DE19514172A1 - Prüfstand für Kettenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfstand zur Simulation von Lenkvorgängen für Kettenfahrzeuge durch Abbremsen oder Beschleunigen der einen bzw. der anderen Kettenseite, wobei das Kettenfahrzeug stationär ange­ ordnet ist und die angetriebenen Fahrzeugachsen über Drehwellen mit Einheiten des Prüfstandes verbunden sind.

Derartige Prüfstände sind bekannt, um Fahrzustände bei einem stationär angeordneten Kettenfahrzeug zu simu­ lieren. Es werden die Fahrbetriebszustände, wie Be­ schleunigen, Abbremsen, Kurvenfahrt sowie Dauerbetrieb bei Steigungen und Gefälle realitätsnah geprüft.

Bei einem Kettenfahrzeug, das über Abbremsen oder Beschleunigen der einen Kettenseite bzw. der anderen Kettenseite gelenkt wird und dadurch in den Zustand einer Kurvenfahrt gebracht wird, besteht das Problem, eine Simulation durchzuführen, da für eine Kurvenfahrt eine erhebliche Leistung auf der einen Kettenseite aufgebracht werden, während die andere Kettenseite Leistung abgeben muß.

Beim Fahrbetrieb eines Kettenfahrzeuges, das mit eigenem Antrieb fährt, wird das Problem mit einem mechanisch/hydraulischen Antriebsstrang vom Antriebs­ motor bis zu den die Ketten antreibenden Kettenan­ triebsrädern so gelöst, daß das Getriebe eine spezielle Überbrückung zwischen den Seiten mit einer sogenannten Nullwelle herstellt. Bei Kurvenfahrt wird die auf der einen Seite zusätzlich benötigte Leistung mittels der Nullwelle von der einen Seite, wo sie bei Kurvenfahrt nicht benötigt wird, auf die andere Seite übertragen.

Bei einem Prüfstand für Kettenfahrzeuge muß aber jede Leistung, die das Fahrzeug in den verschiedenen Fahr­ betriebszuständen an die Ketten abgibt, auch von außen auf die Antriebsräder des Fahrzeuges oder den Antriebs­ strang zur simulierten Fortbewegung aufgebracht werden, damit eine vollständige Vermessung überhaupt möglich ist.

Es ist bei Prüfständen für Kettenfahrzeuge für den Fahrzustand Kurvenfahrt bekannt, über zugeordnete Elektromotoren und Leistungsbremsen, die an den Ketten­ antriebsrädern angeordnet sind, mit einer erheblich höheren Leistung als für eine Geradeausfahrt bei simulierter Gefällefahrt oder Steigungsfahrt auszu­ statten. Hierbei ist eine Leistung mit einem Faktor 2 und mehr erforderlich. Durch diese besonderen Anforderungen für das simulierte Lenken muß damit mindestens die doppelte elektrische Leistung als in einem üblichen Fahrzeugprüfstand installiert werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Prüfstand zu verbessern und eine realitätsnahe Simu­ lation von Lenkvorgängen mit geringen Energieleistungen zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Drehwellen jeder Seite über Bremsen zur Momentensteuerung beaufschlagbar und die Drehwellen über eine Verspannungseinheit unter Zwischenschaltung von zugeordneten Bremsscheiben koppelbar sind, wobei die Kopplung über eine Steuereinheit in Abhängigkeit der Drehzahldifferenz steuerbar ist.

Hierdurch wird auch auf dem Prüfstand ein leistungsaus­ gleichendes Verbindung außerhalb des Kettenfahrzeuges eingesetzt und realitätsgetreu Leistung von der einen Seite auf die andere Seite des Antriebs übertragen.

Eine einfache Ausgestaltung besteht darin, daß die Bremsscheiben gegenüberliegend angeordnet sind und eine Bremsscheibe am Ende der Welle feststeht und die andere Bremsscheibe am Ende der Welle verschieblich einstellbar angeordnet ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Steuereinheit als Hydraulikzylinder ausgebildet ist und über einen auf der Welle gelagerten verschiebbaren Mitnehmer die Bremsscheibe einstellbar ist.

