DE19722455C1 - Vorrichtung zum Prüfen der Fahrsicherheit von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Fahrsicherheit von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 24 23 978 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des Verhaltens eines in der Radaufhängung eines Kraftfahr­ zeuges angeordneten Stoßdämpfers bekannt geworden. Die Vorrichtung enthält zwei parallele Rampen als Spuren, auf die ein Kraftfahrzeug mit den Rädern einer Achse auffährt, deren Stoßdämpfer zu prüfen sind. In jeder Rampe der Spur ist ein Schwingungserzeuger vorgesehen, der eine Radauf­ standsplatte aufweist, die durch einen mit einem Schwungrad gekoppelten Elektromotor in eine vertikale Hubschwingung versetzt werden kann. Über diese vertikale Hubbewegung wird eine Erregerschwingung in die eine Feder und einen Schwin­ gungsdämpfer aufweisende Radaufhängung eingeleitet. Mit dieser Vorrichtung können Messungen nach dem "EuSAMA"- Prinzip (EuSAMA: European Shock Absorbers Manufacturers' Association) durchgeführt werden.

In anderen Druckschriften beschriebene Vorrichtungen zum Testen von Stoßdämpfern und Radaufhängungen (siehe z. B. DE- OS 27 23 527, EP 202 036 A2) weisen ebenfalls einen eigenen Antrieb mit einem jeweiligen Elektromotor für jede Radaufstandsplatte auf.

Aus der DE-AS 26 30 998 ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeugs bekannt geworden, die zwei Radaufstandsplatten für die Räder einer Fahrzeugachse aufweist. Die Radaufstandsplatten sind mit Parallelfeder­ lenker für eine vertikale Hubbewegung geführt und werden über umlaufende Unwuchterreger in Schwingung versetzt, die von einem zentral angeordneten Antriebsmotor über schaltbare Kupplungen und Gelenkwellen angetrieben werden können. Dies ermöglicht die gewünschte, getrennte Messung des rechten und des linken Rades bzw. des zugehörigen Schwingungsdämpfers.

Aus der DE 37 23 476 A1 ist ein Rüttelprüfstand für Fahr­ zeuge mit einem Rüttel- oder Schwingtisch für die Aufnahme der Fahrzeugräder einer Fahrzeugachse bekannt geworden. Ein Antriebsmotor treibt den Schwingtisch in einer vertikalen Schwingbewegung an. Bei Verwendung von zwei Schwingtischen für die Vorder- und die Hinterachse wird jeder Schwingtisch von einem Antriebsmotor angetrieben, die bedarfsweise über eine Kupplung miteinander gekoppelt werden können. In dem Schwingtisch können für die beiden Räder zwei getrennte Hub­ vorrichtungen eingebaut sein, die eine Anhebung der beiden Radaufstandsflächen ermöglichen. Die Hubvorrichtungen können als mechanische Scherenhubvorrichtungen ausgebildet sein und unabhängig voneinander pneumatisch betätigt werden, um Frequenz, Zeitdauer und Betätigungsfolge der Hubbewegung beliebig einzustellen.

Aus der DE-AS 24 14 171 ist ein Meßgerät zur Messung der Dämpfungswirkung von Stoßdämpfern mit zwei getrennten Rad­ aufstandsflächen zur Aufnahme eines jeweiligen Rades einer Achse eines Fahrzeuges bekannt geworden. An jeder Radauf­ standsfläche ist ein Exzenterantrieb vorgesehen, mit dem die Radaufstandsfläche in eine Hubschwingung versetzt werden kann. Die beiden Exzenterantriebe sind über eine Welle mit­ einander fest gekoppelt und werden über einen Antriebsmotor gleichzeitig angetrieben.

Aus der DE-AS 26 45 403 ist eine Einrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges bekannt geworden, bei der ein auf einer Radaufstandsplatte ruhendes Rad des Fahr­ zeugs mittels einer über einen Antriebsmotor angetriebenen Unwuchterregereinrichtung in Schwingung versetzt wird. In Abhängigkeit von der Schwingungsgeschwindigkeit der Radauf­ standsplatte steuert ein Regler die Amplitude der Radauf­ standsplatte mittels der Unwuchterregereinrichtung.

Aus der DE 33 20 570 C1 ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Stoßdämpfern für Fahrzeuge in eingebautem zustand bekannt geworden, die eine für eine Schwingbewegung vertikal ge­ führte Radaufstandsfläche aufweist. Diese wird von einem Antriebsmotor über ein Exzentergetriebe, eine Drehstabfeder und ein Parallellenkergestänge angetrieben. Zur gleichzei­ tigen Messung der beiden Radaufhängungen einer Fahrzeugachse können zwei derartige Vorrichtungen kombiniert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und betreib­ bar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 1 wird ein besonders einfacher und zuverlässiger Antrieb einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung bereitgestellt. Die beiden Kupplungs­ einrichtungen, die insbesondere Freiläufe sind, werden lediglich durch die jeweils eingestellte Drehrichtung des Antriebsmotors und insbesondere Elektromotors betätigt und in ihrer Rotationskraftübertragung ein- oder ausgeschaltet. Eine im Betrieb der Vorrichtung zusätzlich zu betätigende Schaltung einer andersartig ausgebildeten Kupplung ist nicht erforderlich. Somit wird auch die Bedienung vereinfacht und der Betrieb der Vorrichtung wird sicherer. Der Antriebsmotor kann auch ein Hydraulikmotor sein.

