DE2239719B2

DE2239719B2 - Einrichtung zum Einstellen vorgebbarer Bremsmomente bei einem Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2239719B2
Application number: DE19722239719
Authority: DE
Inventors: Jakob 6141 Bensheim-Gronau Bitsch
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1972-08-12
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1980-04-17
Also published as: GB1391886A; FR2195792B1; FR2195792A1; IT990220B; DE2239719A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einstellen vorgebbarer Brems- bzw. Antriebsmomente zu Zwekken der F'ahrsimulation bei einem Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei die beiden Antriebsräder des Kraftfahrzeugs mit zwei starr miteinander verbundenen, auf einer Welle drehbar gelagerten Lauftrommeln von großem Durchmesser in Wirkverbindung stehen und den Rotor eines Motors antreiben.

Derartige Prüfstände werdeir zur Prüfung der technischen Eigenschaften von Kraftfahrzeugen verwendet. Hierzu werden die Lauftrommeln mit einem Bremsmoment beaufschlagt, das der bei deii verschiedensten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen vom Motor aufzubringenden Leistung gegen Luftwiderstand,

ίο Trägheitswiderstand, Rollenwiderstand, Reibung, Steigung u. a. Verlusten entspricht. Dabei werden die I.auftrommeln von den Antriebsrädern des zu prüfenden Kraftfahrzeuges angetrieben und mit einem Bremsmoment beaufschlagt, das über einen Bremsmo-

n menterzeuger 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 Geschwin.digkeitsmeßwert 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 clektrisches Signal bi'det, das in bekannter Weise einer Gleichstrommaschine zugeführt wird, wobei diese ein entsprechendes Bremsmoment für die Lauftrommeln erzeugt.

Anstatt eines bremsmomentes kann den Antriebsrä-

iii dem des Kraftfahrzeuges auch ein Antricbsmomeni zugeführt werden, wobei die Gleichstrommaschine als Motor arbeitet, um eine Talfahrt entlang eines Gefälles zu simulieren.

Ein solcher Prüfstand ist in der »Auiomobil-techni-

r> sehen Zeitung« (ATZ), nachgedruckt in der BBC-Schrift: lndB7028/S (I060.05.FV), beschrieben. In der dort beschriebenen Anlage sind die Lanftrommeln über eine Gelenkwelle, ein Festgetriebe und ein Schaltgetriebe mit einer als Pendelmaschine ausgebildeten iremderregten Gleichstrommaschine verbunden. Der Nachteil eines solchen bekannten Prüfsiandcs besteht darin, daß infolge der räumlichen Trennung von Gleichstrommaschine und Lauflrommeln Gelenkwellen für die Übertragung des Drehmomentes vorgesehen werden müssen. Ein solcher Prüfstand muß daher einerseits über die Unterbringung der Maschine und der Gc'riebc viel Raum aufweisen, wobei sich zusätzlich das Trägheitsmoment des Prüfstandes durch die Gc'riebc und Gelenkwellen erhöht. Zudem sind der Gleichstmmmuschine hinsichtlich ihrer Drehzahl Grenzen gesetzt, weil uei einer bestimmten Leistung und dem Überschreiten bestimmter Drehzahlen z. B. der Kollektor starken Abnutzungserscheinungen unterworfen ist.

Bei einer bekannten Einrichtung (US-PS 29 82 128)

V) wirken die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs über Lauftrommeln auf den Rotor einer Gleichstrommaschine. Die konstruktive Ausgestaltung der Gleichstrommaschine wird nicht gezeigt.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, bei Bremsmo·

M) menterzcugern 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 vermeiden und die räumliche Trennung zwischen Lauftrommeln und der Drehstrommaschine zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß der die beiden Lauftrommeln starr miteinander verbinden- ϊ de Zylinder dem Rotor und die die Lauftrommeln tragende Welle dem Stator einer umrichtergespeisten Drehstromasynchronmaschine zugeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist der Stator als Trommel und der Rotor als eine die Trommel umschließende, von der Trommeloberfläche durch einen Luftspalt getrennte Röhre ausgebildet, wobei der Stator mit der tragenden Welle und der Rotor mit dem die beiden Lauftrommeln miteinander verbindender! Zylinder verbunden ist. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, daß der außen !■> liegend-" Rotor mit einer KurzschluQwicklung versehen ist und der Stator eine Drehstromwicklung aufweist, die mit dem Umrichter verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Drehstromwicklun^· ohne Schleifringe mit dem Umrichter verbunden ist.

Zweckmäßigerweise ist die Welle als Hohlweile ausgebildet, wodurch die Drehstromasynchronmaschinc auf einfache Weise Kühlluft erhält.

Die Welle für die Lauftrommeln kann als Pendelachse ausgebildet sein, wobei zur Erfassung des Bremsmo- M mentes eine Druckmeßdose vorgesehen ist.

