DE2714250C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Fahr- und Bremseigenschaften einer Flugplatz-Startbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Fahr- und Bremseigenschaften einer Flugplatz-Startbahn oder -Landebahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 6.

Zum Messen des Reibungskoeffizienten μ einer Fahrbahn ist es bekannt, ein mit Rädern versehvrties Fahrzeug mit einem oder mehreren Meßrädern auszustatten. Derartige Meßfahrzeuge auf Rädern sind im allgemeinen als Anhänger gebaut, und sind vorzugsweise dazu geeignet, den Reibungskoeffizienten von Fahrbahnen bei niederer Fahrzeuggeschwindigkeit zu messen. Ein Anhänger benötigt ein ziemlich kräftiges Zugfahrzeug, und bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten tendieren Anhänger, instabil zu werden. Das heißt, daß eine Anhänger-Fahrzeugkombination nicht mit hohen Geschwindigkeiten gefahren werden kann, wie sie bei Flugzeugen während des Abhebens und Landens auftreten, weil die unterschiedliche Belastung der Räder, welche durch die Instabilität und Unebenheit der Fahrbahn hervorgerufen wird, zu Meßergebnässen von nicht ausreichender Genauigkeit führt.

Flugzeug-Piloten benötigen für das Starten und Landen genaue Informationen über die Bahneigenschaften unter verschiedensten klimatischen Bedingungen, beispielsweise bei Schnee, Regen, Matsch etc. Auf der Start- und Landebahn befindliches Wasser kann nicht nur die Gefahr des sogenannten Aquaplaning verursachen, sondern auch den Rollwiderstand erheblich beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte, aus der Veröffentlichung von N. SAN-DOR »Ungarischer Meßwagen zur Untersuchung von Kraftfahrzeugen während der Fahrt«, in der Zeitschrift KFZ-Technik 8/1962, S. 319—325, bekannt ist, sowie ein entsprechendes Meßfahrzeug derart weiterzubilden, daß bei relativ geringer Motorleistung des Kraftfahrzeuges Messungen der Bahneigenschaften unter Extremen Bedingungen, also insbesondere mit großen Beschleunigungen möglich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet, während im Patentanspruch 6 ein entsprechendes Meßfahrzeug beschrieben ist.

Dadurch, daß das Meßrad willkürlich in Bahnkontakt bringbar ist, kann es zunächst vor einer Messung von der Fahrbahn abgehoben werden bis das Kraftfahrzeug eine hohe Geschwindigkeit aufweist. Wird nun das bestehende oder auf eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit beschleunigte Meßrad abgesenkt, erfährt es eine extrem große Beschleunigung, mit der sich die Startnml Lumle/.usländc eines Flugzeuges simulieren lassen.

Inseesamt eröffnet die vorgeschlagene Kombination der absenkbaren Gestaltung des Meßrades und der Möglichkeit, dem Meßrad über ein Kraftübertragungsgetriebe eine zu-- Fahrzeugrad-Drehgeschwindigkeit unterschiedliche Drehgeschwindigkeit zu erteilen, eine Vielzahl von Meßmöglichkeiten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Meßradanordnung, die im rückwärtigen Teil eines selbstfahrenden Fahrzeugs eingebaut ist;
F i g. 2 die selbe Meßradanordnung im Längsschnitt;

F i g. 3 Teile der Meßradanordnung nach F i g. 1 in größerem Maßstab in Seitenansicht, und teilweise im Schnitt und

F i g. 4 ein Blockdiagramm der elektronischen Bautei-Ie.

In dem Ausführungsbeispic! nach F : g. 1 der Meßradanordnung ist ein Meßrad 3 in ein selbstfahrendes Fahrzeug 2 eingebaut und auf halben Weg zwischen den Hinterrädern 4 des Fahrzeugs 2 angeordnet Das Meßrad 3 ist in Antriebskraft-Übertragungsverbindung mit den Hinterrädern 4 des selbstfahrenden Fahrzeugs, über einen Kettentrieb 8 und einen für Fahrzeuge mit Hinterradantrieb üblichen Hinterachsantrieb 9. Der Kettentrieb 8 ist geteilt in zwei Zahnräder, wovon jedes in ein separates Gehäuse 10,11 eingebaut ist. Das innere Gehäuse 10 ist starr verbunden mit einem Hinterachsrahmenteil 18, das sich zwischen beiden Hinterrädern 4 des Fahrzeugs erstreckt Eine Vorgelegewelle 22 ist parallel zum hinteren Rahmenteil 18 drehbar im anderen Ende des inneren Gehäuses 10 gelagert, und an der äußeren Seite des Gehäuses 10 ist das Gehäuse 11 schwenkbar an der Vorgelegewelle 22 gelagert Somit ist eine Ver-• bindung zwischen beiden Gehäusen 10 unrl 11 geschaffen, wodurch das äußere Gehäuse 11, an dessen äußerem Ende das Meßrad 3 drehbar gelagert ist, in einer senkrechten Ebene gegenüber dem inneren Gehäuse 10 schwenkbar ist

