DE2460036C2 - Trägheitswalzenprüfstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Trägheitswalzenprüfstände mit Antriebsrollen für vier Räder zum Messen von auf durch ein Übertragungssystem verbundenen drehbaren Elementen wirkenden äußeren Kräften, welche vom Übertragungssystem aufgenommene Drehmomente messende Glieder und weitere Geräte, beispielsweise zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung der drehbaren Elemente, enthalten.

Derartige Prüfstände, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 19 38 824 bekannt sind, enthalten drehbare Elemente, die als durch ein mechanisches Übertragungssystem miteinander verbundene Walzen ausgebildet sein können. Als Übertragungssystem kann z. B. ein Getriebe mit zwei Abtriebswellen dienen.

Die Walzen sind zu diesem Zweck auf den Abtriebswellen befestigt und mit einem geeigneten Lager versehen. Auf den Abtriebswellen sind die Drehmomente messenden Glieder befestigt, so daß das in den beiden Wellen auftretende innere Torsionsmoment gemessen werden kann. Des weiteren ist ein Gerät zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung an eine Walze angeschlossen:

Grundsätzlich können die äußeren auf die Walzen ausgeübten Drehmomente anhand der nachstehenden Formel berechnet werden.

Mu-Mi=I-φ

M_u=das äußere auf die jeweilige Walze ausgeübte Drehmoment;

Mi= das innere Torsionsmoment. Dieses wird durch das das Drehmoment messende Glied an der Ausgangswelle, an der die beteiligte Walze befestigt ist, gemessen;

/= polares Massenträgheitsmoment der beteiligten Walze und des Teils der zugehörigen Abtriebswelle, das sich bis zum das Drehmoment messende Glied erstreckt;

φ = die gemessene Winkelbeschleunigung.

Beim Messen der jeweiligen Größen stößt man auf die folgende Schwierigkeit: Infolge herstellungstechnischer Ungenauigkeiten im Getriebe werden die auftretenden Geschwindigkeiten im allgemeinen nicht ganz dem theoretisch zu erwartenden Wert entsprechen, der aufgrund des Übertragungsverhältnisses des Getriebes zu erwarten ist. Hierdurch werden die Geschwindigkeiten beider Walzen in wenn auch in geringem Maße differieren.

Daneben hat das System, das aus der mit dem Winkelbeschleunigungsmesser versehenen Walze und dem Getriebe mit beiden Abtriebswellen besteht im allgemeinen eine verhältnismäßig niedrige Eigenfrequenz. Dies führt bei einer dynamischen äußeren Belastung der Walzen zu einem Phasen- und Amplitudenunterschied zwischen den Geschwindigkeitsänderungen beider Walzen.

Liegen die Eigenfrequenz des Systems und die Frequenz der äußeren Belastung in derselben Größen-Ordnung, so wird der Wert der auftretenden Phasen- und Amplitudenunterschiede beträchtlich sein. Diese Vorgänge führen bei der Berechnung der äußeren Belastung der nicht unmittelbar mit dem Winkelbeschleunigungsmesser verbundenen Walze zu einem fehlerhaften Ergebnis.

Auf Walzenprüfständen zum Prüfen von Fahrzeugen sollen sich zur möglichst guten Nachbildung des Straßenverhaltens die Walzen oder Walzenpaare eines Prüfstands mit gegenseitig genau gleichen Umfangsgeschwindigkeiten drehen. Dies ist jedoch in der Praxis wegen der herstellungstechnischen Ungenauigkeiten und der Elastizität des Übertragungssystems des Prüfstands nicht erreichbar.

Oft werden diese Nachteile eine unbedeutende oder keine Rollen spielen; jedoch sind sie nicht zu vernachlässigen, wenn eine dynamische Belastung, wie

z. B. beim »pumpenden Bremsen« oder bei Antiblokkierregelsystemen auf die Rollen einwirkt.

Das Übertragungssystem wird in diesem Fall Störsignale verursachen, die zwar in die Meßergebnisse aufgenommen werden, aber denen keine physikalische Bedeutung bezüglich der äußeren Belastung des Prüfstands beigemessen werden darf. Dabei tritt die Störungserscheinung nicht in gleichem Maße an den verschiedenen Meßstellen auf, so daß nur ein zuverlässiges Meßergebnis zu erhalten ist, wenn die Art und Größe der Störungserscheinung an jeder Meßstelle genau bekannt ist. Hierdurch wird die Berechnung jedoch äußerst kompliziert und fast unausführbar. Die Erfindung steht unter der Aufgabe, einen Trägheitswalzenprüfstand der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß bei dynamischer Belastung auftretende Störungen vermieden werden.

Die Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedes drehbare Element (Walze, Walzenpaar oder Walzensystem) des Trägheitswalzenprüfstands mit dem Übertragungssystem derart verbunden, daß alle Walzen zueinander durch eine aufgeprägte Zwangsbewegung gleiche Umfangsgeschwindigkeiten haben. Die das Drehmoment messenden Glieder werden unmittelbar an die drehbaren Elemente angeschlossen. Auf einem derart ausgebildeten Rollenprüfstand können dynamische Vorgänge in einfacher Weise gemessen, berechnet und registriert werden.

Die Eigenfrequenz der einzelnen Maßsysteme nimmt in hohem Maße zu.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer einfachsten Gestalt und in skizzenhafter Darstellung.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Walzen 1, die auf zwei Abtriebs wellen 2 eines Getriebes 2' befestigt sind. Dieses Getriebe ist nicht bewegungsgerecht, d. h. daß das Übertragungsverhält-

nis zwischen den Abtriebswellen nicht genau konstant ist. Die Vorrichtung kann in beliebiger Weise in Gang gesetzt werden. An den Abtriebswellen 2 sind Drehmoment messende Glieder 5 vorgesehen, an den beiden Walzen 1 ist jeweils ein Winkelbeschleunigungsmesser 6 angeschlossen.

Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus zwei getrennten Meßsystemen, die in F i g. 1 durch gestrichelte Linien umrahmt sind. Jedes Meßsystem hat hierbei eine hohe Eigenfrequenz, nämlich die des zwischen der Walze 1 und dem das Drehmoment messenden Glied 5 vorhandenen Teils der Abtriebswelle 2. Durch diese Aufteilung in zwei getrennte Systeme sind durch das nicht bewegungsgerechte Getriebe bedingte Störungen beseitigt, da das Getriebe 2' kein Teil der getrennten Meßsysteme ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Trägheitswalzenprüfstand mit Antriebsrollen für vier Räder, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitswalzen (1) mit dem Übertragungssystem (2) derart verbunden sind, daß alle Walzen (1) zueinander durch eine aufgeprägte Zwangsbewegung gleiche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, und daß Drehmomentmeßwertgeber (5) unmittelbar an die Walzen (1) angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßgeräte (5) Torsionsmeßgeräte sind.