DE4208014C2 - Straßensimulationsprüfstand für Fahrzeugachsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Straßensimulationsprüfstand für Fahrzeugachsen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus VDI-Berichte 623, 1987, Meß- und Versuchs­ technik im Automobilbau, Seite 38 als bekannt hervorgeht.

Dort ist ein Straßensimulationsprüfstand gezeigt, bei dem die während einer Fahrt auf die Fahrzeugradaufhängung einwirkenden Kräfte durch Einleitung von vier Kräften auf einen anstatt des Fahrzeugrades an der Radnabe angebrachten Radersatz simuliert wird. Der Radersatz ist zweigeteilt und besteht aus einer Rad­ scheibe und einem darauf mittels eines Lagers drehbar verbun­ denen Außenring. An diesem Außenring befinden sich die Einlei­ tungspunkte von drei Kräften, nämlich der Längs-, der Vertikal- und der Querkraft. Die vierte eingeleitete Kraft ist die Bremskraft deren Krafteinleitungspunkt sich jedoch an der Radscheibe befindet. Die Kräfte werden über von Linearzylindern angetriebene Schubstangen erzeugt. Die erzeugten Kräfte werden an den Schubstangen während der Krafteinleitung gemessen.

Bei dem beschriebenen Prüfstand tritt bei Einleitung von Bremskräften ein systematisches Übersprechen auf die Längs­ kraftmeßstelle auf, die die Kopplung der beiden Kräfte über die Radaufhängung deutlich überschreitet. Da dieser Fehler systema­ tisch auftritt kann er zwar über entsprechende Meßdatenverarbei­ tung kompensiert werden, es bleibt jedoch ein Restfehler. Dieser Restfehler war lange Zeit tolerabel. Durch das verstärkte Komfortbedürfnis werden jedoch vermehrt nichtlineare Federele­ mente verwendet, bei denen dann eine Meßwertkorrektur nicht mehr zu befriedigenden Meßwerten führt.

Wie es beispielsweise aus der US 4 862 738 hervorgeht, ist es grundsätzlich bekannt, bei Radprüfständen auf das Rad einwirkende Momente in die Radnahbe einzuleiten. Dies gilt allerdings nur für mit geringen Amplituden schwingende Systeme, bei denen es nicht notwendig ist, große Stellwege in kurzer Zeit zu erzeugen und bei denen die in der Radaufhängung abgestützte Masse keine die Meßwerte beeinflussende Rolle spielt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Straßensimulations­ prüfstand dahingehend zu verbessern, daß der durch Kopplung der Brems- und Längskrafteinleitung erzeugte systematische Fehler verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Straßensimulationsprüfstandes erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Krafteinleitung von Längs-, Vertikal- und Querkraft auf den Radersatz erfolgen in der selben Weise wie bei dem schon bekannten Straßensimulationsprüfstand. Die Einleitung der Bremskraft erfolgt nun jedoch mittels einer in Verlängerung der Radnabe an dem Radersatz angebrachten Gelenkwelle, an der mit einem an dem anderen Ende angebrachten Schwenkmotor Bremsmomen­ te eingeleitet werden. Durch diese Form der Bremskrafteinleitung tritt nur noch eine geringe Kopplung zwischen Brems- und Längskrafteinleitung und damit geringe systematische Fehler auf.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfol­ gend noch erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von der Anordnung der Schubstangen und der Gelenkwelle an einer vorderen Radnabe,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Radersatzes und der Krafteinleitung und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Radersatzes und der Gelenkwelle zur Einleitung der Bremskraft.

In Fig. 1 ist die Art der Krafteinrichtung ersichtlich. Anstelle des Rades ist an der Radnabe ein Radersatz 1 montiert. In dieser Darstellung wurde zur Vereinfachung der Darstellung ein verein­ fachter Radersatz 1 gezeichnet. An ihm greifen von Linearstel­ lern 13 angetriebene Schubstangen 8 zur Beaufschlagung von Längskraft 4, Vertikalkraft 5 und Querkraft 6 an. Konzentrisch zur Radnabe ist eine Gelenkwelle 11 angeflanscht. Über eine Meßnabe 12 wird das von dem Schwenkmotor 10 erzeugte Drehmoment gemessen. An den Schubstangen 8 sind zur Kraftmessung die Senso­ ren 9 angebracht, die während der Simulation die erzeugten Kräfte messen.