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 nimmt das Meßrad eine zur Messung bereite Stellung ein. Das Meßrad 3 kann mittels einer Hebevorrichtung \2, die vom Fahrersitz aus betätigbar ist, in eine obere Stellung gehoben werden, in dem man die Vorgelegewelle 22 schwenkt; diese Stellung ist in F i g. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Die Hebevorrichtung 12 weist einen hydraulischen Zylinder 13 auf, der am Fahrgestell des Fahrzeugs angebracht ist, und der Zylinder ist seinerseits mit dem Gehäuse 11 über einen Winkelhebel und ein ^c!sR 14 verbunden, um das Meßrad 3 in eine obere unwirksame Stellung anzuheben. In dieser oberen Stellung 15 erfolgt ke;^e Messung und das Fahrzeug 2 ksnn ohne Rücksicht auf die Meßvorrichtung verwendet werden. Die Verbindung zur Kraftübertragung zwischen den Hinterrädern 4 des Fahrzeugs und dem Meßrad 3 wird vorzugsweise in dieser Stellung unterbrochen. Dies kann mittels einer ein- und ausrückbaren nicht gezeigten Klauenkupplung erfolgen.

Die größtmögliche Abwärtsschwenkbewegung des Gehäuses 11 wird durch einen Arm 16 begrenzt, der am Gehäuse 11 angeordnet ist, das seinerseits über ein Seil 17 mit den tragende.fi Teilen des Fahrzeugrahmens für jene Fälle verbunden ist, wenn das Fahrzeug 2 auf einer sehr unebenen Fahrbahn gefahren wird. Seile werden deshalb verwendet, weil Seile keine Störungsquellen

während deir Messung darstellen; sie haben ein kleines Gewicht und keine Spannung, wenn das Meßrad 3 gegenüber der Fahrbahn eine normale Meßstellung einnimmt.

In der unteren Stellung wirkt auf das Meßrad eine senkrechte Belastung von einem Lastarm 5, der an seinem Außen ende angebracht ist. Der Lastarm 5 ist in einem starren Teil des Fahrzeugs 2 derart schwenkbar gelagert, diiiß er aufgrund der federnden Bewegungen des Fahrzeugs 2 ausgleichende Schwingungen in senkrechter Richtung machen kann. Die Kraft am Lastarm 5 wird auf daü Meßrad 3 über eine Spiralfeder 6 übertragen, die einm zylindrischen Stoßdämpfer 7 umschließt.

Das Hinlerachsrahmenteil 18 des Fahrzeugs 2 weist gemäß Fig.2 den Hinterachsantrieb 9 mit zwei nicht dargestellten Antriebswellen und einem Differential 19 auf. Im wesentlichen parallel zu dem Hinterachsrahmenieii JS und der YcrgelegeweHe 22 erstreckt sich eine Strebe 20, die an einem Ende am Hinterachsrahmenteil 18 und am anderen Ende an tragenden Teilen des Fahrzeugrahmens befestigt ist. Die Strebe 20 hat die Aufgabe, möglicherweise auf das Hinterachsrahmenteil wirkende, seitwärts gerichtete Kräfte aufzunehmen.

Das Differential 19 ist mit den zwei Hinter ädern 4 des Fahrzeugs 2 über zwei nicht dargestellte Antriebswellen verbunden. Das übliche Kronenrad des Differentials 19 ist in dem Ausführung sbeispiel des Meßfahrzeugs durch ein erstes Kettenrad 21 ersetzt, das über eine nicht dargestellte Kette in Kraftübertragungsverbindung mit einem zweiten Kettenrad 23 steht, welches an der Vorgelegewelle 22 befestigt ist. Das Kettenrad 23 ist an der Vorgelegewelle 22 mittels einer dehnbaren Buchse 24 befestigt Die Vorgelegewelle 22 ist irr· Gehäuse 10 mittels eines Wälzlagers 25 drehbar gelagert. Das Gehäuse ist so angeordnet, daß es das Differential 19 umschüeßt und enthält für dieses und das Kettengetriebe das erforderliche Schmiermittel. Außerhalb des Gehäuses 10 trägt die Vorgelegewelle 22 ein drittes Kettenrad 26, das in gleicher Weise wie das zweite Kettenrad 23 drehfest an der Vorgelegewelle 22 befestigt ist.

