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Auf elektrischer Leistungsmessung beruhender Prüfstand für fahrfertige
Kraftvagen Wenn der in einen Kraftwageneingebaute Motor auch bereits nach der Fertigstellung
des Kraftwagens- einer Prüfung auf Betriebsfähigkeit unterzogen wird, so ist es
doch zweckmäßig und in vielen Fällen sogar ürforderlich, seine Leistung im fahrfertigen
Kraftwagen festzustellen. Die Notwendigkeit einer solchen Prüfung tritt dann auf,
wenn der Wagen nicht die vorausgesetzten Fahreigenschaften aufweist, wenn er überholt
worden ist und wenn er längere Zeit im Betrieb gewesen ist. In solchen Fällen den
Motor allein zu prüfen, wäre unzweckmäßig, da auf seine Leistung auch die Eigenschaften
der Kraftübertragungsmittel zu den Treibrädern von Einfluß sein können.
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Die sich im praktischen Gebrauch befindlichen Prüfstände für fahrfertige
Kraftwagen sind durchgehend sogenannte Rollenprüfstände; Rollenprüfstände deshalb,
weil der Wagen auf Rollen aufgesetzt wird, die von den Treibrädern angetrieben werden
und mit Meßvorrichtungen ausgerüstet sind. Die angetriebenen Rollen sind entweder
mit einem hydraulischen oder elektrischen Meßgerät verbunden. In den meisten Fällen
ist jede Rolle mit einem elektrischen Stromerzeuger gekuppelt oder bildet selbst
einen Teil des Stromerzeugers. Die Leistung kann dabei unmittelbar generatorisch
gemessen werden, oder sie wird bei Anwendung sogen.annter P.endelmaschinen aus Drehzahl
und Drehmoment ermittelt. Der Rollenprüfstand besitzt zweifellos den Vorteil, daß
die Herrichtungsarbeiten für die Prüfung des Wagens verhältnismäßig gering sind:
Der Wagen braucht nur auf die Rollen aufgefahren zu werden und ist nach Anlegen
einer Festhaltevorrichtung im allgemeinen prüffähig. Der wesentliche Mangel der
Prüfung auf dem Rollenprüfstand liegt jedoch darin, daß der sowohl theoretisch-
wie praktisch nicht genau- ermittelbare Schlupf in die Messung eingeht. je höhere
Anforderungen man an die Genauigkeit des Prüfvorganges stellt, um so weniger wird
man mit einem Rollenprüfstand arbeiten können. jedenfalls wird man für die Bedürfnisse
der Praxis, die nicht mit laboratoriumsmäßigen Einrichtungen ,arbeiten kann, mit
dem Rollenprüfstand nicht auskommen. Auch vom betrieblichen Standpunkt aus gesehen
ist er vielfach unzweckmäßig, da er zu einer starken Beanspruchung des Reifenmaterials
führt, und vor allem dann, wenn die Rollen mit Rillen versehen werden, um die Reibung
zwischen Reifen und Rollen zu erhöhen.
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Andere bekanntgewordene Vorschläge sind bisher praktisch nicht verwirklicht
worden. Da sie jedoch schon näher in Richtung der Erfindung liegen, so seien sie
:an dieser Stelle erwähnt. Man hat nämlich bereits daran gedacht, von, der Auflage
der Treibräder auf Rollen abzusehen, vielmehr den Wagen während der Prüfung anzuheben
und die Treibräder auf einen Generator arbeiten zu lassen. Gegen die praktische
Ausführung solcher Vorschläge sprechen jedoch wesentliche Bedenken. Zunächst gibt
die Verwendung eines einzigen
Stromerzeugers für die beiden Treibräder
kein einwandfreies Messungsbild. Man erhält wohl die gesamte Antriebsleistung in
der Messung, hat aber kein Bild darüber, wie sich die Leistung auf die beiden Räder
verteilt. Gerade diese Ermittlung kann aber von sehr großem Werte für die Beurteilung
der Fahreigenschaften des Wagens sein, denn eine Ungleichheit der an den Rädern
abgenommenen Leistungen ergibt ein Kräftepaar, das bestrebt ist, den Wagen um eine
Achse zu drehen. Wenn man eine solche Ungleichheit durch die Messung nicht feststellen
kann, so hat die ganze Prüfung unter Umständen ihren Wert verloren. Weiter ist die
für diese Fälle vorgeschlagene Kraftübertragung genau so unzweckmäßig wie beim Rollenprüfstand.
Man will nämlich auf die Treibräder Riemenscheiben aufsetzen und den gemeinsamen
Generator durch zwei Riemen antreiben. Damit geht in die Messung wieder der nicht
erfaßbare Schlupf ein. Die Messung wird also fehlerhaft. Auch wenn man an Stelle
von Treibriemen Zahnketten verwendet, wird die Messung ungenau; denn die Reibung
derartiger Ketten kann sehr stark wechseln, je nach der Oberflächenbeschaffenheit
der aufeinandergleitenden Flächen, und damit entsteht wiederum ein Unsicherheitsfaktor.
Besonders ungünstig wirkt sich bei dieser Anordnung der Umstand aus, daß die Größe
der Spannkräfte des Übertragungsmittels nicht .ein für allemal festliegt. Je nachdem
wie stark die Hebeböcke angezogen werden, erhält man eine größere oder kleinere
Spannkraft, verschiedene Reibungskoeffizienten und verschie-. dene Achsdrücke. Das
:alles führt dazu, daß man auch mit einem solchen Gerät keine hinreichend sicheren
Messungen ausführen kann.
