DE3507906A1

DE3507906A1 - Hilfseinrichtung fuer kraftfahrzeug-pruefstaende

Info

Publication number: DE3507906A1
Application number: DE19853507906
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7056 Weinstadt Schober; Helmut 7057 Winnenden Struck
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1986-09-11
Also published as: DE3507906C2

Description

Hilfseinrichtung für Kraftfahrzeug-Prüfstände
Die Erfindung betrifft eine Hilfseinrichtung für Kraftfahrzeug-Prüfstände nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Entsprechend! Prüfstände zur Überprüfung des Bewegungsverhaltens von Teilen des Kraftfahrzeuges oder auch des ganzen Kraftfahrzeuges selber gehen beispielsweise aus der SAE-Schrift Nr. 720473 als bekannt hervor.
Bei derartigen Prüfständen stehen die Fahrzeugräder auf sogenannten Radaufstandsplatten, von denen aus Kräfte in Längs- und Querrichtung sowie Drehmomente in die Fahrzeugräder eingeleitet werden können. Nachteilig hierbei ist, daß derartige Fahrzeugüberprüfungen nicht bei kraftbeaufschlagtem Antrieb der Treibräder- des Fahrzeuges durchgeführt werden können. Um nämlich derartige Fahrzeugüberprüfungen möglichst realitätsnah simulieren zu können, wäre es wünschenswert, auch den ganzen Antriebsstrang und die von ihm auf die Radaufhängung einwirkenden Kräfte simulieren zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hilfseinrichtung anzugeben, die diese Möglichkeit eröffnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 oder durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 6 gelöst.
Dank der erfindungsgemäßen Stütze bzw. des erfindungsgemäßen Hilfsrades kann die Treibachse des Fahrzeuges auch ohne Rollenprüfstand angetrieben und durch einen außenseitig angeflanschten Bremsgenerator belastet werden. Gleichwohl können über das Hilfsrad bzw. die Stütze Längs- und Querkräfte sowie Momente um die Radhochachse in das "Fahrzeugrad" eingeleitet werden. Es können somit noch realitätsnäher Fahrzustände im Stillstand auf dem Prüfstand simuliert werden.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand verschiedener, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen: Figur 1 eine schematische Grundrißdarstellung eines Prüfstandaufbaues unter Verwendung von Hilfsrädern, Figur 2 eine Seitenansicht eines Prüfstandaufbaues im Bereich einer antreibbaren Vorderachse eines Kraftfahrzeuges, Figur 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hilfsrades in Einzeldarstellung und Figur 4 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Prüfstandaufbaues in Seitenansicht unter Verwendung eines Hilfsrades.
Mit dem vereinfachten Prüfstandsaufbau nach Figur 1 ist eine Leistungsmessung an Kraftfahrzeugen auch ohne sogenannten Rollenprüfstand möglich, der relativ aufwendig ist. Das Fahrzeug 1 mit Antriebsmotor 2, Schaltgetriebe 3 und Gelenkwelle 4, dessen Antriebsenergie über ein Differentialgetriebe 8 in der hinten angeordneten Treibachse 5 und über die beiden Seitenwellen 6 zu den Fahrzeugrädern geleitet wird, soll auf möglichst einfache Weise auf die an den Treibrädern zur Verfügung stehende Antriebsleistung überprüft werden, wobei ihr jedoch kein Rollenprüfstand zur Verfügung steht. Zu diesem Zweck sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden normalen Fahrzeugräder der Treibachse demontiert und statt dessen Hilfsräder 9 angeschraubt.
Diese sind in den Hauptabmessungen mit normalen Fahrzeugrädern weitgehend baugleich, d. h. sie weisen einen Felgenkranz 14 und einen darauf aufgezogenen Druckluftreifen 13 auf. Die Radscheibe 15 ist in dem Bereich zwischen dem Radschraubenkranz 16 und dem Felgenkranz 14 unterbrochen und es ist an dieser Stelle ein Zwischenlager 12 eingefügt, welches die beiden konzentrisch ineinanderliegenden Radteile in axialer und radialer Hinsicht drehbar zueinander lagert. Das Hilfsrad ist mit den normalen Radschrauben an den Radnabenflansch 38 angeschraubt. Die Radnabe ist in dem Achsträger 7 aufgrund der Radlager 17 drehbar gelagert und vom Antriebsmotor 2 her drehantreibbar. Dank des in dem Hilfsrad angeordneten Zwischenlagers ist ein solcher Drehantrieb auch bei stehendem Reifen 13 möglich. Die nach außen weisende Seite des Hilfsrades weist einen Flansch 36' auf, an dem eine Gelenkwelle 37 ankoppelbar ist, welche ihrerseits zu einem Bremsgenerator 10 führt, mit dem das Antriebsrad belastet werden kann.
Zur Anzeige der Drehgeschwindigkeit ist mit dem Bremsgenerator noch ein zusätzlicher Tachometer-Generator 11 gekoppelt. Bei dieser Anordnung ist es möglich, Leistungsmessungen an Kraftfahrzeugen durchzuführen, die mit den Rädern auf einem festen Untergrund stehen.
Wichtiger als die Leistungsmessung selber ist jedoch auch die Möglichkeit, daß man bei derartigen Leistungsmessungen bzw. Antriebsbelastungen auch die Verlagerungen der Achsteile und Antriebsräder unter den bei Traktion oder Schub auftretenden Krafteinwirkungen beobachten und messen kann.