Gemäß F i g. 2 und 3 arbeitet das dritte Kettenrad 26 über eine Kette 27 mit einem vierten Kettenrad 28 zusammen, welches mittels einer Paßfederverbindung 29 starr an einer Antriebswelle 30 befestig: ist. die ihrerseits drehtest am Meßrad 3 angebracht ist Sowohl das dritte als auch das vierte Kettenrad 26, 28 ist vom Gehäuse 11 umschlossen, das seinerseits mittels Wälzlager 31 schwenkbar auf der Vorgelegewelle 22 gelagert ist Auch das Gehabe 11 enthält Schmiermittel, welches durch Herausziehen eines Stopfens 32 gewechselt werden kann, der in wenigstens einer öffnung im hinteren Ende des Gehäuses steckt Der Durchtritt der Vorgelegevyeüe 22 durch die daneben liegenden OphänsewänHe 10,11 ist mit Dichtungsringen 33 abgedichtet, die an der Vorgelegewelle 22 und einer äußeren Labyrinthdichtung 34 anliegen.

Die Kette 27 ist gemäß F i g. 3 in ihrem oberen Teil verhältnismäßig locker zwischen den Kettenrädern 26 und 28 gehalten, jedoch wird sie in einem gewissen Spannungszustand durch ein in der Höhe verstellbares Spannrad 36 gehalten. Während der Dauer eines Meßprogramrtis wird der untere Teil 37 der Kette 27 dadurch gespannt gehalten, daß das Kettenrad 26 auf der Antriebswelle 30 des Meßrades über den unteren Teil 37 der Kette 27 Kraft auf das Kettenrad 26 auf der Vorgelegewelle 22 überträgt Das Übertragungsgetriebe ist so gewählt daß das Meßrad 3 eine bestimmte verminderte Drehgeschwindigkeit hat, die elwa 15% unter der Raddrehgeschwindigkeit liegt wie sie dem ungehinderten Rollen entspricht. Das Meßrad 3 hat daher während des Meßvorgangs einen Schlupf gegenüber der Fahrbahn und versucht sich deshalb schneller zu drehen als es sich drehen darf. Diese Tendenz die Drehgeschwindigkeit des Meßrades 3 zu erhöhen, ergibt eine Übertragung eines Antriebsdrchmomenls vom McUrud 3 auf die Hinterräder 4 des Fahrzeugs 2.

Da die Übertragung des Antriebsdrchmomcnis auf die Hinterräder 4 in gewisser Weise somit die vom Meßrad 3 auf das Fahrzeug 2 ausgeübte Bremskraft ausgleicht, ergibt sich, daß das Messen mit der Vorrichtung der Zugmaschine nicht so viel Kraft abverlangt, wie es der Fall ist, wenn Reibungsmeßgeräte verwendet werden, die nur mit gebremsten Meßrädern arbeiten. Die für eine Messung auf Rollfeldern erforderlichen schnellen Beschleunigungen, können somit bei Verwendung der erfindungsgemäßen Apparatur von einem scibsifäM-renden Fahrzeug mit verhältnismäßig geringer Motorkraft erbracht werden.

Das Antriebsdrehmoment auf das Meßrad 3 wird durch Messen der Kettenkraft, welche auf den Radius des vierten Kettenrades 28 wirkt, gemessen, wobei der Radius dann als Hebelarm dient. Die Zugkraft in der Kette 71 wird dadurch gemessen, daß ein Spannrad 38 gegen den unteren Teil 37 der Kette gedrückt wird. Das Spannrad 38 ist drehbar in einer Lagerstütze 39 gelagert, die an ein Ende eines Stützarms 40 geschweißt ist, dessen anderes Ende starr mit einem vorstehenden Träger 42 verbunden ist, der seinerseits an der inneren Seite der unteren Wand 41 des Gehäuses 11 angebracht ist. Die oberen und unteren Seiten des Stützarms 40 sind mit Spannungsmessern versehen, die nach Fig.4 einen Spannrad-Meßwandler 40' bilden, der in bekannter Weise mittels eines elektrischen Stromkreises eine Angabe über die Auslenkung des Siützarms 30 macht. Diese Auslenkung entspricht der auf das Spannrad 38 wirkenden Kraft, welche proportional der in der Kette wirkenden Kraft und somit proportional dem Antriebsdrehmoment ist

