, der ähnlich dem Akkumulator 41 ausgeführt sein kann. In Abhängigkeit von dem die Bremskraft anlegenden Organ wird ein Zähl-Startsignal am Eingang 52a des Akkumulators 52 angelegt. Die im Magnetkopf 15 entwickelten und im Impulsformer 19 begrenzten Impulse werden sodann im Akkumulator 52 gespeichert.

Die Inhalte des Akkumulators 41 und des Akku

mulators 52 werden durch UND-Gatter 43 bzw. 54 in Abhängigkeit vom Eintreffen der Impulse vom Haupttaktgeber 9 an eine Vergleichsschaltung 45 übertragen, deren Ausgangssignal von der Differenz der Impulszählung (Impulszahl) der beiden Akkumulatoren abhängig ist, und die auf diese Weise eine Anzeige des Unterschieds der Bremswege der linken und rechten Räder des Fahrzeugs ermittelt.

Im folgenden wird auf den Wiedergabeabsohnitt der Rechenvorrichtung gemäß F i g. 5 Bezug genommen. Dieser weist zwei Dezimal-Wiedergabeeinheiten 56a und 56b auf, die jeweils mit Decatron-Röhren ausgestattet sind. Die zur Betätigung dieser Röhren verfügbaren Daten werden von den Ausgängen der in F^; g. 4 gezeigten Schaltung als Binärzahlen zugeführt und werden in Entschlüßlerschaltungen 57 und 58 in Dezimalzahien umgewandelt.

Wählschalter S₃ und S₄ steuern den Datenfluß von verschiedenen Pufferspeichern, Akkumulatoren und Registern zu den digitalen Wiedergabeeinheiten 56a und 56A, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Ein auf kartesische Koordinaten bezogener Schreiber 26 kann ebenfalls vorgesehen sein.

Die dem Schreiber von verschiedenen Pufferstufen und Akkumulatorschaltungen entsprechend der Darstellung in F i g. 5 zugeführten Daten laufen über Wählschalter S₅ uik> S„ Binär-Analogkonverter-Schaltungen 59 und 60 und Skalenschaltungen 61 und 67. Das Ausgangssignal einer die Bremspedallast messenden Einheit 68 wird in einem Verstärker 69 verstärkt und den Akkumulatoren 41 und 52 als Zähl-Startsignal bzw. der Skalen-(Bereichs)-Schaltung 67 zugeführt.

Ferner kann der Wiedergabeabschnitt eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen der Information in Binärform, beispielsweise unter Verwendung eines Stanzkopfs und Lochstreifen, aufweisen.

Die entsprechende Information wird der Aufzeichnungsvorrichtung (Lochstreifendruc'-ier) 27 durch einen Abfrageschalter S₇ zugeführt, dessen Kontakte mit verschiedenen Pufferspeichern, Akkumulatoren und Registern verbunden sind, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. In diesem Falle bedarf die Entschlüßlerschaltung 70 keines Binär-Dezimalkonverters, sondern wandelt eine Serieneingabe von Daten in parallele Binärangaben, um damit die entsprechenden Stellen des Binärsignals individuellen Stanzköpfen der Aufzeichnungsvorrichtung zugeführt werden können. Es können weitere Erketinungssignale an der Entschlüßierschaltung eingegeben werden, um die von unterschiedlichen Gebern kommenden und sich auf verschiedene Größen beziehenden Signale an der Aufzeichnungsvorrichtung identifizieren zu können.

Eine mögliche Anordnung der Steuerarmaturen und der Wiedergabevorrichtungen ist in F i g. 6 dargestellt.

Zusätzlich zu den dezimalen Wiedergabeeinheiten 56a und 56b kann ein Tachometer 71 vorgesehen sein, welcher die Geschwindigkeit in allen Prüfstufen angibt. Dieser Tachometer wird vom Pufferspeicher 38 (Geschwindigkeit) gesteuert. Schalter S₃ und S₄ können mechanisch gekuppelt sein, um eine Anzeige der Geschwindigkeit bei Maximalleistung auf einer der dezimalen Wiedergabeeinheiten zu schaffen, wenn die andere zur Anzeige der maximalen Leistung belegt ist, und um die Anzeige der Geschwindigkeit bei maximalem Drehmoment auf der einen Anzeigeeinheit zu gewährleisten, wenn die andere Anzeigeeinheit zur

Anzeige des Werts des maximalen Drehmoments gebraucht wird.

Auch die Schalter 5_S und S^ können mechanisch gekuppelt sein.

Handbetätigte Schalter 72 dienen zum Anhalten S des Rechnerzustandes zu einem beliebigen Zeitpunkt, und zum manuellen Zurückstellen dient der Druckschalter 73.

Es ist vorgesehen, daß der graphische Schreiber 26 und die Aufzeichnungsvorrichtung 27 als zusätzliche Einheiten ausgeführt sind, die zur Betätigung mit den Anschlüssen 74 und 75 verbunden werden können.

Ein Druckschalter 76 dient zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors oder Motors, welcher die Walzen in Drehbewegung versetzt, um die Fahrzeugräder vor einem Bremstest auf die erforderliche Geschwindigkeit zu bringen.

Obwohl bei der vorhergehenden Beschreibung der Zeichnungen alle Torschaltungen als UND-Gatter angegeben worden sind, können diese zur Durch- ao führung anderer Funktionen auch als ODER-Gatter,

NAND-Gatter oder NOR-Gatter ausgeführt sein.