Zur Abführung der Verlustwärme ist vorgesehen, daß die Verspannungseinheit mit den Bremsscheiben in einer Kammer zur Kühlmitteldurchströmung angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung schematisch dargestellt.

Bei der dargestellten Anordnung ist ein Kettenfahrzeug 1 als Prüfling stationär in einer definierten Position in einem Prüfstand angeordnet und eine linke und rechte Abtriebsseite des Fahrzeugantriebes über Drehwellen 2, 3 mit dem Prüfstand verbunden. Mit den Drehwellen 2, 3 ist jeweils eine mechanische Leistungsbremse 4, 5 für eine Aufbringung eines hohen Momentes bei kleinen Drehzahlen gekoppelt. In Reihenschaltung mit den Leistungsbremsen 4, 5 sind in diesem Fall jeweils mechanische Getriebe 6, 7 geschaltet, die die Drehbewegungen und Leistungen vom Hauptstrang auskoppeln und die Drehzahlen herauf- sowie die Drehmomente herabsetzen. Weiterhin ist jeweils eine Überlastkupplung 8, 9 und ein Schwungrad 10, 11 im Hauptgang angeordnet, um dynamische Belastun­ gen des fahrenden Fahrzeuges auf seinen Antrieb simulieren zu können.

Der Ausgang der Getriebe 6, 7 ist jeweils mit einer hydraulischen Leistungsbremse 12, 13 verbunden und gegebenenfalls mit einer elektrischen Antriebsmaschine 14, 15, wie eine Asynchron-Pendelmaschine, gekoppelt.

Die Ausgangsseiten der Getriebe 6, 7 sind über eine Welle 16, 17 verbunden, wobei die Enden über eine Verspannungseinheit 18 gekoppelt sind.

Hierzu ist an einem Ende der Welle 16 eine Bremsscheibe 28, die einseitig axial Bremsleistung aufnehmen kann, und an dem anderen Wellenende der Welle 17 eine axial verschiebliche Bremsscheibe 29, die passend zu der Bremsscheibe 28 ausgeführt ist, angeordnet. Die Ver­ schiebbarkeit der Bremsscheibe 29 wird in diesem Fall über eine Keilverzahnung 30 zwischen Bremsscheibe und Welle 17 hergestellt. Die Wellen werden in der Einheit 18 axial und radial entsprechend gelagert und in ihrer Lage festgelegt. Die Bremsscheibe 29 wird mittels eines auf der Welle 12 gelagerten Mitnehmers 31, der nicht rotiert und axial verschiebbar ist, über einen Hydrau­ likantrieb 32 durch eine Steuervorgabe axial hin und her verschoben. Bei Drehzahldifferenz wird die ge­ wünschte Belastung zwischen den Abtriebsseiten des Prüflings hergestellt, in dem die Scheibe 29 über den Mitnehmer 31 in Richtung auf die Scheibe 28 bis zum Kontakt der Scheiben verschoben und die Welle 16 abgebremst oder beschleunigt wird. Bei Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung wird die Belastung wieder aufgehoben. Diese Einheit ist in einer Kammer angeord­ net, die von einem Kühlmedium über Anschlußöffnungen 33 durchströmt und gekühlt wird, um eine Abführung der Verlustwärme bei Dauerbelastung zu erreichen.

Bei einem Lenkvorgang wird dadurch die auf der einen Fahrzeug- und Antriebsseite zu vermindernde Antriebs­ leistung abgenommen und auf der anderen Fahrzeug- und Antriebsseite, an der die Antriebsleistung erhöht werden muß, zugeführt.

Bei einem Prüfstandslauf zur Lenkung steht das Ketten­ fahrzeug 1 gefesselt in der definierten Position mit laufendem Triebwerk und eingeschaltetem Fahrzeugge­ triebe. Hierbei wird es mit einer Geschwindigkeitsbe­ lastung bei Geradeausfahrt in der Ebene über die Leistungsbremsen 12, 13 gering belastet oder über die Leistungsbremsen 4, 5 bei kleiner Geschwindigkeit und Drehzahl belastet, um den Fahrzeugvortriebswiderstand zu simulieren. Die Wellen 2, 3 und die Wellen 16, 17 laufen in der gleichen Drehrichtung, da sie mit gleich­ artigen Untersetzungsgetrieben 6, 7, bestehend aus jeweils drei Zahnrädern, verbunden sind. Die Wellen 16, 17 sind über die Einheit gekoppelt. Wenn die Wellen 16, 17 gleiche Drehzahl aufweisen, rotieren die Brems­ scheiben 28, 29 mit der gleichen Drehzahl und es kommt zu keiner Reibung. Dieses ist der Zustand der Geradeaus­ fahrt mit gleicher Belastung beider Antriebsseiten.