Die Anbringung der Schubstangen und der Gelenkwelle an dem ver­ wendeten Radersatz 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Radersatz besteht aus dem Außenring 3, der über das Lager 14 mit der Rad­ scheibe 2 verbunden ist. An dem Außenring greifen die Schub­ stangen 8 in zumindest einem Freiheitsgrad gelenkig an. Die Einleitung der Längskraft 4 erfolgt dabei horizontal in Fahrt­ richtung auf Höhe der Radnabe, die der Querkraft 6 ebenfalls horizontal, aber quer zur Fahrtrichtung in dem dem Radaufstands­ punkt entsprechenden Bereich des Außenrings 3. Die Vertikalkraft 5 wird ebenfalls im Radaufstandspunkt des Außenrings 3 vertikal eingeleitet, wobei zur Verhinderung des Verdrehens des Außen­ rings die Anlenkung der entsprechenden Schubstange an zwei sym­ metrisch zu der durch den Radnabenmittelpunkt verlaufenden Vertikalachse liegenden Punkten des Radaußenrings 3 erfolgt. Die Einleitung der Bremskraft 7 erfolgt über die Gelenkwelle 11. Sie ist in der Fortsetzung der Radnabe 16 an der Radscheibe 2 über ein Kreuzgelenk 18 mit den Radschrauben 17 befestigt. In dem aufgeschnittenen Bereich der Radscheibe ist der Bremssattel 15 sichtbar.

Die Anordnung der Gelenkwelle ist in der Seitenansicht nach Fig. 3 dargestellt. Mit den Radschrauben 17 ist ein Kreuzgelenk 18 an der Radscheibe 2 des Radersatzes 1 befestigt. An dem Kreuzgelenk ist die Gelenkwelle 11 angelenkt. Am anderen Ende der Gelenkwelle 11 ist hinter einer Schiebemuffe 19 das zweite Kreuzgelenk angeordnet. Dies ist wiederum an der Meßnabe 12 befestigt, die an dem Schwenkmotor 10 angebracht ist. An der Meßnabe wird das die Bremskraft simulierende Drehmoment während der Simulation gemessen.

Claims (6)

1. Straßensimulationsprüfstand für Fahrzeugachsen, die in einer fixierten Karosserie oder in einem die Achse fixierenden Prüf­ rahmen fahrzeugidentisch eingebaut sind und die folgende Merk­ male aufweist:

• - an Stelle des Rades ist ein Radersatz (1), bestehend aus einer Radscheibe (2) und einem mit der Radscheibe (2) durch ein Lager (14) drehbar verbundenen Außenring (3), montiert,
• - es erfolgt eine prozeßrechnergesteuerte Krafteinleitung von Längs- (4), Vertikal- (5), Quer- (6) und Bremskraft (7),
• - die voneinander verschiedenen Einleitungspunkte der Längs- (4), Vertikal- (5) und Querkraft (6) befinden sich auf dem Außenring (3) des Radersatzes,
• - an dem Einleitungspunkt jeder dieser Kräfte ist eine Schub­ stange (8) angebracht, die an ihrem anderen Ende an einem Antriebsmittel (13,10) zum Verfahren der Schubstange (8) in Längsrichtung der jeweiligen Schubstange (8) angebracht ist,
• - an jeder Schubstange sind Sensoren (9) zur Messung der eingeleiteten Kraft während der Krafteinleitung angebracht,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Einleitung der Bremskraft (7) als Drehmoment über eine von einem Schwenkmotor (10) antreibbare, mit der Radnabe (16) verbundene Gelenkwelle (11) erfolgt.

2. Straßensimulationsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeleitete Bremskraft (7) an der Gelenkwelle (11) mittels einer Meßnabe (12) während der Krafteinleitung gemessen wird.

3. Straßensimulationsprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßnabe (12) zwischen Schwenkmotor (10) und Gelenkwelle (11) angebracht ist.

4. Straßensimulationsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Radersatzes (1) und die daran abgestützten Massen der Schubstangen (8) beziehungsweise der Gelenkwelle (11) der Masse eines Rades in etwa entsprechen.

5. Straßensimulationsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Prüfung von angetriebenen Fahrzeugachsen an der Antriebsseite der Radnabe (16) der Fahrzeugräder ein weiterer Schwenkmotor Momente zur Simulation von Antriebs- bzw. Schub­ momenten über eine Gelenkwelle einleitet.