DE2239719A1

DE2239719A1 - Einrichtung zum einstellen vorgebbarer bremsmomente bei einem rollenpruefstand fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2239719A1
Application number: DE19722239719
Authority: DE
Inventors: Jakob Bitsch
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1972-08-12
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1974-02-14
Also published as: GB1391886A; FR2195792A1; IT990220B; DE2239719B2; FR2195792B1

Description

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"Einrichtung zum Einstellen vorgebbarer Bremsmomente bei einem ; Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge" '

Die Erfindung betrifft «ine Einrichtung zum Einstellen vorgebbarer Brems-bzw. Antriebsmomente zu Zwecken der Fahrtsimulation bei einem Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei die beiden Antriebsräder des Kraftfahrzeugs mit zwei starr mitein- ander verbundenen, auf einer Achse drehbar gelagerten Lauf- ^: trommeln von großem Durchmesser in Wirkverbindung stehen.

Derartige Prüfstände werden zur Prüfung der technischen Eigenschaften von Kraftfahrzeugen verwendet. Hierzu werden die Lauftrommeln mit einem Bremsmoment beaufschlagt, das der bei den verschiedensten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen vom Motor aufzubringenden Leistung gegen Luftwiderstand, Trägheitswiderstand, Rollwiderstand, Reibung, Steigung u.a. Verlusten entspricht. Dabei werden die Lauftrommeln von den Antriebsrädern des zu prüfenden Kraftfahrzeuges angetrieben und mit einem Bremsmoment beaufschlagt, das über einen Bremsmomenterzeuger in Abhängigkeit von der Radgeschwindigkeit der Antriebsräder des Kraftfahrzeugs den Lauftrommeln zugeführt wird. Üblicherweise wird über die Geschwindigkeit der Lauftrommeln die : Drehzahl der Antriebsräder des Kraftfahrzeugs erfaßt und der Geschwindigkeitsmeßwert einem Analogrechner zugeführt, der aus den bekannten Daten von Trägheitsmoment, Luftwiderstand, Rollwiderstand u.a.m. in Abhängigkeit von Beschleunigung und Geschwindigkeit ein geschwindigkeits- und beschleunigungsabhängiges elektrisches Signal bildet, das in bekannter Weise einer Gleichstrommaschine zugeführt wird,- wobei diese ein entsprechen-

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des Bremsmoment für die Lauftrommeln erzeugt. :

Anstatt eines Brerasmomentes kann den Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges auch ein Antriebsinoment zugeführt v/erden, wobei die Gleichstrommaschine als Motor arbeitet, um eine Talfahrt entlang eines Gefälles zu simulieren.

Ein solcher Prüfstand ist in der "Automobil-technischen Zeitung" (ATZ), nachgedruckt in der BBC-Schrift: JB 101 8 a/S 1169.0,5, beschrieben. In der dort beschriebenen Anlage sinddie Lauftrommeli über eine Gelenkwelle, ein Festgetriebe und ein Schaltgetriebe mit einer als Pendelmaschine ausgebildeten fremderregten Gleichstrommaschine verbunden. Der Nachteil eines solchen bekannten PrüfStandes besteht darin, daß infolge der räumlichen Trennung von Gleichstrommaschine und Lauftrommeln Gelenkwellen für die Übertragung des Drehmomentes vorgesehen werden müssen. Ein solcher Prüfstand muß daher einerseits für die Unterbringung der Maschine und der Getriebe viel Raum aufweisen, wobei sich zusätzlich das Trägheitsmoment des Prüfstandes durch die Getriebe und Gelenkwellen erhöht. Zudem sind der Gleichstrommaschine hinsichtlich ihrer Drehzahl Grenzen gesetzt, weil bei einer bestimmten Leistung und dem Überschreiten bestimmter Drehzahlen Einrichtungen wie der Kollektor starken Abnutzungserscheinungen unterworfen sind.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, bei Bremsmomenterzeugern für Verbrennungsmotoren-Prüfstände umrichtergespeiste Drehstrommaschinen einzusetzen, deren Käfigwicklungsläufer bei der erforderlichen Leistung höhere Drehzahlen zuläßt und nur einer geringen Wartung bedarf. Angewandt auf Fahrzeugprüfstände würden aber wiederum Gelenkwellen und viel Raum benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten Nachteile an Einrichtungen der eingangs genannten Art zu vermelden und die räumliche Trennung zwischen Lauftrommeln und der Drehstrommaschine zu beseitigen.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden
Lauftrommeln starr miteinander verbindenden Zylinder und der
die Lauftrommeln tragenden Achse "jeweils ein Teil einer aus Rotor und Stator bestehende Anordnung einer umrichtergespeisten
Drehstromasynchronmaschine zugeordnet ist.

