DE4216843A1 - Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei bekannten Kraftfahrzeug-Rollenprüfständen wird für jede rotierende Laufrolle eine eigene Brems- und/oder Antriebsma­ schine benötigt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand so auszubilden, daß er kon­ struktiv einfacher und preiswerter ist, und trotzdem mit ihm alle wesentlichen Kraftfahrzeug-Fahrsituationen mit einer hohen Regelgüte simuliert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Mit dem Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand nach der Erfindung kön­ nen genau definierte Drehzahldifferenzen sowohl zwischen Vor­ derachse und Hinterachse als auch zwischen linker Antriebs­ seite und rechter Antriebsseite in das zu testende Kraftfahr­ zeug eingeleitet werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit beispielsweise Kurvenfahrten zu simulieren oder das Verhalten bei verschiedenen Antischlupfsituationen zu überprüfen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von mehreren bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestell­ ten Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand nach der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Prüfachse im Detail des Rollenprüfstandes von Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform im Detail einer Prüf­ achse eines Kraftfahrzeug-Rollenprüfstandes nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Kraftfahrzeug- Rollenprüfstandes nach der Erfindung, und

Fig. 5 eine Prüfachse im Detail des Rollenprüfstandes von Fig. 4.

Der in Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Kraftfahrzeug- Rollenprüfstand nach der Erfindung besteht aus je einer Rollenprüfstandseinheit 10 und 12 mit je einer theoretischen Prüfachse 14 und 16. Jede Rollenprüfstandseinheit kann selb­ ständig als Rollenprüfstand verwendet werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform bilden beide Rollenprüf­ standseinheiten 10 und 12 zusammen einen einzigen Rollenprüf­ stand, mit welchem zwei Achsen, insbesondere eine Vorderachse und eine Hinterachse, eines Kraftfahrzeuges gleichzeitig ge­ testet werden können. Die beiden Rollenprüfstandseinheiten 10 und 12 sind entgegengesetzt zueinander auf einem Fundament angeordnet und die zweite Rollenprüfstandseinheit 12 ist ent­ sprechend einem Doppelpfeil 18 rechtwinklig zur Achslängser­ streckung relativ zur ersten Prüfstandseinheit 14 verstell­ bar. Dadurch kann der radiale Abstand der beiden Prüfachsen 14 und 16 dem Achsabstand von Vorderachse und Hinterachse verschiedener Kraftfahrzeuge angepaßt werden.

Da die Teile bei beiden Rollenprüfstandseinheiten 10 und 12 identisch sind, wird im folgenden nur die erste Rollenprüf­ standseinheit 10 im Detail beschrieben. Sie enthält zwei mit axialem Abstand voneinander auf der Prüfachse 14 angeordnete Laufrollen 1, auf welchen die betreffenden linken und rechten Räder des zu testenden Kraftfahrzeuges stehen; eine Brems- und/oder Antriebsmaschine 2, welches eine Bremsmaschine ist oder als Bremsmaschine arbeitet, wenn die Laufrollen 1 über die auf ihnen stehenden Kraftfahrzeugräder durch den Kraft­ fahrzeugmotor des zu testenden Kraftfahrzeuges angetrieben werden, und welche als Motor ausgebildet ist oder als Motor arbeitet, wenn die Maschine 2 die Laufrollen 1 antreiben soll, so daß die Laufrollen 1 die auf ihnen stehenden Kraft­ fahrzeugräder treiben; ein drehmomentübertragendes Verbin­ dungselement 3, beispielsweise in Form einer Kupplung; ein über das Verbindungselement 3 mit der Brems- und/oder An­ triebsmaschine 2 antriebsmäßig verbundenes Verteilergetriebe 4, welches mindestens ein Planetengetriebe enthält und die Bremsleistung von den beiden Laufrollen 1 auf die Bremsma­ schine 2 überträgt oder die Antriebsleistung von der An­ triebsmaschine 2 auf die beiden Laufrollen 1 überträgt; einen Überlagerungsantrieb 5, mit welchem über das Verteilerge­ triebe 4 den Laufrollen 1 zusätzliche Drehzahlen in Drehrich­ tung oder in Gegendrehrichtung überlagert werden können. Die Maschine 2 kann eine elektrische Maschine sein, welche für den Bremsbetrieb als Generator arbeitet und für den Antriebs­ betrieb als Motor arbeitet.

Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 2 die Rollenprüf­ standseinheit 10 im Detail beschrieben. Das Verteilergetriebe 4 enthält zwei Planetengetriebe 22 und 24, ein erstes Kegel­ radgetriebe 26 mit einem kleinen Kegelrad 27 und einem großen Kegelrad 28, und ein zweites Kegelradgetriebe 30 mit einem Antriebskegelrad 32 und zwei mit ihm in Eingriff befindlichen Abtriebskegelrädern 33 und 34. Die Brems- und/oder Antriebs­ maschine 2 hat eine Eingangs- oder Ausgangswelle 36, welche rechtwinkelig zur Prüfachse 14 angeordnet ist und über eine Kupplung 38 mit einer Kegelradwelle 40 verbunden ist, auf de­ ren von der Kupplung 38 abgewandtem Ende das kleine Kegelrad 27 bis ersten Kegelradgetriebe 26 drehfest angeordnet ist. Das große Kegelrad 28 des ersten Kegelradgetriebes 26 sitzt drehfest auf einer Verteilerwelle 42, die sich axial zur er­ sten Prüfachse 14 erstreckt und an ihren Enden je drehfest mit einem Sonnenrad 44 der beiden Planetengetriebe 22 und 24 verbunden ist. Planetenräder 46 sind drehbar in Planetenträ­ gern 48 gelagert und einerseits mit dem Sonnenrad 44 und an­ dererseits mit einem Hohlrad 50 in Zahneingriff. Jeder Plane­ tenträger 48 ist über eine Kupplung 52 mit einer Rollenachse 54 drehfest verbunden. Die Hohlräder 50 sind je mit einem axial neben ihnen angeordneten Zahnrad 58. drehfest verbunden. Dieses Zahnrad 58 des ersten Planetengetriebes 22 ist mit ei­ nem im Durchmesser wesentlich kleineren Zahnrad 60 in Zahn­ eingriff, welches auf einer ersten sogenannten "auf Nullwelle 62" drehfest angeordnet, mit welcher auch das Abtriebskegel­ rad 33 drehfest verbunden ist. Das mit dem Hohlrad 50 des zweiten Planetengetriebes 24 drehfest verbundene Zahnrad 58 ist mit einem im Durchmesser wesentlich kleineren Zahnrad 64 in Eingriff, wäre es auf einer zweiten sogenannten Nullwelle 66 drehfest angeordnet ist, auf welcher auch das zweite Abtriebskegelrad 34 drehfest angeordnet ist.

Der Überlagerungsantrieb 5 hat eine Abtriebswelle 67, die rechtwinklig zur Prüfachse 14 angeordnet ist und über eine Kupplung 68 mit einer Welle 70 verbunden ist, auf welcher das Antriebskegelrad 32 des Kegelradgetriebes 30 drehfest ange­ ordnet ist.

Der Überlagerungsantrieb 5 ist vorzugsweise ein Motor, bei­ spielsweise ein Elektromotor. Der Überlagerungsantrieb 5 kann jedoch auch ein Getriebe sein, welches über ein nicht darge­ stelltes Verbindungsgetriebe von der Antriebsmaschine 2 oder einem anderen Motor angetrieben wird.

Wenn der Überlagerungsantrieb 5 die beiden Nullwellen 62 und 64 nicht - rotierend im Stillstand festhält, dann werden die beiden Laufrollen 1 mit einer Drehzahl und einem Drehmoment angetrieben, welches von der Drehzahl und dem Drehmoment der Brems- und/oder Antriebsmaschine 2 oder der Drehzahl und dem Drehmoment des Fahrzeugmotors des zu testenden Fahrzeuges ab­ hängig ist, welches mit seinen angetriebenen Fahrzeugrädern auf den Laufrollen 1 steht.

Wenn der Überlagerungsantrieb über seine Antriebswelle 67 das Antriebskegelrad 32 in einer bestimmten Drehrichtung dreht, dann werden die beiden Nullwellen 62 und 66 von den Abtriebs­ kegelrädern 33 und 34 ebenfalls angetrieben, jedoch mit Bezug aufeinander in entgegengesetzten Drehrichtungen. Dadurch wer­ den über die Planetengetriebe 22 und 24 die Drehzahl der einen Laufrolle 1 beschleunigt und die Drehzahl der anderen Laufrolle verlangsamt. Dabei kann auch eine Drehrichtungsum­ kehr an den Laufrollen 1 erfolgen. Dieses Prinzip der Lei­ stungsüberlagerung ist bei Kettenfahrzeugen bekannt und dient dort zum Antrieb und zur Lenkung der Fahrzeugketten. In An­ wendung auf den Rollenprüfstand hat dieses Prinzip den Vor­ teil, daß auch sehr kleine Drehzahldifferenzen zwischen den Drehzahlen der beiden Laufrollen 1 der Prüfachse 14 sehr ge­ nau erzeugt werden können. Dadurch erhält man eine sehr hohe Regelgenauigkeit des Prüfstandes, die wesentlich genauer ist, als die Regelgenauigkeit, mit welcher Drehzahlen und Drehzah­ lenunterschiede an der Brems- und/oder Antriebsmaschine 2 oder am Überlagerungsantrieb 5 erzeugt werden können. Ein wei­ terer Vorteil besteht darin, daß für beide Laufrollen 1 nur eine einzige Brems- und/oder Antriebsmaschine 2 benötigt wird. Die Drehzahlen und Drehmomente verteilen sich über das Verteilergetriebe 4 gleichmäßig auf beide Laufrollen 1, kön­ nen jedoch auch insgesamt auf nur die eine oder die andere dieser beiden Laufrollen 1 übertragen werden. Während bei Normalbetrieb die Leistung auf beide Laufrollen 1 verteilt wird, kann die Leistung beider Rollen auf eine Rolle verla­ gert werden, ohne daß dafür eine doppelt so große Brems- und/oder Antriebsmaschine 2 erforderlich ist.