Einen etwas komplizierteren Versuchsaufbau zeigt die Figur 2 anhand eines Kraftfahrzeuges 1' bei dem die Vorderachse die Treibachse 5' ist. Das Fahrzeug ist mittels Fahrzeuganbindungen 32 in allen drei Raumrichtungen fest auf dem Prüfstand verankert. Im Bereich der Fahrzeugräder sind besondere Radauflagerungen 21 angebracht, die in Form einer dreidimensional beweglichen Drehscheibe 28 ausgebildet ist. Und zwar ist ein Grundglied der Radauflagerung 21 in einer Vertikalführung 22 beweglich gelagert und mittels eines Hubzylinders auf und ab bewegbar. In diesem Grundglied ist über eine Querführung 25 ein Querschlitten 24 in Fahrzeugquerrichtung leichtgängig beweglich. Auf den Querschlitten seinerseits ist ein Längsschlitten 26 in Längsführungen 27 leichtgängig beweglich. Letzterer schließlich trägt die Drehscheibe 28 über ein Drehlager 29. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Hilfseinrichtung in Form einer Stütze 30 ausgebildet. Diese weist einen großen Außenkranz auf, der mit einem Stützfuß 31 verbunden ist, der seinerseits über ein Kipplager 33 und einen Flansch 34 mit der Drehscheibe 28 verbunden ist. Die Kippachse des Kipplagers 33 liegt parallel zur Fahrzeuglängsachse. Im übrigen ist der Stützfuß 31 etwa gleichachsig zur Drehachse der Drehscheibe 28 angeordnet. Über ein innerhalb des oben genannten Außenkranzes angeordnetes Zwischenlager 12' ist ein Befestigungsflansch in der erfindungsgemäßen Stütze angebracht, der an den Radnabenflansch anschraubbar ist und an den außenseitig auch eine zu einem Bremsgenerator oder dergleichen weiterführende Welle ankuppelbar ist.
Dank der schwimmenden und auch axialbeweglichen Halterung der Drehscheibe 28 kann sich diese frei im Raum bewegen, und es können die Einflüsse der traktions-bzw. schubbedingten Krafteinwirkungen auf die Radaufhängung leicht beobachtet werden. Die Drehscheibe ermöglicht auch eine solche Beobachtung bei eingeschlagenen Rädern. Zwar ist durch die Verwendung eines starren Stützfusses 31 die Reifenelastizität bei diesem Versuchsaufbau ausgeschaltet, jedoch kann der Stützfuß 31 auch als teleskopartiges Federbein mit einer gewissen Elastizität ausgebildet werden. Der Vorteil der Hilfsstütze nach Figur 2 gegenüber einem kompletten Hilfsrad nach Figur 1 oder nach Figur 3 liegt darin, daß die Sicht auf die Einzelteile der Radaufhängung und der meßtechnische Zugang weniger stark behindert ist.
Das in Figur 3 gezeigte Hilfsrad ist unter weitgehender Verwendung von Teilen normaler Fahrzeugräder aufgebaut.
Und zwar ist die Radscheibe eines normalen Fahrzeugrades im Bereich des äußersten Durchmessers am Felgenkranz 14 herausgetrennt. Statt dessen ist eine topfförmige Radscheibe 15' eingeschweißt, die in der Mitte einen Lagerstuhl aufweist zur Aufnahme von Zwischenlagern 12" zur drehbaren Lagerung eines Abtriebszapfens 35 bzw. 35' - es sind in der oberen bzw. in der unteren Hälfte zwei unterschiedliche Varianten des Abtriebszapfens dargestellt. In der unteren Bildhälfte von Figur 3 geht der Abtribszapfen 35' unmittelbar in einen Flansch über, der mittels der Radschrauben an den Radnabenflansch 38 anschraubbar ist. Bei dem in der oberen Bildhälfte dargestellten Ausführungsbeispiel ist der aus dem Fahrzeugrad herausgetrennte Radscheibenanteil 39 mit einer Hilfs-Radscheibe 39' verschweißt, die ihrerseits unmittelbar mit dem Abtriebszapfen 35 verbunden ist. In den Radscheiben 15' und 39' sind lagegleich zu den Radschrauben liegende Durchbrüche zum Durchstecken von Rohrschlüsseln angebracht. Diese Art der Hilfsräder 9' bzw. 9" mit zentrisch liegendem und gesondertem Abtriebszapfen 35 ist meist aus Platzgründen unumgänglich, weil radial außerhalb des Schraubenkranzes 16 ein Zwischenlager nicht mehr unterbringbar ist. Es ist dabei daran zu denken, daß in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Radscheibe Bremseinbauten und dergleichen am Fahrzeug vorgesehen sind, die mit einem solchen Lagereinbau kollidieren würden.
Bei dem in Figur 4 gezeigten und mit dem Prüfstandsaufbau nach Figur 2 ähnlichen Versuchsaufbau ist anstelle einer Hilfsstütze 30 ein Hilfsrad 9 vorgesehen. Die Radauflagerung 21' ist hier ebenfalls gegenüber der Radauflagerung 21 nach Figur 2 verändert, indem die Radauflagerung nicht nur in Vertikalrichtung anhebbar ist, sondern auch in beiden Horizontalrichtungen zwangsweise durch entsprechende Antriebe verfahrbar ist. Und zwar ist der Querschlitten 24 mit einem Querkraftzylinder 41 gekoppelt und mit diesem zwangsweise verschiebbar, wobei auch noch die Querkraft über einen in den Kraftfluß integrierten Kraftaufnehmer laufend feststellbar ist. Über einen ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellten Weggeber ist außerdem der Verschiebeweg in Querrichtung Teßbar. In gleicher Weise ist auch der Längsschlitten 26 mit einem Längskraftzylinder 40 gekoppelt, der es erlaubt, den Längsschlitten zwangsweise zu verschieben, wobei ebenfalls über einen Kraftaufnehmer die Verschiebekraft feststellbar ist.
Auch hier ist zusätzlich noch der Verschiebeweg feststellbar. Schließlich ist auch noch die Drehscheibe 28 über eine Gelenkwelle von einem Verdrehantrieb 42 aus mit einem Drehmoment um eine Vertikalachse beaufschlagbar. Auch hier können die eingeleiteten Drehmomente und die Verdrehwege laufend gemessen werden. Die Drehmomenteinleitung erfolgt so, daß dadurch keine Rückwirkungen oder Krafteinwirkungen auf die beiden Schlitten 24 und 26 ausgeübt werden. Um bei derartigen Krafteinleitungen das Hilfsrad 9 sicher an die Drehscheibe 28 ankuppeln zu können, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Hilfsrad unter Verwendung von Auflaufkeilen 43 und einem Spannband 44 fest auf die Oberseite der Drehscheibe aufgespannt. Die Radauflagerung 21' mit ihren insgesamt vierfachen Krafteinleitungsmöglichkeiten erlaubt die universellste und der Realität am nächsten kommende Simulation von Krafteinwirkungen und die entsprechende Messung der Lageveränderung des Fahrzeugrades.