Vorteilhafterweiße ist der Stator als Trommel und der Rotor als ' eine die Trommel umschließende, von der Trommeloberfläche durch I einen Luftspalt getrennte Röhre ausgebildet, wobei der Stator ; mit der tragenden Achse und der Rotor mit dem die beiden Lauf- ^! trommeln miteinander verbindenden Zylinder verbunden ist. Ein j weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, daß der außen liegende ^! Rotor mit einer Kurzschlußwicklung versehen ist und der Stator ι

■ eine Drehstromwicklung aufweist, die mit dem Umrichter verbun- j den ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Drehstromwicklung ohne

! Schleifringe mit dem Umrichter verbunden ist. j

; Zweckmäßigerweise ist die Achse als Kohlachse ausgebildet, wo- ' bei in die Hohlachse einseitig Fremdluft einblasbar ist, wo- ' durch die Drehstromasynchronmaschine auf einfache Weise Kühlluft,

] erhält. |

! Die Achse für die Lauftrommeln kann als Pendelachse ausgebildet

sein,'wobei zur Erfassung des Bremsmomentes eine Druckmeßdose !

vorgesehen ist.

, Nach einer anderen, ebenso vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Achse in zwei Lagern festgeklemmt sein; hier
wird das Drehmoment durch an beiden Enden der Achse aufgeklebte
Dehnungsmeßstreifen erfaßt.

Die Erfindung wird anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

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Fig. 1 einen Rollenprüfstand mit Pendellager,

ι Fig. 2 einen Rollenprüfstand mit fest eingespannter Achse und

Meßung der durch das Bremsmoment hervorgerufenen Torsi-' ons-5pannung mittels Dehnungsmeßstreifen.

Gleiche Teile bzw. gleichwirkende Teile sind mit gleichen Ziffern versehen.

In Fig. 1 ist mit 1 das Kraftfahrzeug bezeichnet, dessen Antriebs räder 18 auf zwei Lauftrommeln 2 aufliegen. Die Lauftrommeln 2 sind mit Kugellagern drehbeweglich auf einer Hohlachse 3 befestigt, die ihrerseits drehbar in zwei Lagerböcken 4l, 42 in Kugellagern gelagert ist. Der Grad der Beweglichkeit wird aber durch einen starr mit der Hohlachse 3 verbundenen Stützhebel S~ eingeschränkt, der bei Inbetriebnahme auf einem als Druckmeßdose 6 ausgebildeten Anschlag aufliegt. An dem die beiden Lauftrommeln 2 miteinander verbindenden Zylinder 17 ist der als Käfigwicklung ausgeführte Rotor 7 einer Drehstromasynchronmaschine befestigt, der den mit der Hohlachse 3 verbundenen, eine Drehstromwicklung aufweisenden Rotor 8 umschließt. Ein Fremdbelüftungsaggregat 10 bläst Luft in die Hohlachse 3» die zur Mitte hin mit zwei Sperren 9 versehen ist, so daß die Luft über < Belüftungsschlitze 10 den Rotor 7 und den Stator 8 umspült und \

ι die Hohlachse 3 an deren anderen Ende wieder verläßt. Die drei | Phasenanschlüsse 11 verbinden die Wicklung des Stators 8 mit einem (nicht gezeigten) Umrichter.

Ein induktiver Drehzahlmesser 12 erfaßt die Lauftrommelgeschwindigkeit und leitet deren Wert in einen (nicht gezeigten) Analogrechner, dem auch der Meßwert der Druckmeßdose 6 zugeführt wird.·

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Die Antriebsräder 18 des Kraftfahrzeugs 1 treiben die Lauftrommeln 2 und damit den Rotor 7 an. Die Drehstromwicklung des Sta-

