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Prü@@@@@ für Fahrzeugbremsen
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Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfstand für Fahrzeugbremsen
mit einem Meß- und Antriebssystem, welches elektrisch angetriebene und zueinander
parallel liegende Bremsrollen aufweist und mit einer Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung
versehen ist.
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Grundsätzlich werden bei den Bremsprüfständen zwei Systeme unterschieden,
nämlich 1. hydraulische bzw. pneumatische Bremsprüfstände und 2. elektrische Bremsprüfstände.
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Bei den hydraulischen und pneumatischen Bremsprüfständen treibt ein
pendelnd gelagerter Getriebemotor jeweils einen Bremsrollensatz an, der aus zwei
parallel liegenden Rollen besteht, welche so gelagert sind, daß sie z.B. ein Pkw-Rad
aufnehmen und antreiben können.
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Bevorzugt ist eine sogenannte Tandemanlage, bei der die Bremsen der
Räder einer Achse gleichzeitig geprüft werden. Durch Betätigung des Bremspedals
im Pkw wird bei dem Meßvorgang dem die Rollen antreibenden Motor ein Bremsmoment
entgegengesetzt, woraufhin der pendelnd gelagerte Getriebemotor seine Lage verändert
und eine Neigung einnimmt, welche mittels einer pneumatischen oder hydraulischen
Druckdose gemessen wird.
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Diese Größe hängt u.a. von der Masse des Fahrzeugs ab, denn je größer
diese Masse und damit die Achslast
des Fahrzeuges ist, um so größer
ist das erforderliche Drehmoment, das erzeugt werden muß, um die Räder in Drehung
zu versetzen. Entsprechend größer ist auch die Masse, welche beim Bremsvorgang auf
die Verzögerung einwirkt.
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Bei dem elektrischen Meßsystem wird ein feststehender Getriebemotor,
vorzugsweise ein Asynchronmotor verwendet, bei dem über ein Kettentrieb zwei Bremsrollen
angetrieben werden. Für die Messung ist es erforderlich, die Leerkennlinie des Elektromotors
zu kennen und zu verwenden. Der Elektromotor nimmt beider Abbremsung der Rollen
durch die zu messende Bremse eine höhere Leistung auf, so daß diese Leistungsaufnahme
ein Maß für die Wirkung der Bremsen ist. Eine solche erhöhte Leistungsaufnahme des
Motors ist meßbar und eichfähig, so daß diese Werte zur Bestimmung der Bremskraft
verwendet werden können.
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Bei den bisher bekannten Prüfständen für Eraftfahrzeugbremsen werden
überwiegend fest installierte Tandemanordnungen verwendet, die mit einer ebenfalls
feststehenden Meßanzeige versehen sind. Hierbei werden die Meßwerte einer jeden
Bremse eines Rades gesondert durch Analoganzeige dargestellt, die der Prüfer,der
während des Prüfvorganges die Bremsen im Kraftfahrzeug betätigt, in einer bestimmten
Entfernung ablesen muß. Ein weiterer Nachteil einer solchen stationären Anordnung
besteht darin, daß die Tendenz der Meßwerte während der Prüfung nicht ohne weiteres
und unmittelbar erkannt werden kann, da der Prüfer hierzu während des gesamten Neßvorganges
den
Verlauf beider Zeiger gleichmäßig beobachten müßte, wobei erschwerend hinzukommt,
daß dieser Zeigerablauf nicht registriert wird, so daß ein späterer Vergleich und
eine nachfolgende Auswertung der aussagungskräftigen Tendenz des Messungsverlaufes
nicht möglich ist. Die Zeiger der Analoganzeige bleiben bei dem erreichten Endwert
stehen, so daß lediglich diese Meßwerte ausgewertet und untereinander verglichen
werden können.
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W;e e sich in der Praxis herausgestellt hat, sind jedoch Zustände
der Bremsen möglich, bei denen beide Bremsen der Fahrzeugräder bis zu bestimmten
Werten gleichmäßig arbeiten und erst danach ein unterschiedliches Verhalten zeigen.
