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Prüfstand für Fahrzeugbremsen
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Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfstand für Bremsen
von Fahrzeugen mit grobstolligen Reifen und/ oder Reifen großen Durchmessers, mii
einem Meß- und Antriebssystem, welches elektrisch angetriebene und zueinander parallel
liegende Bremswalzen aufweist und mit einer Betätigungs- und Meßwertanzeige-Vorrichtung
versehen ist.
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Es sind bereits hydraulische bzw. pneumatische Bremsprüfstände bekannt,
bei denen ein pendelnd gelagerter Getriebemotor jeweils einen Bremswalzensatz antreibt,
der aus zwei parallel liegenden Walzen besteht, welche so gelagert sind, daß eie
z.B. einFahrzeugrad aufnehmen und antreiben können. Bevorzugt ist eine sogenannte
Tandemanlage, bei der die Bremsen der Räder an einer Achse gleichzeilig geprüft
werden.
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Burch betätigung des Bremspedals im Kraftfahrzeug wird bei dem Meßvorgang
dem die Walzen antreibenden Motor ein Bremsmoment entgegengesetzt, woraufhin der
pendelnd gelagerte Getriebemotor seine Lage verändert und eine steigung einnimmt,
welche mittels einer pneumatischen oder hydraulischen Druckdose gemessen wird. Diese
Größe hängt u.a. von der Nasse des Fahrzeugs ab, denn je größer diese Nasse und
damit die Achslast des Fahrzeuges isk, um U!íl SO größer ist das erforderliche Drehmoment,
das erzeugt werden muß, um die Räder in Drehung zu versetzen. Entsprechend größer
ist auch die Presse, welche beim Bremsvorgang auf die Verzögerung einwirkt.
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Bei den bisher bekannten Früfständen für Kraftfahrzeugbremsen werden
überwiegend fest installierte Tandemanordungen 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, cer während des Prüfvorganges die Bremsen im Kraftfahrzeug betätigt,
in einer bestimmten Entfernung ablesen muß. Ein weitere Nachteil einer solchen stationären
Anordnung besteht darin, daß die l'endenz der Meßwerte während der Prüfung nicht
ohne weiteres und unmittelbar erkannt werden kann, da der Prüfer hierzu während
des gesamten Meßvorganges 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 aussagekräftigen
Tendenz des Messungsverlaufs nicht möglich ist. Die Zeiger der Analoganzeige bleiben
bei der erreichten Endwert stehen, so daß lediglich diese Moßwerte ausgewertet.
und untereinander verglichen werden können.
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Wie sich in der Praxis herausgestellt hat, sind jedoch Sustände der
Bremsen möglich, bei denen beide Bremsen der Fahrzeugräder bis zu bestimmten Werten
gleichmäßig arbeien und erst danach ein unterschiedliches Verhalten eigen. Aus diesen
Meßwerttendenzen lassen sich jedoch bestimmte Eigenschaften, beispielsweise der
Abnutzungsgrad cer Bremsen ermitteln. Es ist daher von besonderer Bedeutung, sowohl
die Tendenz als auch die Endwerte einer Bromowertmessung zum Vergleich festzuhalten
und auszuwerten. Um die Endwerte einer Bremswertmessung überhaupt ermitteln zu können,
ist es erforderlich, einen Zeitpunkt kurz vor den Bleckieren (Stillstand) des Fahrzeugrades
zu bestimmen 'u diesem Zeitpunkt werden die Spitzenmeßwerte festgehalten und eine
Blockierauslösung betätigt, so daß es zum Blockieren des Fahrzeugrades nicht kommt.
Für die Bestimmung des Zeitpunktes kurz vor dem Blockieren des Fahrzeugrades muß
dessen Drehzahl gemessen werden, was jedoch besonders dann Schwierigkeiten bereotet,
wenn es
sich um Fahrzeugräder mit groben Stollen handelt. Dies ist
beispielsweise bei -Traktoren der Fall. Hier kommt Je doch noch hinzu, daß die Traktoren
selbst im Vergleich zu Lastkraftwagen mindestens um 1/3 größere Räder besitzen,
so daß sich selbst die Prüfstände für LKW's nicht mehr für die Messung von Traktorenbremsen
eignen. Aus diesen Gründen erfolgt die Prüfung der Bremsen von Traktoren mit Hilfe
von Verzögerungsme ßgeräten, welche für die Bremspriifung auf dem Fahrzeug angebracht
werden. Die Bremsung erfolgt dabei durch eine echte Verzögerung auf einer Prüfstrecke.