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tors 8 wird vom Umrichter mit einer Drehspannung von vorgebbarer Frequenz beaufschlagt, wobei über eine Schlupfregelung ein mit steigender Geschwindigkeit der Lauftromnieln 2 anwachsendes Bremsmoment auf die Lauftrommeln übertragen wird. Die über Drehzahlmesser 12 gemessene Lauftrommelgeschwindigkeit wird einem Analogrechner zugeführt, der ein der Lauftrommelgeschwindigkeit, dem Fahrwiderstand des Kraftfahrzeuges bei dieser Fahrgeschwindigkeit, entsprechendes Bremsmoment errechnet und dem Umrichter als Sollwert vorgibt. Das Bremsmoment wird mittels der Druckmeßdose 6 und einem mit der Hohlachse 3 fest verbundenen Abstützhebel 5 gemessen. Zur Kühlung wird von einem Fremdbelüftungsaggregat 10 durch die Hohlachse 3 die Belüftungsschlitze 10 und den Stator 8 bzw. Rotor 7 geblasen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Hohlachse 3 fest in zwei Lagerböcken13,14 eingespannt. Das auf die Hohlachse 3 wirkende Bremsmoment wird von zv/ei auf die Enden der Hohlachse 3 aufgeklebte Dehnungsmeßstreifen 15,16 gemessen und dem Analogrechner zugeführt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist folgende Vorteile auf: j Der mechanische Aufbau des RollenprüfStandes wird verbessert, der Platzbedarf und die Aufwendungen für das Fundament verringert. Es entfallen die langen Gelenkwellen zwischen Motor und Rollensatz, so daß keine Drehschwingungen auftreten und das Regelverhalten verbessert wird. Außerdem ist die Wartung von Drehstromasynchronmaschinen geringer als die von Gleichstromma- _: schinen, j

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Claims

: Patentansprüche ^{c L} ° ° ' ¹^

; 1. Einrichtung zum Einstellen vorgebbarer Brems- bzw. Antriebsmomente zu Zwecken der Fahrtsimulation bei einem Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei die beiden Antriebsräder des Kraftfahrzeugs auf zwei starr miteinander verbundenen, auf einer Achse drehbar gelagerten Lauftrommeln von großem Durchmesser in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß dem die beiden Lauftrommeln (2) starr miteinander verbindenden Zylinder (13) und der die Lauftrommeln (2) tragenden Achse (3) jeweils ein Teil einer aus Rotor (7) und Stator (8) bestehende Anordnung einer umrichtergespeisten Dreh-

; Stromasynchronmaschine zugeordnet ist.

, 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (8) als Trommel und der Rotor (7) als eine die

! Trommel umschließende, von der Trommeloberfläche durch einen Luftspalt getrennte Röhre ausgebildet ist, daß der Stator

j (8) mit cer tragenden Achse (3) und der Rotor (7) mit dem

die Lauftrommel (2) untereinander verbindenden Zylinder (13) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (8)⁺eincrniit dem Umrichter verbindbare Drehstromwicklung und der Rotor (7) mit einer Kurzschlußwicklung in Form einer Käfigwicklung versehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3) als Hohlachse ausgebildet ist, daß in die Hohlachse (3) einseitig Fremdluft einblas- : bar ist, daß beidseitig vom Stator (8) in der Hohlachse (3) Belüftungsschlitze (10) vorgesehen sind und daß die eingeblasene Fremdluft infolge von in der Hohlachse (3) vorgesehenen Sperren (9) über die Belüftungsschlitze (10) zu Kühlzwecken in die Drehstrommaschine (7 und 8) und von dort zum anderen Ende der Hohlachse (3) leitbar ist. + mit

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Einrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch ge- ' kennzeichnet, daß die Hohlachse (3) gegen einen Anschlag um einen "bestimmten Winkel drehbar in Penael-lagern (4i_f42) \ geführt ist, wobei die Hohlachse (3) über einen mit ihr ! starr verbundenen Abstützhebel (5) durch den Anschlag an einer weitergehenden Drehung gehindert wird und daß zwischen Abstützhebel (5) und Anschlag eine Druckmeßdose (6) zur Erfassung des Bremsmomentes angeordnet ist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- i kennzeichnet, daß die Hohlachse (3) in zwei Lagerböcken ! (13»14) fest eingespannt ist und daß an der Oberfläche der ! beiden Enden der Hohlachse (3) Delinungsmeßstreifen (15,16) i zur meßtechnischen Erfassung der auf die Hohlachse (3) in- J folge des Dreh⁺entstehenden, dem Bremsmoment proportionalen Torsions-spannung, angeordnet sind.

+ moments

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