DE19952152B4

DE19952152B4 - Achskinematikmeßstand für ein Fahrzeug mit einem Radersatz

Info

Publication number: DE19952152B4
Application number: DE19952152A
Authority: DE
Inventors: Hans Henning Niemann; Karl-Heinz Dr. Deppermann; Ralf Hoffmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2019-10-30
Also published as: DE19952152A1

Abstract

Achskinematikmeßstand für ein Fahrzeug mit einem Radersatz, der eine Grundplatte zur Anordnung auf einer Meßplattform, eine vertikal angeordnete Klemmplatte und ein zwischen beiden Platten angeordnetes Kreuzgelenk mit einer ersten und einer zweiten Gelenkachse aufweist, von denen die erste Gelenkachse senkrecht zur Klemmplatte und parallel zur jeweiligen Fahrzeugachse ausgerichtet ist, und bei dem die Klemmplatte um diese erste Gelenkachse schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (3) hinsichtlich einer Schwenkung um die erste Gelenkachse (GA 1) relativ zur Grundplatte (1) fixierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Achskinematikmeßstand für ein Fahrzeug mit einem Radersatz zur Erfassung von Radstellungsänderungen an den Rädern des Fahrzeugs und zum Einleiten von Antriebskräften.
Ein Achskinematikmeßstand dient insbesondere der Ermittlung der Auswirkungen von vertikalen und horizontalen Kräften, die von der Straße über das Fahrwerk in das Fahrzeug eingeleitet werden. Dabei spielt das Achssystem eine signifikante Rolle. Zur Optimierung desselben und auch für die Entwicklung neuer Fahrwerkskonzepte ist es erforderlich, die geringfügigsten kinematischen und elastokinematischen Radstellungsänderungen unter Einwirkung horizontaler und vertikaler quasistatischer Kräfte zu erfassen. Jede Änderung an der Geometrie, der Federung und der Dämpfung wirkt sich auf die Stellung des Rades bzw. des Reifens auf der Fahrbahn aus.
Bekannt ist ein Achskinematikmeßstand der Fa. MTS Systems Corporation, der ein Gesamtfahrzeugmeßstand ist und Radstellungsänderungen gleichzeitig an allen vier Fahrzeugrädern aufnimmt. Dieser Meßstand weist vier vertikal und horizontal verstellbare Verfahreinheiten mit um die Längsachse schwenkbaren hydraulischen Kreuzschlitten mit radseitigen Meßplattformen auf. Von den vier Verfahreinheiten sind zwei in Fahrzeug-Querrichtung und zwei in Fahrzeuglängs- und -querrichtung verfahrbar, so daß die Spurweite und der Radstand am Achskinematikmeßstand einstellbar und an das jeweilige Fahrzeug anpaßbar sind.
Für die Messung bleibt das mit Rädern oder Radersatz ausgerüstete Fahrzeug in Ruhe. Jedem Rad oder Radersatz ist eine zentrisch und normal zur Radachse ausgerichtete und an einem Mehrgelenkmeßarm angeordnete Platte zugeordnet, an der ein Sensor befestigt ist, über den alle Bewegungsgrößen des Radmittelpunktes erfaßt werden. Das sind die relativen Änderungen der spezifischen Fahrwerksgrößen Spur, Sturz, Nachlauf, Einfederung, Radstand und Spurweite. In der Aufstandsfläche des Rades oder Radersatzes werden die Radlasten und die Brems- und Seitenkräfte ermittelt. Um auch Antriebskräfte in das Fahrzeug einleiten zu können, muß der Achszapfen ungebremst sein, und es muß ein Radersatz eingesetzt werden. Dieser Radersatz weist im wesentlichen eine horizontale Grundplatte zum Aufsetzen auf die Meßplattform, eine vertikale Klemmplatte zur Befestigung an der Radnabe und ein zwischen beiden Platten ausgebildetes Kreuzgelenk auf, wobei eine Gelenkachse in Richtung der jeweiligen Fahrzeugachse, d.h. quer zur Fahrzeuglängsachse, und die andere quer zur Fahrzeugachse ausgerichtet ist. Bei der Übertragung von Antriebskräften auf die Räder bzw. den Radersatz ist es erforderlich, den unerwünschten "Nick"-Freiheitsgrad im Radaufstandspunkt zu unterbinden, damit die Antriebskräfte stets in Radmitte (Achszapfen) eingeleitet werden.

Aus der DE 42 08 014 C2 ist ein Straßensimulationsprüfstand für Fahrzeugachsen bekannt, bei dem ein Radersatz mit einer Radscheibe und einem mit der Radscheibe durch ein Lager drehbar verbundenen Außenring zum Einsatz kommt. Die Einleitungspunkte der über Schubstangen aufgebrachten Längs-, Vertikal- und Querkräfte befinden sich auf diesem Außenring. Die Einleitung der Bremskraft erfolgt als Drehmoment über eine von einem Schwenkmotor antreibbare, mit der Radnabe verbundene Gelenkwelle.