Durch die Exzenterlager auf der Exzenterwelle unterhalb der Prüfplatte besteht eine direkte Kopplung der auf den Lagern ruhenden Prüfplatte. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Lagerung mit Federn, die ein eigenschwingendes System bil­ den, wird vermieden. Ebenso sind keine Umlenkhebel oder Gestänge erforderlich. Die vertikal schwingenden Massen werden verkleinert. Durch die Kugelführungen wird die Halte- und Führungseinrichtung der Radaufstandsfläche oder Prüfplatte besonders reibungsarm geführt, so daß eine hohe Meßgenauigkeit erzielt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Vor­ richtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 in einer Seitenansicht in teilweisem Schnitt einen Antriebsmotor einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit beidseitigen Kupplungseinrichtungen;

Fig. 3 in einer Seitenansicht in teilweisem Schnitt eine Exzentereinrichtung mit einer Radaufstandsfläche (Fortsetzung der Fig. 2 nach links);

Fig. 4 in einer Seitenansicht in teilweisem Schnitt eine rechte Exzentereinrichtung mit einer Radaufstands­ fläche (Fortsetzung der Fig. 2 nach rechts); und

Fig. 5 in einer Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie A- A in Fig. 3 die Exzentereinrichtung mit Radaufstandsfläche.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen der Fahr­ sicherheit von Kraftfahrzeugen weist einen Rahmen 1 auf (siehe Prinzipdarstellung in Fig. 1), in dem eine linke und eine rechte Prüfplatte 2, 2' als Radaufstandsflächen für ein linkes bzw. ein rechtes Rad einer Achse eines Kraftfahr­ zeuges angeordnet sind. Die Prüfplatten 2, 2' sind durch Führungseinrichtungen 3, 3' (siehe Fig. 3 und 4) in ver­ tikaler Richtung bewegbar gelagert und können durch einen jeweiligen Exzenterantrieb 4, 4' in eine vertikale Schwingungsbewegung versetzt werden. Antriebswellen 5, 5' der Exzenterantriebe 4, 4' können über jeweilige Kupplungs­ einrichtungen 6, 6' mit einem zentralen Elektro-Antriebs­ motor 7 zur Antriebskraftübertragung rotatorisch gekoppelt und entkoppelt werden.

Eine Schwungmasse 8 ist konzentrisch auf einem rechten Wellenzapfen 9' des Elektromotors 7 drehfest befestigt. An der z. B. scheibenförmigen Schwungmasse 8 ist ein Wellen­ zwischenstück 10 angeschraubt, auf dem eine Hülse 11' mit einer Paßfeder 12' befestigt ist. Eine vergleichbare Hülse 11 ist an einem linken Wellenzapfen 9 des Elektromotors 7 mit einer Paßfeder 12 befestigt.

Auf beiden sich axial gegenüberliegenden Seiten des Elektro­ motors 7 ist ein ringförmiges elastisches Kupplungselement 13, 13' einerseits auf der Hülse 11, 11' befestigt und andererseits mit einer ringförmigen Freilaufaufnahme 14, 14' eines die Kupplungseinrichtung 6, 6' bildenden Freilaufs 15, 15' verschraubt. Der Freilauf 15, 15' ist drehbar auf einer Verbindungswelle 16, 161 gelagert und kann in einer Dreh­ richtung ein Drehmoment übertragen, wenn die Drehgeschwin­ digkeit der Freilaufaufnahme 14, 14' größer ist wie jene der Verbindungswelle 16, 16', Dann nimmt die Rotation der Welle des Elektromotors 7 die Verbindungswelle 16, 16' mit, wohin­ gegen in der entgegengesetzten Drehrichtung des Elektro­ motors 7 keine rotatorische Kopplung zwischen der angetrie­ benen Welle des Elektromotors 7 und der weiterführenden Verbindungswelle 16, 16' besteht. Das Kupplungselement 13, 13' besitzt Gummidämpfungsteile, so daß es drehelastisch ist und Radial-, Axial- und Winkelversatz ausgleichen kann.

Die Verbindungswelle 16, 16' ist mittels einer Hülse 17, 17' (siehe Fig. 4) mit einer Exzenterwelle 18, 18' des Exzen­ terantriebs 4, 4' gekoppelt, die mit zwei voneinander beab­ standeten Wellenlagern 19, 20 bzw. 19', 20' (z. B. Kugel­ lager) auf einer Lagerplatte 21, 21' im Rahmen 1 gelagert ist (siehe Fig. 3 und 4). Neben den beiden Wellenlagern 19, 20 bzw. 19', 20' ist jeweils ein Exzenter-Kugellager 22, 23 bzw. 22', 23' vorgesehen, das auf einem inneren exzen­ trischen Lagerring 24, 25 bzw. 24', 25', der drehfest auf der Exzenterwelle 18, 18' angebracht ist, angeordnet ist. Ein äußerer, das Kugellager 22, 23 bzw. 22', 23' aufneh­ mender Lagerring 26, 27 bzw. 26', 27' führt durch die Exzentrizität des inneren Lagerrings 24, 25 bzw. 24', 25' von 3 mm somit bei einer Umdrehung der Exzenterwelle 18, 18' eine Vertikalbewegung von insgesamt 6 mm Hubhöhe aus. Auf jedem äußeren Lagerring 26, 27 bzw. 26', 27' ruht ein Quer­ träger 28, 28' einer Halte- und Führungskonstruktion der Radaufstandsfläche oder Prüfplatte 2, 2'.