Die am Meßrad 3 angebrachte Antriebswelle 30 ist an einem Ende mittels eines Pendel-Kugellagers 43 in einem zylindrischen Gehäuse 44 gelagert, das starr mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Das Gehäuse 44 enthält einen Meßwandler 45, der im folgenden »Nabenwandler« genannt wird und auf das Meßrad 3 wirkende Kräfte erfaßt

Das andere, äußere Ende der Antriebswelle 30 hat einen angeschweißten Arm 51, der einen Teil einer gelenkigen Verbindung 50 zwischen der Antriebswelle 30 und einer das Meßrad tragenden Nabe 52 bildet Die Verbindung 50 ist mit einem Universaldrehgelenk vergleichbar, bei dem ankommende und abgegebene Kräfte aus der gleichen Richtung wirken. Die beiden Gelenkzapfen des Universaldrehgelenks entsprechen in der vorliegenden Konstruktion dem angeschweißten Arm 51 und dem äußeren Ende 53 der Nabe 52, wobei das äußere Ende entlang der Mittelachse eine durchgehende Vertiefung besitzt, in der der Antriebswellenarm 51 mit Spiel sitzt Sowohl der Arm 51 als auch das Nabenende 53 haben Gewindebohrungen 55 um eine Anzahl Stifte 56 mit kugeligen, äußeren Lagerflächen 57 in einer Anzahl von mit Lagerbuchsen 58 versehenen Bohrungen in einer runden Platte 60 zu befestigen, wobei die Platten 60 in ihrer Funktion dem Kreuzzapfen eines normalen Universaldrehgelenks entspricht
Aufgrund der gelenkigen Verbindung 50 und der An-

Ordnung in einem Pendel-Kugellager 43 ist ein gewisser Kluchtungsfehler der Antriebswelle 30 möglich, womit sichergestellt ist, daß während des Meßvorgangs die Antriebswelle 30 die Kraftübertragung zwischen der das Meßrad 3 tragenden Nabe 52 und dem Nabenwandlcr 45 nicht beeinträchtigt. Die Nabe 52 ist mittels eines Wälzlagers 61 drehbar auf einem nach außen gsrichtelen hal.'-tcil 62 des Nabenwandlers 45 gelagert, welches in bezug auf die Radbelastung symmetrisch angeordnet ist. Zum Nabenwandler 45 gehört ferner ein Außenring 63, der mit dem Halsteil einstückig ausgebildet ist. Der Außenring 63 ist über vier zur Antriebswelle parallele Stangen 64 mit einem Innenring 65 verbunden, der am Boden einer nach außen offenen Trommel 68 im zylindrischen Gehäuse 44 befestigt ist. Zwischen der Trom- ts mel 68 und dem Außenring 63 ist freies Spiel. Der HaIstcil des Nabenwandlers 45 hat gegenüber der sich durch ihn erstreckenden Antriebswelle 30 genügend Spiel, so daß Fluchtungsfehler der Welle vorhanden sein können, ohne daß das Messen der auf das Rad 3 aufgebrachten Kraft beeinträchtigt wird.

Der mit Stangen 64 versehene Nabenwandler 45 ist bekannt und seine Funktion wird deshalb nur summarisch beschrieben. Die Stangen 64 sind an den Ringen 63 und 65 starr befestigt. Wird das Meßrad belastet, werden die Ringe 63 und 65 gegeneinander versetzt, wodurch die Stangen 64 verformt werden und eine S-artige Form erhalten. Der Querschnitt der Stangen 64 ist im wesentlichen quadratisch und Belastungen, die auf das MeP-ad 3 wirken, können mittels nicht gezeigter, an den Seiten der Stangen befestigter Spannungsmesser festgestellt werden. Dadurch, daß man die Spannungsmesser wenigstens auf zwei benachbarten Seiten jeder Stange anbringt, ist eine Erfassung von sowohl senkrechten wie waagerechten auf das Meßrad 3 wirkenden Belastungen rnöelirh. f)ie waagerechte Belastung drück' .jomit die Gesamtbremskraft aus, die das Meßrad 3 auf .as Fahrzeug überträgt. Die Gesamtbremskraft ist die Su nme aus der Reibungskraft, die das Rad bei Berührur.g mit der Fahrbahn erfährt, und dem Rollwiderstand, c'er die waagerechte Kraft darstellt, welche in erster Linie aus der vom Rad geleisteten Arbeit resultiert, wenn Schnee, Wasser od. dgl. von der Fahrbahn weggeschoben werden. Die Bremswirkung eines Rades wird oft mit dem Ausdruck Bremskraftzahl bezeichnet, die man erhält, wenn die Gesamtbremskraft in Beziehung zur Radbelastung gesetzt wird.