Wenn Drehzahlüberlagerungen nur an einer der beiden Laufrol­ len 1 erforderlich sind, dann braucht lediglich die Nullwelle für die betreffende andere Laufrolle weggelassen zu werden. In diesem Falle kann auch das erste Kegelradgetriebe 30 weg­ gelassen werden und der Überlagerungsantrieb 5 kann unmittel­ bar an die verbleibende Nullwelle angekuppelt werden. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt und dort mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 2 versehen. Die Rollen­ prüfstandseinheit von Fig. 3 ist um 180° gedreht zur Fig. 2 dargestellt und kann zur Rollenprüfstandseinheit von Fig. 2 eine zweite Rollenprüfstandseinheit bilden, entsprechend der Rollenprüfstandseinheit 12 von Fig. 1. Entsprechend dieser Möglichkeit ist mit Fig. 3 die Rollenprüfstandseinheit mit der Bezugszahl 12 und deren Prüfachse mit der Bezugszahl 16 versehen. Das Hohlrad 50 des zweiten Planetengetriebes 22 ist mit einem Getriebegehäuse 74 drehfest verbunden und dadurch nicht-rotierend angeordnet. Die in Fig. 3 mit gleichen Be­ zugszahlen wie in Fig. 1 versehenen Teile sind in gleicher Weise ausgebildet und haben die gleiche Funktion wie in Fig. 2, und werden deshalb hier nicht nochmals beschrieben.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2 und 3 befindet sich das Verteilergetriebe 4 im Zwischenraum 76 zwischen den beiden Laufrollen 1. Die Brems- und/oder Antriebsschiene 2 und der Überlagerungsantrieb 5 befinden sich ebenfalls in diesem Zwischenraum 76 oder ragen in diesen hinein. Wenn hierfür wegen des Verteilergetriebes 4 kein Platz ist, dann können sich diese Teile entsprechend dem Überlagerungsantrieb 5 von Fig. 2 auch radial außerhalb dieses Zwischenraumes 76 zwischen den beiden Laufrollen 1 befinden. Diese Ausführungs­ form ist dann sehr platzsparend, wenn der Abstand zwischen den Laufrollen 1 groß genug ist, daß zwischen ihnen das Ver­ teilergetriebe 4 angeordnet werden kann.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher die Laufrollen 1 axial so eng nebeneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen das Verteilergetriebe 4 keinen Platz hat. Deshalb ist bei dieser Ausführungsform das Verteilergetriebe 4 auf Zweiverteilergetriebe-Teileinheiten 4/1 und 4/2 aufge­ teilt. Dabei befindet sich das erste Planetengetriebe 22 mit dem am Getriebegehäuse 74 drehfestblockierten Hohlrad 50 axial auf der Seite der einen Laufrolle 1, welche von der an­ deren Laufrolle 2 abgewandt ist. Das zweite Planetengetriebe 24 mit dem vom Überlagerungsantrieb 5 drehbaren Hohlrad 50 befindet sich axial auf der Außenseite der anderen Laufrolle 1, welche von der einen Laufrolle 1 abgewandt ist. Zwischen den beiden Laufrollen 1 befinden sich keine Getriebeteile. Die Welle 42, welche die Sonnenräder 44 der beiden Planeten­ getriebe 22 und 24 drehfest miteinander verbindet, erstreckt sich durch beide Laufrollen 1 hindurch, ist jedoch mit diesen nicht drehfest verbunden. Die eine Laufrolle 1 ist über Kupp­ lungen 52 mit dem Planetenträger 48 des ersten Planetenge­ triebes 22 drehfest verbunden. Die andere Laufrolle 1 ist über andere Kupplungen 52 mit dem Planetenträger 48 des zwei­ ten Planetengetriebe 24. drehfest verbunden. Die Ausführungs­ form von Fig. 5 funktioniert in der gleichen Weise wie die Ausführungsform von Fig. 3. Die einzelnen Teile werden des­ halb nicht nochmals beschrieben.