Die DE 195 37 158 A1 betrifft einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge bzw. deren Achsen, bei dem die Prüfkräfte und -bewegungen in Längs-, Quer- und/oder Höhenrichtung über Radersatzkörper in das Fahrzeug bzw. die Achse eingeleitet werden. Die Bremskräfte sind über Betätigungselemente erzeugbar und damit Bremsmomente simulierbar. Die Betätigungselemente sind als Ersatz von serienmäßig vorgesehenen mechanischen Elementen einer Bremsanlage derart angelenkt, daß Bremskräfte annähernd in einer Original-Bremskraftwirkungsrichtung und -ebene simulierbar sind.

Ein Prüfstand für die Straßensimulation von Kraftfahrzeugen mit Radersatzkörpern, in die über Stangen Kräfte in den drei Bewegungsrichtungen eingeleitet werden, ist ebenfalls Gegenstand der DE 43 20 107 A1 . Zur Einleitung von Bremsmomenten ist direkt am jeweiligen Radersatzkörper ein Betätigungselement angeordnet, das direkt oder indirekt ein Reaktionsmoment in den stationären Teil der Bremseinheit einleitet.

Aus der DE 33 10 064 A1 ist eine Gelenkanordnung mit mindestens zwei spielfreien Kugelgelenken insbesondere für die Einleitung von Kräften bei Achs- und Karosserieprüfständen bekannt. Jedes Kugelgelenk weist einen Kugelkopf mit einem Kugelzapfen sowie zwei Lagerschalen auf. Je eine Lagerschale eines jeden Kugelgelenks ist durch einen die Kugelgelenke aufnehmenden gemeinsamen Grundkörper gebildet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Achskinematikmeßstand für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß eine "Nick"-Bewegung eines auf diesem angeordneten Radersatzes auf einfache Weise unterbindbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Achskinematikmeßstand mit einem Radersatz, der eine Grundplatte zur Anordnung auf einer Meßplattform, eine vertikale Klemmplatte zur Verbindung mit der Radnabe und ein zwischen beiden Platten angeordnetes Kreuzgelenk mit einer ersten und einer zweiten Gelenkachse aufweist, von denen die erste Gelenkachse senkrecht zur Klemmplatte und zur Fahrzeuglängsachse und damit parallel zur jeweiligen Fahrzeugachse ausgerichtet ist, und bei dem die Klemmplatte um die erste Gelenkachse schwenkbar gelagert ist, diese Klemmplatte hinsichtlich einer Schwenkung um die erste Gelenkachse gegenüber der Grundplatte fixierbar und eine Schwenkung somit blockierbar ist. Mit Hilfe des Radersatzes, der in der beschriebenen Weise ausgebildet und angeordnet ist, kann damit auf einfache Weise ein unerwünschter "Nick"-Freiheitsgrad im Radaufstandspunkt unterbunden werden. Der in seinem Nickfreiheitsgrad blockierte Radersatz kann ausreichend hohe Antriebskräfte über die Radnabe in das Fahrwerk einleiten. Ein umständliches und aufwendiges Blockieren des Antriebsstranges am Fahrzeug entfällt. Die Klemmplatte weist in bekannter Weise Mittel zur lösbaren Befestigung eines an eine Radnabe des zu messenden Fahrzeugkörpers angepaßten Adaptereinsatzes auf. Durch austauschbare Adaptereinsätze ist der Radersatz für jede beliebige Radnabe verwendbar.

Die Feststellung der Klemmplatte gegenüber der Grundplatte hinsichtlich einer Schwenkung um die erste Gelenkachse erfolgt vorzugsweise über einen das Kreuzgelenk mitbildenden und entsprechend gestalteten Gelenkblock, an dem ein Halterungsteil für die Klemmplatte, um die erste Gelenkachse schwenkbar, angeordnet ist und der zwischen zwei an der Grundplatte im Abstand angeordneten Lagerböcken, um eine zweite Gelenkachse schwenkbar, gelagert ist. Durch eine Fixierung des Halterungsteils am Gelenkblock wird eine Schwenkbewegung der Klemmplatte um die erste Gelenkachse unterbunden.