Demgemäß kann der Reibungskoeffizient μ mit Hilfe der beschriebenen Meßvorrichtung in der Meßanlage als Belastung Fz angezeigt werden, die mit dem Nabenwandler 45 gemessen wird, und die Zugkraft Fm in der Kette 27, die mit dem Spannrad-Meßwandler 40' gemessen wird; anschließend wird Fm durch Fz in einer bekannten im Fahrzeug 2 eingebauten Elektronikbaugruppe geteilt. Der erhaltene Quotient wird mit einem konstanten Faktor K multipliziert, der dem Quotienten zwischen dem Radius des Kettenrades 28 und des Meßrades 3 entspricht Dadurch erhält man ein Produkt, das den Reibungskoeffizienten μ darstellt

Der Nabenwandler 45 erlaubt es auch, die Bremskraftzahl B für die fragliche Fahrbahn zu errechnen. Dies geschieht dadurch, daß die Gesamtbremskraft Fx am Meßrad 3 durch den Nabenwandler 45 gemessen wird, worauf Fx durch die Normalbelastung Fz in der 1-lcktronikbaugruppe geteilt wird, woraus sich die Hremskraflzahl B ergibt

Zusätzlich zu der Bremskraftzahl wird auch eine Messung des Rollwiderstandes der Bahn erstellt Die Reibungskraft F, die das Produkt aus dem Reibungskoeffizienten // und der Belastung Fz ist, wird dadurch von der Gesamtbremskraft abgezogen, die durch das Fx-Signal dargestellt wird. In diesem Zusammenhang kann die Reibungskraft wahlweise durch das Signal Fm dargestellt werden, welches für die in der Kette vorhandene Kraft steht.

Alle notwendigen instrumente und Bedienungseinrichtungen zur Durchführung der Messungen befinden sich in der Fahrerkabine.

F i g. 4 ist ein Schaltbild der elektronischen Bauteile. Die Elektronikbaugruppe 70 erhält Eingangssignale vom Nabenwandler 45 und dem Spannrad-Meßwandler 40', und weiterhin wird ihr ein die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellender Wert Veingegeben. Verschiedene Ausgangssignale der Elektronikbaugruppe 70, wie die Geschwindigkeit Va bei Aquaplaninggefahr werden auf einer Anzeigetafel 71 gezeigt.

Bei der Messung des Reibuiigskueifiiiemen μ auf trockener Bahn werden im wesentlichen folgende Messungen durchgeführt: Durch Betätigen einer Steuervorrichtung, welche für diesen Zweck vorgesehen ist, wird das Meßrad 3 in seine die Bahn berührende Stellung gebracht. Die Elektronikbaugruppe zur Verarbeitung gemessener Signale wird eingeschaltet und eine Drucktaste für die Messung des Reibungskoeffizienten wird gedrückt. Die Bahnlänge, die als Meßstrecke befahren werden soll, wird auf dem Armaturenbrett mit einem Einstellknopf-Schalter eingestellt. Das Fahrzeug wird auf die gewünschte Meßgeschwindigkeit beschleunigt, und für den Messungsbeginn wird ein Startknopf gedrückt. Dadurch fangen der Spannradwandler 40' und der Nabenwandler 45 an, Signale zu übertragen, welche die Werte Fm und Fz darstellen. Wie bereits ausgeführt, werden diese Signale elektrisch in einer Elektronikbaugruppe in ein Ausgangssignal umgewandelt, das den Reibungskoeffizienten μ darstellt, und ein Signal, welches den Mittelwert von/< über die befahrene Streckenlänge darstellt. Diese Signale werden auf einer Anzeigetafel angezeigt und können im Bedarfsfall auch in einem Aufzeichnungsgerät registriert werden.

Der Mittelwert von μ kann auch digital auf einer Anzeigetafel am Ende der Messung angezeigt werden. Zur Messung des Reibungskoetnzienten μ auf trockener Bahn kann das den Wert Fx darstellende Signal anstelle des ίλί-Signals verwendet werden, wodurch die Elektronikbaugruppe analog zur Signalverarbeitung zur Bildung der Bremskraftzahl ein Ausgangssignal abgibt, das weitgehend die Reibungsbedingungen der Fahrbahn wiedergibt.