Die Rollenprüfstandseinheit von Fig. 5 ist dort mit 12/2 be­ zeichnet. Der gesamte Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand kann als zwei solchen Einheiten gem. Fig. 5 bestehen, wobei die andere Einheit axial zur einen Prüfachse 14 angeordnet ist, entspre­ chend Fig. 4. Beide Einheiten 12/2 und 10/1 bilden zusammen einen Kraftfahrzeugrollenprüfstand, mit welchem gleichzeitig die Vorderachse und die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges und auch die Zusammenwirkung beider Kraftfahrzeugachsen getestet werden kann.

In abgewandelter Ausführungsform kann jedes Planetengetriebe 22 und 24 mit einem eigenen Überlagerungsantrieb 5 versehen sein.

Claims (7)

1. Kraftfahrzeug-Rollenprüfstand mit folgenden Merkmalen: Mindestens einer Prüfachse (14, 16); je Prüfachse minde­ stens zwei mit axialem Abstand voneinander angeordnete Laufrollen (1) zum Tragen von zwei Kraftfahrzeugrädern der Vorderachse oder der Hinterachse eines zu prüfenden Kraft­ fahrzeuges; eine Brems- und/oder Antriebsmaschine (2) zum Bremsen der von den Fahrzeugrädern angetriebenen Laufrol­ len (1) oder zum Antreiben der Laufrollen (1); dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilergetriebe (4; 4-1, 4-2) vorgesehen ist, welches mindestens ein Pla­ netengetriebe (22, 24) enthält; daß ein Überlagerungsan­ trieb (5) vorgesehen ist; daß ein erster Rotationsteil (44) des Planetengetriebes (22, 24) mit der Brems- und/ oder Antriebsmaschine (2) antriebsmäßig verbunden ist; daß ein zweiter Rotationsteil (48) des Planetengetriebes mit einer der beiden Drahtrollen (1) antriebsmäßig verbunden ist, und daß ein dritter Rotationsteil des Planetengetrie­ bes mit dem Überlagerungsantrieb (5) antriebsmäßig verbun­ den ist; der Art, daß der Drehzahl und Drehrichtung, mit welcher die Laufrolle (1) angetrieben wird, die Drehzahl und Drehrichtung des Überlagerungsantriebes (5) überlagert wird, so daß die Drehzahl und die Drehrichtung der Lauf­ rolle von beiden Drehzahlen und von beiden Drehrichtungen abhängig ist.

2. Rollenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Planetengetriebe (22) vorgesehen ist, daß ein erster Rotationsteil des zweiten Planetengetriebes (22) mit der Brems- und/oder Antriebsmaschine (2) an­ triebsmäßig verbunden ist, daß ein zweiter Rotationsteil (48) des zweiten Planetengetriebes (22) mit einer zweiten Laufrolle (1) antriebsmäßig verbunden ist, und daß ein dritter Teil des zweiten Planetengetriebes (22) nicht- rotierend angeordnet ist (Fig. 3 und 5).

3. Rollenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Planetengetriebe (22) vorgesehen ist, daß ein erster Rotationsteil (44) des zweiten Planetengetrie­ bes (22) mit der Brems- und/oder Antriebsmaschine (2) an­ triebsmäßig verbunden ist, daß ein zweiter Rotationsteil (48) des zweiten Planetengetriebes (22) mit der zweiten Laufrolle (1) antriebsmäßig verbunden ist, und daß ein dritter Rotationsteil (50) des zweiten Planetengetriebes (22) mit dem Überlagerungsantrieb (5) der einem zweiten Überlagerungsantrieb (5) antriebsmäßig verbunden ist.

4. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebe im wesentlichen im axialen Zwischenraum (76) zwischen den beiden Laufrol­ len (1) angeordnet sind.

5. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebe (22, 24) axial außerhalb der beiden Laufrollen (1) angeordnet sind.

6. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Prüfachsen (14, 16) vorgesehen sind, daß bei jeder Prüfachse mindestens zwei Laufrollen (1), ein Verteilergetriebe (4), eine Brems- und/oder Antriebsmaschine (2) und mindestens ein Überlage rungsantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet sind.

7. Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Prüfachsen auf (14, 16) vorgesehen sind und daß mindestens eine davon relativ zur anderen rechtwinklig zur Achslängsrichtung verstellbar ist.