Die neue Vorrichtung gestattet einen hohen Grad von Genauigkeit und eine äußerst schnelle Bestimmung aller oben abgegebener Größen. Außerdem sind alle mit der Absorption der von der geprüften Antriebsmaschine gelieferten Leistung verbundenen Schwierigkeiten ausgeräumt, da die Fahrzeugbremsen zum Abbremsen der Räder und der Drehschwungmassen der neuen Vorrichtung benutzt werden können, nachdem die getriebenen Räder auf volle Geschwindigkeit gebracht worden sind. Die von den Bremsen zu vernichtende Energie ist auf die kinetisch gespeicherte Energie begrenzt, während bei üblichen Absorptionsdynamometern die zu vernichtende Energie von der Dauer des gesamten Prüfzyklus abhängig ist. Der Prüfzyklus bekannter Dynamometer ist wesentlich höher (im allgemeinen 3 Minuten) als bei dem neuen Verfahren und der neuen Vorrichtung, bei denen der Prüfzyklus etwa eine Dauer von 10 Sekunden hat.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trägheitswalzenprüfstand zur Messung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, des Drehmomentes oder anderer wählbarer Größen oder Kombinationen von Größen, die sich auf die Bewegungsgleichung eines Fahrzeugrades oder eines Drehabtrieb geeigneter Stellung in einer Bühne oder mehreren Walzen, welche mit einer Drehschwungmasse verbunden oder sonst als solche wirksam sind und in zur Anlage am Rad oder am Drehabtrieb geeigneter Stellung in einer Bühne oder in einem Traggestell angeordnet sind, und mit einem Antriebsmotor, welcher die Walze oder Walzen derart antreibt, daß sie als Drehantrieb entweder des Fahrzeugrades oder des Drehantriebs der Maschine wirksam sein können, wobei die Walze oder wenigstens eine der Walzen mit einem Signalgeber wirkungsmäßig gekoppelt ist, der eine Folge von Primärsignalen erzeugt, deren in einer vorgegebenen Periode erscheinende Anzahl von dem der Walze in dieser Periode erteilten Umdrehungsbetrag abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signalgeber eine elektrische Rechenvorrichtung nachgeschaltet ist, welche einen Geschwindigkeitsschaltkreis (9, 28, 29, 30) zum Ableiten von Geschwindigkeitsgrößen aus den Primärsignalen, arithmetische Schaltungen (31, 32, 33, 34, 35, 36 und 22) zum arithmetischen Verarbeiten der Geschwindigkeitsgrößen in der Weise, daß erstens die erforderlichen Meßgrößen und zweitens wenigstens ein Triggeirignal . .zeugt werden, sobald eine der MeßgröPen einen vorgegebenen Wert erreicht, Ausgangsschaltui gen zum Steuern der Betriebsweise einer Anzeigevorrichtung (26, 27) für die zu messenden Größen, wobei die Ausgangsschaltungen wenigstens eine Steuerschaltung (45, 47, 48, 49), die mit dem Triggersignal gespeist wird und die Übertragung der gemessenen Größe oder Größen in einem durch das Auftreten des Triggersignals bestimmten Moment auf eine weitere Anzeigevorrichtung (56 a, 566) steuert, und einen Speicher (36 a) aufweist, in dem den verschiedenen erforderlichen Meßgrößen zugeordnete Konstanten speicherbar sind.

2. Trägheitswalzenprüf stand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Punkt oder vorgegebene Wert der Maximalwert der erstgenannten zu messenden Größe ist.

3. TrägheitswalzenprUfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die arithmetische Schaltung (22) einen mit einer oder mehreren Anfangsspeicherschaltungen (38, 39, 40) verbundenen Ausgangsabschnitt (C) zur Einspeicherung entsprechender, während einer vorgegebenen Sampling-Peiiode bestehender Größen aufweist und daß ein oder mehrere weitere Speicher (46, 50, 51) über Torschaltungen (48, 49, 45, 47) den zugehörigen Anfangsspeicherschaltungen nachgeschaltet sind, wobei ein Eingangskanal jeder Torschaltung mit einem Ausgangskanal (22α, 22b, 22c, 22d) der arithmetischen Schaltung (22), in der ein Triggersignal entwickelt wird, verbunden ist.

4. TrägheitswalzenprUfstand nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug, dadurch gekenn-

zeichnet, daß an der Drehschwungmasse Zusntzgewiehle (131, 136) anbringbar sind oder eine zur Änderung der Lage der Gewichte (134, 136) einstellbare Befestigungsvorrichtung zur Veränderung des Trägheitsmomentes vorgesehen ist.

5. TrägheitswalzenprUfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit koaxialen Rändern (105) eines Fahrzeugs in Anlage bringbaren Walzen (104/, IO4r) mit einem ihnen gemeinsamen Antriebsmotor (122) über ein Gtiriebe verhimden sind, welches eine Freilaufkupplung (123) aufweist, die bei angetriebenen Walzen ein Rotieren derselben mit gleicher Drehgeschwindigkeit bewirkt, jedoch eine individuelle Drehbewegung der Walzen mit unterschiedlichen Umdrehungsbelrägen zuläßt, wenn sie während eines Bremstestes von den betreffenden Rädern Leistung abnehmen.