Aus diesen Meßwerttendenzen lassen sich jedoch bestimmte Eigenschaften, beispielsweise
der Abnutzungsgrad der Bremsen ermitteln. Es ist daher von besonderer Bedeutung,
sowohl die Tendenz, als auch die Endwerte einer Bremswertmessung zum Vergleich festzuhalten
und auszuwerten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Prüfstand für Kraftfahrzeugbremsen vorzuschlagen, bei dem sämtliche Steuer- und
Kontrollvorgänge von einer Bedienungsperson durchgeführt werden können und sowohl
die ermittelten Meßwerte, als auch die Meßwerttendenzen zum Vergleich festgehalten
werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem eingangs aufgeführten
Prüfstand für Fahrzeugbremsen das Meß- und Antriebssystem einen die Bremsrollen
antreibenden Elektromotor, vorzugsweise Asynchronmotor aufweist, welcher mit einem
Meßwertaufnehmer zur Messung der Motordrehzahl versehen ist, daß zur Messung der
Drehzahl des Fahrzeugrades der zu prüfenden Bremse zwischen dem Bremsrollenpaar
eine Drehzahlsonde angeordnet ist und daß die Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung
über ein flexibles Kabel mit dem Meß- und Antriebssystem verbunden ist, und die
Betätigungs- und Meßwertanzeige zwei digitale Meßwertanzeigen mit je einem aus Mikroprozessoren
bestehenden Meßwertspeicher aufweist.
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Zur Bestimmung der Bremskraft werden gemäß der Erfindung die vom Meßwertaufnehmer
fortlaufend gemessenen Meßwerte der Drehzahl des Asynchronmotors, vermindert um
die ermittelten Werte der Periodendauer der Synchrondrehzahl, mit einem Proportionalitätsfaktor
multipliziert und zur Nullpunktkorrektur mit der Drehzahlabweichung des leerlaufenden
Bremsenprüfstandes die Differenz gebildet, gemäß der Beziehung FB= E (T - T5) -
Nk In Weiterbildung der Erfindung ist der Prüfstand mit einem zweiten Prüfstand
gleicher Art elektrisch zu einer Tandemanlage gekoppelt, wobei die Meßwerte einer
gemeinsamen mit einem flexiblen Kabel verbundenen
Betäti.gungs-
und Meßwertanzelgevorrichtung zugeführt werden, welche die ermittelten Meßwerte
gleichzeitig und fortlaufend für jede zu messende Bremse der Räder einer Fahrzeugachse
auf je einer digitalen Meßwertanzeige anzeigen.
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Die Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung ist in vorteilhafter
Weise als tragbares Handgerät ausgebildet. Weiterhin ist es vorteilhaft, die digital
angezeigten Meßwerte gleichzeitig einem Drucker zuzuführen, wobei der Drucker alle
Meßwerte, die durchfahren wurden, aus druckt.
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In Weiterbildung der Erfindung schaltet eine Blockierauslösung den
Antrieb der Bremsrollen bei der Bremsprüfung kurz vor dem Stillstand der Fahrzeugräder
ab, wobei die Meßwertanzeigen die zugeordneten Spitzenmeßwerte festhalten.
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D;e Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Hierbei zeigt die Figur eine schematische Darstellung eines Prüfstandes
mit einem nur in Umrissen aufgezeigten gleichartigen Prüfstand, welche gemeinsam
mit einer Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung über ein flexibles Kabel verbunden
sind.
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Der Prüfstand 11 und ein gleichartiger jedoch nur in Umri.ssen dargestellter
Prüfstand 12 sind über ein
flexibles Kabel 7 bzw. 13 mit einer
Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung 6 verbunden.
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Ein Elektromotor 1, der vorzugsweise als Asynchronmotor ausgebildet
ist, treibt das Bremsrollenpaar 3 und 4 über Rollenketten 14 und 15 an. Zwischen
den Rollen 3 und 4 befindet sich eine Drehzahlsonde 5, die über eine Verbindungsleitung
16 mit einem Anschlußkasten 17 verbunden ist. In den Anschlußkasten führt die elektrische
Drehstromversorgung 18 sowie eine 24 Voltversorgung für die Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung
6, die im folgenden zur Abkürzung als Handsteuergerät bezeichnet wird. Auf der Welle
19 des Motors 1 befindet sich das Zahnrad 20, welches über die Rollenkette 15 und
Zahnrad 21 die Bremsrolle 3 antreibt, auf deren Achse ein weiteres Zahnrad 22 die
Bremsrolle 4 über die Rollenkette 14 und Zahnrad 23 antreibt. Mit Hilfe des Meßwertgebers
2 wird die Drehzahl des Asynchronmotors gemessen.
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Das Handsteuergerät 6 ist mit zwei Digitalanzeigen 8 und 9 ausgerüstet,
wobei jede Anzeige die Meßwerte eines Prüfstandes anzeigt. Ein Tastschalter 24 dient
dazu, den Elektromotor einzuschalten, wobei dieser 'Tastschalter 24 während des
gesamten Meßvorganges betätigt wird.
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Der Tastschalter 25 löst das Kommando "speichern" aus, wodurch der
erzielte Bremswert angezeigt wird. Mit 26 ist ein Vorwahlschalter bezeichnet, mit
dessen Hilfe der Elektromotor 1 vorwärts oder rückwärts geschaltet werden kann.