An jedem Querträger 28, 28' sind beidseits der Exzenterwelle 18, 18' zwei vertikal ausgerichtete Linear-Führungseinheiten 3, 3' vorgesehen, die eine sich vom Querträger 28, 28' ab­ wärts erstreckende Lagerbuchse 30, 30' mit einem Kugelkäfig 31, 31' aufweisen, dessen Kugeln auf einem vertikal nach oben stehenden Lagerzapfen 32, 32' der Grundplatte 21, 21' angeordnet sind und die Lagerbuchsen 30, 30' radial spiel­ frei führen, während sie eine reibungsarme axiale bzw. ver­ tikale Bewegung zulassen.

Kraftmeßeinrichtungen an den Prüfplatten 2, 2' sowie eine geeignete Auswerteelektronik sind an sich bekannt und daher nicht näher dargestellt. Lediglich die Position eines Kraft­ aufnehmer 33 ist in Fig. 5 gezeigt.

Zur Messung des Reaktionsverhaltens der Radaufhängung auf die eingeleitete Erregerschwingung und insbesondere der Dämpfungseigenschaften der Radaufhängung und des Stoß­ dämpfers wird ein Kraftfahrzeug mit den Rädern einer Achse auf der linken und der rechten Prüfplatte 2, 2' posi­ tioniert. Zur Messung der ersten, z. B. der linken Radauf­ hängung ist der angetriebene Elektromotor 7 über den linken Freilauf 15 mit dem Exzenterantrieb 4 drehfest gekoppelt, während der rechte Freilauf 15', der entgegengesetzt wirkt, geöffnet ist. Nach einem nach dem "EuSAMA"-Prinzip ablau­ fenden Prüfvorgang, d. h. Erregung der linken Radaufstands­ fläche mit einer Frequenz von z. B. 25 Hz, wird die Strom­ versorgung des Elektromotors 7 unterbrochen, woraufhin die Schwungmasse 8 durch die in der Radaufhängung und der Vorrichtung vorhandene Reibung ausläuft. Dabei wird der Resonanzbereich der Radaufhängung durchlaufen und die Rad­ aufstandskraft erfaßt. Der Elektromotor 7 wird anschließend in der entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben, wobei dann der linke Freilauf 15 geöffnet ist und der rechte Freilauf 15' eine Kopplung des Elektromotors 7 mit dem rechten Exzenterantrieb 4' der rechten Prüfplatte 2' her­ stellt, woraufhin auch hier ein Prüf- und Meßvorgang durch­ geführt wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Prüfen der Fahrsicherheit von Kraft­ fahrzeugen mit Radaufstandsflächen, auf denen Räder eines Kraftfahrzeuges für die Einleitung einer Erregerschwingung in die Radaufhängungen aufstellbar sind, mit einer Antriebseinrichtung zum Erzeugen der Erregerschwingung in den Radaufstandsflächen, und mit einer Kraftmeßeinrichtung zum Messen von durch die Erregerschwingung erzeugten Reaktionskräften, wobei ein Antriebsmotor der Antriebseinrichtung mit jeder der beiden Radaufstandsflächen einzeln zur Antriebskraftübertragung durch eine jeweilige Kupplungseinrichtung koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungseinrichtungen (15, 15') als Freiläufe (15, 15') gebildet sind, die in entgegen­ gesetzte Drehrichtungen zur Antriebskraftübertragung wirksam sind und durch Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors (7) schaltbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linke und die rechte Radaufstandsfläche (2, 2') für die Prüfung der Räder einer Achse vertikal bewegbar geführt sind und durch einen jeweiligen Exzenterantrieb (4, 4') in vertikale Schwingung versetzbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Wellenzapfen (9') des Antriebsmotors (7) mit einer Schwungmasse (8) gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor (7) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Prüflauf der Antriebs- bzw. Elektromotor (7) in einer ersten Drehrichtung betrieben wird und damit den einen Exzenterantrieb (4 oder 4') antreibt und anschließend in der entgegen­ gesetzten Drehrichtung betrieben wird und damit den anderen Exzenterantrieb (4' bzw. 4) antreibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radaufstandsflächen (2, 2') durch Kugelführungen (30, 31, 32) vertikal geführt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beidseitigen Wellen­ zapfen (9, 9') des Elektromotors (7) und den jeweiligen Freiläufen (15, 15') elastische Kupplungen (13, 13') eingebaut sind.