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

Die Erfindung wird anhand von schcrmvtisch dargestellten Ausführungsbcispiclen naher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Rollenprüfstand mit Pendellagerund

Fig. 2 einen Rollenprüfstand mit fest eingespannter » Welle und Messung der durch das Bremsmoment hervorgerufenen Torsionsspannung mittels Dehnungsmeßstreifen

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

In Fig. I ist mit t das Kraftfahrzeug bezeichnet, dessen Antriebsräder 18 auf zwei Lauftrommeln 2 aufliegen. Die Lauftrommeln 2 sind mit Kugellagern drehbeweglich auf einer Hohlwc'le 3 befestigt, die ihrerseits drehbar in zwei Lagerböcken 41, 42 in *ί Kugellagern gelagert ist. Der Grad der Beweglichkeit wird aber durch einen starr mit der Hohlwelle 3 verbundenen StülzhccH 5 eingeschränkt, der bei Inbetriebnahme auf einem als Druckmeßdosc 6 ausgebildeten Anschlag i'ufliegt. An dem die beiden v> Lauftrommeln 2 miteinander verbindenden Zylinder 17 ist der als Käfigwicklung ausgeführte Rotor 7 einer Drehstromasynchronmaschine befestigt, der den mit der Hohlwelle 3 verbundenen, eine Drehstromwicklung aufweisenden Rotor 8 umschließt. Ein Fremdbelüftungsaggregat 10 bläst Luft in die Hohlwelle 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 die Hohlwelle 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 Lauftromrneln 2 und damit den Rotor 7 an. Die Drehstromwicklung des Stators 8 w.rd vom Umrichter mit einer Drehspannung von vorgebuarer Frequenz beaufschlagt, wobei über eine Schlupfregelung ein mit steigender Geschwindigkeit der Lauftrommeln 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 Hohlwelle 3 fest verbundenen Abstützhebel 5 gemessen. Zur Kühlung wird von einem Fremdbelüftungsaggregat iO durch die Hohlwelle 3 die Belüftungsschlitze 10 und den Stator 8 bzw. Rotor 7 geblasen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Hohlwelle 3 fest in zwei Lagerböcken {3, 14 eingespannt. Das auf die Hohlwelle 3 wirkende Brrmsmomeni wird von zwei auf die Enden der Honlwelle 3 aufgeklebte Dehnungsmeßstreifen 1.5, 16 gemessen und dem Analogrechner zugeführt.

Die crfindungsgeinäße Einrichtung weis! folgende Vorteile auf: Der mechanische Aufbau des RoHenprüfstandes 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 Regclverhalten verbessert wird. Außerdem ist die Wartung von D-ehstromasynchronmaschincn geringer als die von Gleichstrommaschincn.

Hierzu 2 Hliill Zeichnungen

Claims

Pateniansprüche:

1. Einrichtung zum Einstellen -.orgebbarer Bremsbzw. Antriebsmomente zu Zwecken der Fahrtsimulation bei einem Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, wobei die beiden Antriebsräder des Kraftfahrzeugs mit zwei starr miteinander verbundenen, auf einer Welle drehbar gelagerten Lauftrommeln von großem Durchmesser in Wirkverbindung stehen und den Rotor eines Motors antreiben, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Lauftrommeln (2) starr miteinander verbindende Zylinder (17) dem Rotor (7) und die die Lauftrommeln (2) tragende Welle (3) dem Stator (8) einer umrichtergespeisten Drehsiromasynchronmaschine zugeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß der Stator (8) als Trommel und der Rotor (?) als eine die Trommel umschließende, von der Trommeloberfläche durch einen Luftspalt getrennte Röhre ausgebildet sind und daß der Stator (8) mit der tragenden Welle (3) und der Rotor (7) mit dem die Lauftrommeln (2) untereinander verbindenden Zylinder(17) verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (8) mit einer mi: dem Umrichter verbindbaren Drehsiromwicklung und der Rotor (7) mit einer Kurzschlußwicklung in Form einer Käfigwicklung versehen ist.

4. Einricfttung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, laß die Welle (3) als Hohlwelle ausgebildet ist, daß in die Hohlwelle (3) einseitig Fremdluft cinblusbar t, daß beidseitig vom Stator (8) in der Hohlwelle (3) Belüflungsschlit/.e( 10) vorgesehen sind und daß die cin^cblascne Fremdluft infolge von in der Hohlwelle (3) vorgesehenen Sperren (9) über die Bclüftungsschlitzc (10) zu Kühlzwecken in die Drchstrommaschinc (7 und 8) und von dort zum anderen Ende der Hohlwelle (3) leitbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (3) gegen einen Anschlag um einen bestimmten Winkel drehbar in Pendellagern (41, 42) geführt ist, wobei die Hohlwelle (3) über einen mit ihr starr verbundenen Abstützhebel (5) durch den Anschlag an einer weitergehenden Drehung gehindert wird, und daß zwischen Abstützhebe I (5) und Anschlag eine Druckmeßdose (6) zur Erfassung des Bremsmomentes angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (3) in zwei Lagerböcken (13, 14) fest eingespannt ist und daß an der Oberfläche der beiden Enden der Hohlwelle (3) Dehnungsmeßstreifen (15, 16) zur meßtechnischen Erfassung der auf der Hohlwelle (3) infolge des Drehmomentes entstehenden, dem Bremsmomenl proportionalen Torsionsspannungen, angeordnet sind.