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Zur Durchführung der Messung wird der Asynchronmotor 1 durch Betätigung
des Tastschalters 24 eingeschaltet und der Motor treibt über die beschriebenen Follenketten
14 und 15 S und die entsprechenden Zahnräder 20,21,22 und 23 das Bremsrollenpaar
3 und 4 an, auf dem sich das zu prüfende Fahrzeugrad befindet. D;e Oberfläche der
Bremsrollenpaare ist zur Erhöhung der Reibung geriffelt ausgebildet, so daß das
zu bremsende Fahrzeugrad angetrieben wird. Der Meßwertgeber 2 registriert während
des gesamten Prüfvorganges die Drehzahl des Asynchronmotors und führt die gemessenen
Werte dem im Handsteuergerät vorhandenen Rechner zu. Bei der Bremsung des Fahrzeugrades
wird der Motor starker belastet, wodurch ein Drehzahlabfall bewirkt wird. Bei bekannter
Abhängigkeit von Motorlast und Motordrehzahl wird aus dem Drehzahlabfall die Bremskraft
ermittelt. Um eine schnellere Reaktion zu ermöglichen wird jedoch statt der Frequenz
der reziproke Wert, nämlich die Periodendauer gemessen. Nach der Beziehung FB=K
(T-T5). Hieroei bedeuten FB= Bremskraft, K = einen Proportionalitätsfaktor, Ts =
die Periodendauer der Synchrondrehzahl und Ip T =den vom Meßwertgeber 2 ermittelten
Meßwert. Da der Proportionalitätsfaktor K nicht konstant ist , erfolgt die Zuweisung
von (T-Ts) zu FB über eine manuell errechnete Tabelle.
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trm die Drehzahlabweichung des leerlaufenden Bremsprüfstandes kompensieren
zu können, ist eine Nullpunktkorrektur vorgesehen, wobei aus der Stellung eines
Potentiometers der Wert Nk abgeleitet wird. Hieraus ergibt sich die Beziehung Fb=K
(-T - Nk.
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Aufgrund der mechanisch ausgeführten Meßanordnung schwanken die realen
Meßwerte für T außerordentlich.
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Aus diesen Gründen wird zunächst eine Glättung durchgeführt, bevor
ein Meßwert als T in der o.a. Gleichung verwendet wird.
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Der Prüfstand nach der Erfindung ist mit einer Blockiervorrichtung
versehen, wofür die Drehzahlsonde 5 verwendet wird. Mit Hilfe der Drehzahlsonde
5 wird die Drehzahl des von den Bremsrollen 3 und 4 angetriebenen Fahrzeugrades
gemessen und die Meßwerte werden dem Rechner in dem Handsteuergerät 6 zugeführt.
Erreicht die Bremskraft der zu prüfenden Bremse eine derartige Größe, daß das Fahrzeugrad
nahezu zum Stehen kommt, so wird kurz vor dem Stillstand der Bremsrollen 3 und 4
die automatisch wirkende Blockierauslösung tätig und es wird ein Bremsspitzenwert
angezeigt und der Antrieb der Bremsrollen 3 und 4 schaltet ab. Die Sicherheitseinrichtung
wird vorzugsweise auf 10 % Schlupf eingestellt und der ermittelte Spitzenmeßwert
kann gesondert abgerufen werden. Bei einem solchen Zustand weicht die Drehzahl der
Drehzahl sonde 5 von der Drehzahl der Bremsrolle um einen bestimmten Betrag ab,
so daß durch Vorgabe einer definierten Größe kurz vor der Blockierung eine Auslösung
derart erfolgen kann, daß der Elektromotor 1 abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt
wird der Spitzenmeßwert erfaßt und angezeigt.
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Der Prüfstand nach der vorliegenden Erfindung kann als
Single-
oder Tandemanlage verwendet werden, wie in der Figur dargestellt ist, so daß bei
der Tandemanlage die Bremsen der Räder einer Achse gleichzeitig geprüft werden können.
Die Erfindung ermöglicht es, daß nicht nur die gemessenen Spitzenwerte registriert
werden, sondern der gesamte Verlauf der Messung, so daß auch die Meßtendenzen der
zu prüfenden Bremsen einer Achse verfolgt und registriert werden können.
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Aus diesen Tendenzen lassen sich weitere Schlüsse auf den Zustand
der Bremsen ziehen.
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Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß mit Hilfe des Prüfstandes
nach der Erfindung die Arbeitsplatzstruktur einer Werkstatt geändert und flexibel
gestaltet werden kann, z.B. durch den Einbau eines Tandemsatzes in eine Vier-Säulenhebebühne,
Mit Hilfe der Laufrollen 27 und der Führungsgriffe 28 ist ein fahrbarer Einsatz
möglich, so daß der Prüfstand zu dem zu prüfenden Fahrzeug gebracht werden kann.