Bei der Messung auf regennasser Bahn, besonders auf dem Rollfeld, ist die Möglichkeit wichtig, die Geschwindigkeit zu schätzen, bei der Aquaplaning auftritt Es heißt, daß die Gefahr des Aquaplaning wegfällt, wenn der Reibungskoeffizient Werte zwischen 025 und 0,15 hat Nachdem die vorbereitenden Maßnahmen, wie beschrieben, vorgenommen wurden, um die Meßvorrichtung meßbereit zu machen, wird das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, bei der μ einen Wert von 0,20 hat; anschließend wird die Geschwindigkeit über die Länge der Meßbahn vom Fahrer so reguliert, daß der Wert μ immer im Bereich zwischen 0,15 und 0,25 liegt Die Geschwindigkeit kann natürlich vom Fahrer mit der Hand aufgeschrieben werden, aber in einer weiterentwickelten Version der elektronischen Signalverarbeitung werden die Aufzeichnungen von der Elektronikbaugruppe automatisch erstellt Dafür kann ein Kleinstcomputer verwendet werden, der die gemesse-

ίο

nen Geschwindigkeiten speichert und ferner eine mittlere Geschwindigkeit zur Vermeidung von Aquaplaning über die befahrene Meßstrecke berechnet. Um eine derartige Berechnung in einem Kleinstcomputer zu erstellen, kann vor dem Beginn der Messung eine besondere Drucktaste für die Messung des durch Wasser hervorgerufenen Aquaplaning gedrückt werden. Bei Beendigung der Messung wird der für die Aquaplaninggeschwindigkeit errechnete Mittelwert an eine Anzeigeeinheit ausgebeben, nachdem der Knopf für die Ergebnisausgabe gedrückt worden ist. Im Bedarfsfall kann die Aquaplaninggeschwindigkeit auch auf einem Aufzeichnungsgerät registriert werden.

Bei Messungen auf einer Bahn, z. B. einer Rollbahn, nungselemente für die Meßvorrichtung und, wenn eine verbesserte Anzeige der gemessenen Werte erforderlich wird, kann eine weitere Registrierapparalur im Sichtbereich und in Reichweite des Fahrers angeordnet werden.

Dieser Einbau von Meßvorrichtung und Mcßausrüstung erlaubt es, eine Messung sehr rasch zu beginnen

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

und sie auszuführen, wobei die Werte für alle diejenigen Parameter bestimmt werden können, die für das Fahren und Bremsen von Fahrzeugen auf einer gegebenen Fahrbahn wichtig sind. Da man das Meßrad in einfacher Weise eine obere unwirksame Stellung unter dem selbstfahrenden Fahrzeug einnehmen lassen kann, ist es möglich, ein derart ausgestattetes, selbstfahrendes

die mit Schnee" Matsch und/oder Wasseransammlungen 15 Fahrzeug in üblicher Weise auch als Personenauto zu bedeckt ist, ist es wichtig, die Möglichkeit zu haben, den verwenden. Rollwiderstand für ein Fahrzeug zu messen, da der Rollwiderstand auf einer derartigen Fahrbahn sich sehr stark auf die Fahrzeugbremsung auswirkt. Abgesehen von der Beschaffung von Daten, z. 3. bei welcher Ge- 20 schwindigkeit man mit Aquaplaning rechnen kann, ist es deshalb auch nützlich, für ein Flugzeug darüber Informationen zu erhalten, wie groß die Gesamtbremswirkung ist, welche auf der fraglichen Fahrbahn erlangt werden kann. Für eine solche Messung wird das Meßge- 25 rät in gleicher Weise wie bereits beschrieben vorbereitet, und es wird in diesem Fall auch eine Taste zum Messen der Bremskraftzahl gedruckt

Der Nabenwandler 45 gibt dabei ein Signal an die Elektronikbaugruppe ab, welches die Gesamtbremskraft Fx darstellt, die in der Elektronikbaugruppe durch das Eingangssignal geteilt wird, welches die Normalbelastung Fz darstellt, um daraus einen Signalwert zu erstellen, welcher der Bremskraftzahl entspricht. Dies wird auf einem Aufzeichnungsgerät in der Instrumentenausrüstung registriert, aber es kann auch an eine Anzeigeeinheit als Mittelwert für die gesamte Meßstrecke ausgegeben werden, nachdem die Ergebnis-Ausgabetaste gedrückt wurde. Die Meßvorrichtung kann, in ähnlicher Weise wie für die Bremskraftzahl, zur Messung und Erstellung eines eigenen Wertes für den Rollwiderstand eingestellt werden.