Mit Einleitung eines Lenkvorganges und damit Auslenken des Lenkrades werden die Antriebsseiten mit unter­ schiedlichen Drehzahlen durch den Fahrzeugantrieb beaufschlagt, die Innenseite, nach der eine Drehung erfolgen würde, mit einer geringeren Drehzahl und die Außenseite mit einer höheren Drehzahl. Diese erhebliche Belastung des Fahrzeugantriebes soll durch den Prüf­ stand simuliert werden, da sonst an dieser Stelle nur ein "leistungsloses" Lenken simulierbar ist. Abweichend von der beschriebenen Geradeausfahrt werden die Wellen 16, 17 jetzt mit unterschiedlicher Drehzahl beauf­ schlagt, da auch die Fahrzeugantriebsseiten und somit die Drehwellen 2, 3 mit unterschiedlicher Drehzahl laufen. Die Einstellung der Leistungsbremsen 12, 13 oder 4, 5 mit geringer Belastung wird gegenüber der Gerade­ ausfahrt nicht verändert. Es laufen die Wellen 16, 17 mit unterschiedlicher Drehzahl, und es tritt eine Drehzahldifferenz auf.

Die Lenkbelastung wird nun derart simuliert, daß die Bremsscheiben 28, 29 über die Steuereinheit 32 entsprechend den vorliegenden Werten gekoppelt werden und diese Kopplung bzw. Abbremsung entsprechend dem gewünschten Lenkvorgang/Lenkausschlag sowie in Ab­ hängigkeit von der simulierten Fahrgeschwindigkeit und in der maximal zulässigen Belastung eingestellt wird. Dadurch wird mit der Abbremsung, die beliebig fein­ fühlig einstellbar ist und als Dauerbelastung vorge­ nommen werden kann, der Lenkvorgang vollständig und realitätsbezogen simuliert. Es wird durch den eingeleiteten Lenkvorgang mit der auftretenden Dreh­ zahldifferenz an den Antriebsseiten prüfstandsseitig ein Widerstand entgegengesetzt, der dem Lenkvorgang des Kettenfahrzeuges 1 auf einer Fahrbahn entspricht. Die Lenkung wird quasi verspannt.

Claims (4)

1. Prüfstand zur Simulation von Lenkvorgängen für Kettenfahrzeuge durch Abbremsen oder Beschleunigen der einen bzw. der anderen Kettenseite, wobei das Kettenfahrzeug stationär angeordnet ist und die angetriebenen Fahrzeugachsen über Drehwellen mit Einheiten des Prüfstandes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwellen (2, 3; 16, 17) jeder Seite über Bremsen (4, 5 bzw. 12, 13) zur Momentensteuerung beaufschlagbar und die Drehwellen (2, 3; 16, 17) über eine Verspannungseinheit (18) unter Zwischenschaltung von zugeordneten Brems­ scheiben (28, 29) koppelbar sind, wobei die Kopplung über eine Steuereinheit (32) in Abhängigkeit der Drehzahldifferenz steuerbar ist.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (28, 29) gegenüberliegend angeordnet sind und eine Bremsscheibe (28) am Ende der Welle (16) feststeht und die andere Brems­ scheibe (29) am Ende der Welle (17) verschieblich einstellbar angeordnet ist.

3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit (32) als Hydraulik­ zylinder ausgebildet ist und über einen auf der Welle (17) gelagerten verschiebbaren Mitnehmer (31) die Bremsscheibe (29) einstellbar ist.

4. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannungseinheit (18) mit den Bremsscheiben (28, 29) in einer Kammer zur Kühlmitteldurchströmung angeordnet ist.