Aufgrund der Tatsache jedoch, daß die Traktoren mit einem hydraulischen Getriebe
ausgeriistet sind, läßt sich bei der Verzögerungsmessung nur die Gesamtverzögerung
ermitteln und nicht die Wirksamkeit der einzelnen Fahrzeugbremsen. Dieser Zustand
ist tragbar, solange die Geschwindigkeitsbegrenzung bei Traktoren auf 25 km/h festgelegt
ist. Eine solche Bremsenprüfung ist jedoch nicht mehr zulässig, wenn Traktoren mit
höheren Geschwindigkeiten betrieben werden können. Die hntwicklungstendenz ist z.Z.
darauf gerichtet, Traktoren mit druckluftgesteuerten Bremsen auszuriisten, so daß
deren zulässige Höchstgeschwindigkeit gegenüber den bisherigen Grenzen weit höher
liegt. Damit aber wird es auch erforderlich, die Bremsen der einzelnen Räder des
Traktors zu messen. Eine solche Messung läßt sich nicht mehr mit Hilfe von Verzögerungsmeßgeräten
durchführen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bremsprüfstand
zur Messung einzelner Fahrzeugradbremsen vorzuschlagen, und zwar insbesondere für
Fahrzeuge mit grobstolligen Profilen und Reifen oder Rädern großen Durchmessers.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem eingangs aufgeführten
Prüfstand der Abstand der Bremswalzen voneinander
etwa um 1/3 größer
ist als der Abstand der Bremswalzen bekannter LKE-Priifstände, daß das Meß- und
Antriebssystem einen die Bremswalzen antreibenden Asynchronmotor aufweist, welcher
mit einem Meßwertaufnehmer zur Messung der Motordrehzahl versehen ist und daß zur
Messung der Drehzahl des Fahrzeugrades der zu prüfenden Bremse zwischen dem Bremswalzenpaar
eine Drehzahlsonde angeordnet ist, welche zwei zueinander parallel liegende, drehbar
gelagerte, miteinander starr verbundene und um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbare
Abtastwalzen aufweist.
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Bei dem Prüfstand nach der Erfindung wird ein elektrisches Meßsystem
mit einem feststehenden Getriebemotor, nämlich ein Asynchronmotor verwendet, bei
dem über ein Kettentrieb zwei Bremswal z en angetrieben werden. Die Verwendung eines
Asynchronmotors für den Prüfstand nach der Erfindung ermöglicht den Drehzahl-Drehmoment-Zusammenhang
zur Bestimmung des abgegebenen Drehmomentes und damit der Bremskraft auszunutzen,
da der Asynchronmotor bei zunehmendem Gegendrehmoment (bewirkt durch die Bremskraft)
seine Drehzahl verändert. Diese veränderte Drehzahl steht in einem bestimmten Verhältnis
zur abgegebenen Leistung des Motors, so daß daraus die zu messende Bremskraft errechnet
werden kann. Da es bei dem Meßsystem nach der Erfindung erforderlich ist, die Drehzahl
des Fahrzeugrades während des Bremsvorganges exakt zu messen, wird gemäß der Erfindung
eine Drehzahlsonde verwendet, die aus zwei zueinander parallel liegende Abtastwalzen
besteht. Bei einem grobstolligen Profil und bei einer erhöhten Drehzahl des zu messenden
Rades kommt es vor, daß eine Walze sich von dem Profil abhebt, so daß die Messung
bei der Verwendung einer einzigen Abtastwalze zu ungenau ware.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die zueinander parallel
liegenden
Abtastwalzen um einen gemeinsamen Drehpunkt federnd gelagert. Damit wird sichergestellt,
daß beide Abtastwalzen stets in Beriihrungskontakt mit der Profiloberfläche bleiben.
Hierzu ist es vorteilhaft, auch den gemeinsamen Drehpunkt der parallel liegenden
Abtastwalzen federnd zu lagern. An einer der Abtastwalzen sind Zahnräder angeordnet,
welche mit Hilfe eines induktiv arbeitenden Bremswertgebers digitale Meßwerte liefern,
welche der zu messenden Radgeschwindigkeit proportional sind.
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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 Betätigungs- und Meßwertanzeigevorrichtung
zugefiihrt werden, welche die ermittelten Meßwerte gleichzeitig und fortlaufend
für jede zu messende Bremse der Räder einer Fahrzeugachse auf Je einer digitalen
Meßwertanzeige anzeigt.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Prüfstandes
mit .einem nur in Umrissen aufgezeigten gleichartigen Prüfstand, welche gemeinsam
mit einer Betätigungs- und Meßwertanzeige-Vorrichtung über ein flexibles Kabel verbunden
sind; Figur 2 eine schematische Darstellung der aus zwei parallel angeordneten Abtastwalzen
bestehenden Drehzahlsonde zwischen zwei Bremswalzeny in Seitenansicht und Figur
3 eine Darstellung gemäß Figur 2 in Draufsicht.