Die von den Instrumenten im Fahrzeug angezeigten Werte für den Reibungskoeffizienten, für die Aquaplaninggeschwindigkeit, den Rollwiderstand und die Bremskraftzahl werden alle aus dem Zusammenwirken des Meßrades mit der Fahrbahn erhalten. Das Meßrad ist eine Standardausführung, und sein Zusammenwirken mit der Fahrbahn hängt vom gewählten Reifentyp ab und unterscheidet sich natürlich vom Verhalten anderer Reifentypen. Bei Verwendung der Meßvorrichtung gemäß der Erfindung auf dem Rollfeld müssen die erhaltenen Meßwerte deshalb bezüglich der Unterschiede zwischen den fraglichen Reifen korrigiert werden, bevor der Pilot eines Flugzeugs über die Grenzwerte informiert wird, welche für das Flugzeug bei der Start- oder Landegeschwindigkeit gelten; dies gilt auch für die relevanten Daten für das Abbremsen des Flugzeuges.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann die Meßvorrichtung in ein selbstfahrendes Fahrzeug eingebaut werden, wobei die Elektronikbaugruppe, die in der Meßausrüstung mit eingeschlossen ist, im Kofferraum des Fahrzeugs oder einem anderen abseits liegenden Platz angeordnet ist, während die an die Elektronikbaugruppe angeschlossenen Instrumente in das Armaturenbrett od. dgL des Fahrzeugs eingebaut sein können. Im vorderen Teil des selbstfahrenden Fahrzeugs aber, vom Fahrersitz aus leicht erreichbar, befinden sich die Bedie-

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen von Fahr- und Bremseigenschaften einer Flugplatz-Startbahn oder -Landebahn mittels eines Kraftfahrzeuges, das ein in Startbahnkontakt bringbares Meßrad aufweist und mittels daran angeordneter Drehmoment- und Kraftmeßgeräte, welche auf das Meßrad wirkende Belastungen erfassen und entsprechende Signale an Meß- und/oder Verarbeitungseinrichtungen im Kraftfahrzeug abgeben, wobei das Meßrad in einer Ebene dreht, die sich parallel zur mittleren Längsachse des Kraftfahrzeuges erstreckt oder diese enthält dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad im wesentlichen für die Dauer einer Messung in Bahnkontakt gebracht wird und daß mittels eines zwischen dem Meßrad und zumindest einem der Kraftfahrzeugräder angeordneten Kraftübertragungsgetrieb>K dem Meßrad eine vorbestimmte, gegenüber der Fahrzeugrad-Drehgeschwindigkeit reduzierte Drehgeschwindigkeit erteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß den Meß- und/oder Verarbeitungseinrichtungen dem von der Bahn auf das Meßrad ausgeübten Drehmoment entsprechende Signale zusammen mit Signalen zugeführt werden, die der senkrecht wirkenden Belastung auf das Meßrad entsprechen, und daß diese Signale in einer Dividiereinheit so verarbeitet werden, daß das sich ergebende Ausgangssignal üem Reibungskoeffizienten der Bahn entspricht

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Meß- und/odrr Verarbeitungseinrichtungen Signale, die der waagerecht wirkenden Belastung auf das Meßrad entsprechen, zusammen mit Signalen zugeführt werden die der senkrecht wirkenden Belastung auf das Meßrad entsprechen, und daß diese Signale in einer Dividiereinrichtung der Meß- und/oder Verarbeitungseinrichtungen so verarbeitet werden, daß das sich ergebende Ausgangssignal der Bremskraftzahl des Meßrades entspricht

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer Schaltung in den Meß- und/oder Verarbeitungseinrichtungen Signale zugeführt werden, die der waagerecht wirkenden Belastung auf das Meßrad entsprechen, und Signale, die das Produkt aus dem Reibungskoeffizienten der Startbahn und der senkrecht wirkenden Belastung auf das Meßrad darstellen, und daß ein dem Unterschied zwischen diesen Signalen entsprechendes Signal in der Schaltung so verarbeitet wird, daß das sich ergebende Ausgangssignal dem auf das Meßrad wirkenden Rollwiderstand entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer Schaltung in den Meß- und/oder Verarbeitungseinrichtungen Signale zugeführt werden, die einer waagerecht wirkenden Belastung auf das Meßrad entsprechen und Signale, die proportio- eo nal dem auf das Meßrad wirkenden Drehmoment sind, und daß ein dem Unterschied zwischen diesen Signalen entsprechendes Signal in der Schaltung so verarbeitet wird, daß das sich ergebende Ausgangssignal dem auf das Meßrad wirkenden Rollwiderstand entspricht.