Bei einer vorteilhaften Ausführung ist das Halterungsteil U-förmig ausgebildet und umschließt den Gelenkblock in Richtung der ersten Gelenkachse, so, daß diese die beiden Schenkel durchdringt. Das die Schenkel verbindende Mittelteil ist am Gelenkblock auf einfache Weise mit Befestigungsmitteln fixierbar. Dazu kann im Mittelteil gelenkblockseitig und parallel zur zweiten Gelenkachse eine durchgehende Ausnehmung für zwei Sperrbolzen ausgebildet sein, die jeweils am Gelenkblock um eine Achse quer zu der Ausnehmung gelagert und in entgegengesetzter Richtung in der Ausnehmung nach außen schwenkbar und an gegenüberliegenden Außenseiten des Mittelteils an diesem festlegbar sind.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: eine Frontansicht eines Radersatzes,
2: eine Seitenansicht desselben und
3: einen Schnitt III-III durch den Radersatz.
In 1 ist ein Radersatz eines Achskinematikmeßstandes gezeigt. Der Radersatz weist eine Grundplatte 1 zur Anordnung auf einer Meßplattform des Achskinematikmeßstandes und eine vertikal angeordnete Klemmplatte 3 auf. Diese ist an einem zwischen zwei an der Grundplatte 1 ausgebildeten Lagerböcken 2 um eine Gelenkachse GA 2 schwenkbar gelagerten Gelenkblock 4 eines Kreuzgelenkes 5 über ein Halterungsteil 6 und ein Distanzstück 7 angeordnet, wobei das Halterungsteil 6 um eine erste Gelenkachse GA 1 schwenkbar an dem Gelenkblock 4 gelagert ist. Die Gelenkachse GA 1 ist senkrecht zur Klemmplatte 3 ausgerichtet und dient als Schwenkachse für diese.
2 zeigt, daß das Halterungsteil 6 U-förmig ausgebildet ist und mit seinen beiden Schenkeln 6a und dem Mittelteil 6b den Gelenkblock 4 umschließt. Das Mittelteil 6b weist gelenkblockseitig eine Ausnehmung 8 auf, in die der Gelenkblock 4 mit seinem oberen Teil hineinragt, wobei dieser obere Teil ebenfalls mit einer Ausnehmung zur schwenkbaren Anordnung zweier Sperrbolzen 9 versehen ist. In der Figur ist auch die Anordnung eines Adaptereinsatzes AE für eine Radnabe an der Klemmplatte 3 durch strichpunktierte Linien angedeutet.
3 zeigt die Anordnung in einer Schnittdarstellung im fixierten Zustand. Die am Gelenkblock 4 gelagerten Sperrbolzen 9 sind jeweils nach außen geschwenkt und an der jeweiligen Außenseite des Halterungsteils 6 mit diesem in Eingriff gebracht und durch eine Mutter 10 festgelegt, wodurch das Halterungsteil 6 mit dem Gelenkblock 4 fest verbunden ist. Damit ist das Halterungsteil 6 gemeinsam mit dem Gelenkblock 4 um die Gelenkachse GA 2 schwenkbar. Die Schwenkbewegung des Halterungsteils 6 um die Gelenkachse GA 1 ist blockiert, da ja der Gelenkblock 4 nur um die Gelenkachse GA 2 schwenkbar ist.

1: Grundplatte
2: Lagerbock
3: Klemmplatte
4: Gelenkblock
5: Kreuzgelenk
6: Halterungsteil
6a: Schenkel
6b: Mittelteil
7: Distanzstück
8: Ausnehmung
9: Sperrbolzen
10: Mutter
AE: Adapteinsatz
GA 1: Gelenkachse
GA 2: Gelenkachse

Claims

Achskinematikmeßstand für ein Fahrzeug mit einem Radersatz, der eine Grundplatte zur Anordnung auf einer Meßplattform, eine vertikal angeordnete Klemmplatte und ein zwischen beiden Platten angeordnetes Kreuzgelenk mit einer ersten und einer zweiten Gelenkachse aufweist, von denen die erste Gelenkachse senkrecht zur Klemmplatte und parallel zur jeweiligen Fahrzeugachse ausgerichtet ist, und bei dem die Klemmplatte um diese erste Gelenkachse schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (3) hinsichtlich einer Schwenkung um die erste Gelenkachse (GA 1) relativ zur Grundplatte (1) fixierbar ist.
Achskinematikmeßstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzgelenk (5) einen um die zweite Gelenkachse (GA 2) schwenkbar gelagerten Gelenkblock (4) aufweist, an dem ein um die erste Gelenkachse (GA 1) schwenkbares Halterungsteil (6) für die Klemmplatte (3) gelagert ist, und daß das Halterungsteil (6) am Gelenkblock (4) festlegbar ist.
Achskinematikmeßstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkblock (4) zwischen zwei an der Grundplatte (1) im Abstand angeordneten Lagerböcken (2) gehaltert ist.
Achskinematikmeßstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsteil (6) den Gelenkblock (4) in Richtung der ersten Gelenkachse (GA 1) U-förmig umschließt und mit seinem die beiden Schenkel (6a) verbindenden Mittelteil (6b) am Gelenkblock (4) mit Befestigungsmitteln festlegbar ist.
Achskinematikmeßstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil (6b) gelenkblockseitig und parallel zur zweiten Gelenkachse (GA 2) eine durchgehende Ausnehmung (8) für zwei Sperrbolzen (9) gebildet ist, die am Gelenkblock (4) um eine Achse quer zur Ausnehmung (8) schwenkbar angeordnet und gegenläufig durch diese nach außen schwenkbar und an der jeweiligen Außenseite des Mittelteils (6b) mit diesem in Eingriff bringbar sind.
Radersatz für einen Achskinematikmeßstand, gebildet aus einem auf einer Meßplattform anordbaren Grundkörper und einer diesem gegenüber um zwei quer zueinander verlaufende Achsen schwenkbaren Klemmplatte zur Befestigung an einer Radnabe, von denen eine Schwenkachse senkrecht zur Klemmplatte ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der Klemmplatte (3) um diese eine Schwenkachse (GA 1) blockierbar ist.
Radersatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (3) Mittel zur Befestigung eines Adaptereinsatzes (AE) für die jeweilige Radnabe aufweist.