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Die Erfindung macht von dem an sich vollkommen richtigen Gedanken
Gebrauch, den Kraftwagen während der Prüfung anzuheben, also nicht das Wagengewicht
in die Messung einzuführen. Es wird aber für .jedes der Treibräder ein besonderer
Stromerreger verwendet, so daß man also die Treibradleistung in an sich bekannter
Weise einzeln ermitteln kann, und schließlich wird, was von ausschlaggebender Bedeutung
ist, zur Verbindung des Stromerzeugers mit dem Treibrad eine Kupplung verwendet,
bei der ein Gleitern und Schlüpfen nicht eintreten kann. Es gelingt durch diesen
neuen Aufbau eines Prüfstandes für fahrfertige Kraftwagen zum ersten Male, die an
jedem Treibrad vorhandene Leistung ohne unübersehbare Fehlerquellen zu ermitteln.
Hierdurch wird es :auch zum ersten Male möglich, ganz geringe Leistungsdifferenzen
festzustellen, die bei den älteren Vorschlägen durch die erwäluiten Fehlerquellen
innerhalb der Fehlergrenzen liegen würden und infolgedessen nicht feststellbar wären.
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Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß man bei dem Prüfstand gemäß
der Erfindung die bei dem erwähnten älteren Vorschlag erforderlichen Riemen- oder
Kettenscheiben, die erst umständlich am Rad befestigt werden müssen, nicht benötigt;
man kann vielmehr die Kupplung zwischen Treibrad und Stromerzeuger als Klemmkupplung
ausbilden, die unmittelbar an den Radreifen angreift. Hierdurch läßt sich die Zeit
;einer Prüfung sehr stark herabsetzen.
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'Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen erläutert. Abb. r zeigt
den Aufbau des Prüfstandes, wobei der Einfachheit halber nur die Hinterachse des
Kraftwagens dargestellt ist. Abb. 2 stellt schematisch eine Ausbildungsmöglichkeit
der Kupplung dar, Abb. 3 eine Einzelheit hierzu.
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Die Treibachse a mit dem Differential wird, nachdem sie soweit wie
möglich mit den Achsen der beiden Stromerzeuger d in die Achsrichtung gebracht ist,
in an sich bekannter Weise durch Hebeböcke t angehoben, und zwar hierbei so weit,
bis sie auch in der Höhenlage der Achsen dieser beiden Stromerzeuger liegt. Um die
Reifen b werden dann die Kupplungsarme c herumgelegt, wobei man durch die Handräder.e
die Stromerzeuger so weit an die Treibräder heranschieben kann, daß die Kupplung
faßt. Diese besteht aus einzelnen Armen c mit dachartigen Klemmflächen, die in der
Weise ,angeordnet sind, daß je zwei zusammengehörige Dachflächen in einem Winkel
zueinander stehen. Man erhält also unter Berücksichtigung der Zusammendrückung des
Reifens beim Anziehen der Kupplung vier verhältnismäßig große Berührungsflächen
j e Arm, die ein Verrutschen des Reifens b praktisch völlig verhindern.
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Es wird, wenn man :ein umständliches Ausrichten aus Zeitgründen nicht
vornehmen kann, vorkommen, daß die Treibachsen nicht genau mit den Achsen der Stromerzeuger
zusammenfallen. Dann könnten unter Umständen starke Stöße und Schläge beim Laufen
des Motors entstehen. Eine gewisse Nach- ; giebigkeit der Kupplung wird indessen
schon dadurch erzielt, daß deren Klemmbacken an den elastischen Luftreifen angreifen.
Sollte diese Elastizität noch nicht ausreichen, so kann man hier abhelfen, wenn
man gemäß der Erfindung die Kupplung selbst noch elastisch oder nachgiebig ausbildet.
Man kann auch z. B. eine Gelenkwelle zwischenschalten.
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Wählt man für die Leistungsmessung z. B. i Gleichstrommaschinen mit
Fremderregung und schaltet man die Anker der beiden Maschinen
in
Reihe, so hat man auf beiden Seiten das gleiche Drehmoment erzwungen. Wünscht man
gleiche Umlaufgeschwindigkeit beider Treibräder, so kann man z. B. die Anzapfungen
beider Anker durch Schleifringe elektrisch miteinander verbinden. Die in den Verbindungen
liegenden, zwischen den Schleifringen auftretenden Ströme geben dann Aufschluß über
etwaige Unterschiede in den Drehmomenten beider Treibräder. Man kann somit das Verhalten
des Wagens auf der Straße durch den Prüfstand nachbilden und erhält insbesondere
Aufschlüsse über das richtige Arbeiten des Differentials und über die richtige Beschaffenheit
der Lagerstellen.
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Gleichzeitig erlaubt der Prüfstand in an - sich bekannter Weise, wenn
man die Stromerzeuger, wie es zu diesem Zweck schon vorgeschlagen worden ist, als
Motoren laufen läßt, eine Nachprüfung der Bremsen. Will man bei Wagen mit Vorderradbremsen
auch diese prüfen, so sind hierfür besondere Mo-- toren aufzustellen. In diesem
Falle, aber auch wenn man nur die Bremsprüfung ran den Treibrädern vorsieht, :erhält
man für jede Bremse getrennt das richtige Ergebnis.