6. Selbstfahrendes Meßfahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Meßrad und wenigstens einem daran angeordneten Drehmoment- und/oder Kraftmeßwandler, welcher auf das Meßrad wirkende Belastungen erfaßt und entsprechende Signale an Meß- und/oder Verarbeilungseinrichtungen im selbstfahrenden MeSfahrzeug abgibt wobei das Meßrad in einer Ebene dreht, die sich parallel zur mittleren Längsachse des Meßfahrzeuges erstreckt oder diese enthält dadurch gekennzeichnet daß das Meßrad (3) im Kraftfahrzeug schwenkbar eingebaut ist und daß zwischen dem Meßrad (3) und wenigstens einem der Fahrzeugräder (4) des Meßfahrzeuges ein Kraftübertragungsgetriebe (27, 36, 37) vorgesehen ist welches dem Meßrad (3) eine vorbestimmte, gegenüber derjenigen des Fahrzeugrades (4) reduzierte Drehgeschwindigkeit erteilt

7. Meßfahrzeug nach Anspruch 6 mit wenigstens einem MeQwandler (38 bis 40) zur Abtastung des auf das Meßrad (3) wirkenden Drehmoments, dadurch gekennzeichnet daß die Kraftübertragungseinrichtung wenigstens einen Kettentrieb (8) aufweist und daß der das Drehmoment abtastende Meßwandler (38 bis 40) die Kraft in einer Kette (27) des Kettentriebs (8) feststellt wobei die Kraft dem auf das Meßrad (3) einwirkenden Drehmoment direkt proportional ist

8. Meßfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß im das Drehmoment feststellenden Meßwandler eine Spannrolle (38) eingebaut ist die mit der Kette (27) in Eingriff steht und an einem äußeren freien Ende eines Arms (40) drehbar gelagert ist dessen entgegengesetztes Ende starr in einem Kettengehäuse (11) od. dgl. befestigt ist

9. Meßfahrzeug nach Anspruch 6 mit wenigstens einem Wandler (45) zum Abtasten von auf das Meßrad (3) wirkenden senkrechten und/oder waagerechten Belastungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler (45) in bekannter W";ise zwei Ringe (63, 65) sowie eine Anzahl zwischen den Ringen befestigter Stangen (64) aufweist daß ein Ring (63) an der Außenseite· ein Halsteil (62) aufweist auf welchem das Meßrad drehbar gelagert ist und daß der zweite Ring (65) starr mit dem Außenende eines Gehäuses (11) verbunden ist, das den anhebbaren und absenkbaren Gelenkarm des Meßrades in der Maßapparatur bildet.

10. Meßfahrzeug nach Anspruch!), dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebswelle (30) des Antriebs eine drehbare und seitwärts koppelbare Lagerung in einem mit dem Außenende des Gehäuses (11) verbundenen Lagergehäuse (44) od. dgl. besitzt, und daß sich die Antriebswelle (30) frei durch den Meßwandler (45) erstreckt und derart gelenkig mit dem Meßrad verbunden ist, daß sie aus der Fluchtung in bezug auf das Meßrad (3) und/oder auf das Gehäuse (11) gebracht werden kann.

11. Meßfahrzeug nach Anspruch 6, bei dem der Antrieb einen bekannten Hinterachsantrieb (9) für die Hinterräder (4) des Fahrzeugs (2) mit zwei Antriebswellen und einem Differential (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kronenrad im Differential (19) als Kettenrad (21) des Kettentriebs (8) ausgebildet ist.

12. Meßfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettentrieb zwei in Reihe gebundene Kettenräder aufweist, die in getrennten Gehäusen (10,11) untergebracht sind, von denen das

erste Kettengehäuse (10) starr mit einem das Differential (9) umgebende Gehäuse verbunden ist, und das zweite Kettengehäuse (U) schwenkbar an einem Ende des ersten Kettengehäuses gelagert ist und an seinem anderen Ende das Meßrad (3) trägt.

13. Meßfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad (3) mitteis einer von der Fahrerkabine des Fahrzeugs aus betätigbaren hydraulischen Hebevorrichtung (12) vom Untergrund abhebbar auf diesen absenkbar ist.