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Der Prüfstand 11 und ein gleichartiger, Jedoch nur in Umrissen dargestellter
Prüfstand 12 sind über ein flexibles Kabel 7 bzw. 13 mit einer Betätigungs- und
Meßwertanzeige-Vorrichtung 6 verbunden.
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Ein Asynchronmotor 1 treibt das Bremsrollenpaar 3 und 4 über Rollenketten
14 und 15 an. Zwischen den Rollen 3 und 4 befindet sich eine Drehzahlsonde 5, welche
zwei zueinander parallel liegende, drehbar gelagert, miteinander starr verbundene
und um einen gemeinsamen Drehpunkt 31 schwenkbare Abtastwalzen 29 und 30 aufweist.
Die Abtastwalze 29 oder 30 ist mit einer nicht näher dargestellten Lochwalze verbunden,
deren Lochabstände einem Induktivnehmer zugeordnet sind, so daß Impulsfrequenzen
erzeugt werden können, die der Drehzahl proportional sind. Diese Impulsfrequenzen
werden einem Anschlußgerät 17 zugefiihrt. Mit 18 ist eine elektrische Stromversorgung
bezeichnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungs-
und Meßwerte anzeige-Vorrichtung 6 als Handsteuergerät ausgebildet. Es lassen sich
Jedoch auch andere Betätigungs- und Meßwertanzeige-Vorrichtungen in Verbindung mit
der Erfindung benutzen. Auf der Welle 19 des Motors 1 befindet sich das Zahnrad
20, welches iiber 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 ebenfalls auf induktivem
Wege die Drehzahl des Asynchronmotors exakt gemessen.
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Das Hand steuergerät 6 ist mit zwei Digitalanzeigen 8 und 9 ausgerüstet,
wobei jede Anzeige die Meßwerte eines Prüfstandes wiedergibt. Ein Dastschalter 24
dient dazu, den Elektromotor einzuschalten, wobei dieser Dastschalter 24
während
des gesamten Meßvorganges betätigt wird.
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Der Tastschalter 25 löst das Kommando 'tSpeichern" 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 Rollenketten
14 und 15 und die entsprechenden Zahnräder 20, 21, 22 und 23 das Bremsrollenpaar
3 und 4 an, auf dem sich das zu prüfende Fahrzeugrad befindet. Die Oberflache 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 stärker zu er belastet, wodurch ein Drehzahlabfall bewirkt wird.
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Bei bekannter Abhängigkeit von Motorlast und Motordrehzahl wird aus
dem Drehzahlabfall die Bremskraft ermittelt.
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Der Prüfstand nach der Erfindung ist mit einer Blockiervorrichtung
versehen, wofür ale Drehzahlsonde 5 mit ihren Abtastwalzen 29 und 30 verwendet wird.
Mit Hilfe der Drehzahlsonde 5 wird die Drehzahl des von den Bremse rollen 3 und
4 angetriebener Fahrzeugrades gemessen und die Meßwerte werden dem Rechner in dem
fIandsteuergerät 6 zugeführt. Erreicht die Bremskraft der zu prüfenden Bremse ee
derartige Größe, daß das Fahrzeugrad nahezu zum Stehen kommt, wird kurz vor dem
Stillstand der Bremsrollen 3 und 4 die automatische wirkende Blockierauslösung tätig
und ein Bremsspitzenwert wird angezeigt und der Antrieb der Bremsrollen 3 und 4
schaltet ab. Die Sicherheitseinrichtung wird vorzugsweise auf 10 % Schlupf eingestellt
und der ermittelte Spitzenwert kann gesondert abgerufen werden. Bei einem solchen
Zustand weicht die Drehzahl dc-r Brchzahlsonde von der Drehzahl der Bremsrollen
um einen bestimmten Betrag ab, so daß durch Vorgabe einer definierten Größe kurz
vor der Blockierung eine Auslösung derart erfolgen kann, daß der Asynchronmotor
1 abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Spitzenmeßwert erfaßt, angezeigt
und festgehalten.
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Djie Figur 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt darch den Prüfstand
1 mit seinen Bremswalzen 3 und 4. Die Abtastwalzen 29 und 30 sind um einen gemeinsamen
Drehpunkt 31 schwenkbar und werden von einem Gestänge 32 gehalten.
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An den Drehpunkt 31 greift ein weiteres Gestänge 33 an, welches seinerseits
federnd gelagert ist. Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird sichergestellt,
daß stets mindestens eine Abtastwalze 29 oder 30 an dem Profil des Fahrzeugrades
anliegt und eine exakte Drehzahl ermittelt. Eine genaue Messung ist insbesondere
dadurch bedingt, daß die Differenz zweier Werte gebildet
werden
muß, die in der gleichen Größenordnung liegen, nämlich einmal die Drehzahl des Fahrzeugrades
und zum anderen die Drehzahl der Walzen 3 und 4.