Claims

Patentansprüche 1. Hilfseinrichtung für Kraftfahrzeug-Prüfstände zur Überprüfung des Bewegungsverhaltens von Teilen des Kraftfahrzeuges hunter bei Fahrbetrieb auftretenden, im Stillstand simulierten Krafteinwirkungen, gekennzeichnet durch eine anstelle eines antreibbaren Fahrzeugrades an dem entsprechenden Radnaben- oder Bremstrommelflansch (38) anschraubbare, die Radnabe höhengleich wie das Fahrzeugrad, jedoch im Stillstand drehbar halternde Stütze (9, 9', 9" 30), die einen zur Fahrzeugaußenseite weisenden und dort mit einer Verbindungsmöglichkeit für eine weiterführende Welle versehenen Abtriebsflansch (36, 36') umfaßt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß der Abtriebsflansch (36) von einem Abtriebszapfen (35, 35') gehalten ist, der zugleich der Lagerzapfen für die Radnabe des Fahrzeuges in der Stütze (9', 9") ist und gleichachsig zu ihr liegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerzapfen (35, 35') oder das den Abtriebsflansch (36, 36') bildende Teil für die Radnabe - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - kippfest in der Stütze (9, 9', 9", 30) gelagert und daß die Stütze (9, 9', 9", 30) in Fahrzeugquerrichtung kippbar am Boden aufgelagert ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gek e nn zei ch net , daß die Auflagerungsstelle der S--ütze (9, 9', 9", 30) am Boden lagemäßig etwa mit der Radaufstandsfläche des normalen Fahrzeugrades übereinstimmt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gek e nnzei ch net , daß die Stütze radähnlich einen mit dem Felgenkranz (14) des normalen Fahrzeugrades weitgehend baugleich ausgebildeten und in Relation zur Anschraubfläche zum Radnaben- bzw. Bremstrommelflansch (38) in Axial- und Radiallage lagegleich angeordneten Felgenkranz (14) und einen darauf aufgezogenen Druckluftreifen (13) aufweist, mit dem die Stütze (9, 9', 9") lose auf dem Untergrund aufgesetzt ist.
6. Hilfseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, gek enn zeich net durch ein anstelle eines antreibbaren Fahrzeugrades an dem entsprechenden Radnaben- oder Bremstrommelflansch (38) anschraubbares und mit ihm in den Hauptabmessungen weitgehend baugleichen Hilfsrad (9), welches innerhalb der Radscheibe (15) im Bereich radial zwischen dem Radschraubenkranz (16) und dem Felgenkranz (14) ein Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Zwischenlager (12) aufweist.