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Einrichtung zur Bestimmung der Bremswirkung an Kraftfahrzeugen o.
dgl. Zur Prüfung der Bremsen von Kraftfahrzeugen o. dgl. ist eine Reihe von Vorrichtungen
bekannt, die im allgemeinen darauf beruhen, daß eines oder mehrere der Fahrzeugräder
auf je eine oder mehrere Rollen aufgelagert werden, die eine Drehung des betreffenden
Rades zur Überwindung der Bremsreibung veranlassen, wobei aus der hierbei notwendigen
Leistung die Bremskraft entnommen wird. In anderen Fällen werden die Räder, die
ebenfalls auf Rollen stehen, auf eine bestimmteGeschwindigkeit gebracht, wobei dann
nach Anziehen der Bremse der Auslaufweg durch eine mit der Rolle-bzw. den Rollen
verbundene Vorrichtung gemessen wird. Alle diese und ähnliche Vorrichtungen sind
in der Anlage sehr kompliziert. Die Meßvorrichtungen und die Übertragung der Anzeige
erfordern -große Genauigkeit, da kleine Übertragungsungenauigkeiten große Fehler
bei der Meßvorrichtung hervorrufen. Infolgedessen sind alle diese Anlagen sehr teuer
und für die Zwecke der praktischen Bremsprüfung zum großen Teil unwirtschaftlich.
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Abgesehen von diesen Nachteilen haben die beschriebenen Vorrichtungen
noch das eine gemeinsame Kennzeichen, daß zur Feststellung der Bremskraft stets
das Wagengewicht bzw. die Belastung des einzelnen Rades festgestellt werden muß.
Bei der Bremsprüfvorrichtung nach der Erfindung ist die Feststellung des Gewichtes
bzw. der Belastung aus dem Grunde nicht notwendig, weil nicht die Bremskraft als
solche, sondern das Verhältnis der Bremskraft zur Belastung festgestellt wird. Der
dadurch erhaltene Wert genügt für die genaue Feststellung der Bremswirkung, wie
es die folgenden Darlegungen über die theoretischen Grundlagen beweisen.
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Es sind zwar Bremsprüfvorrichtungen bekannt, bei denen ebenfalls das
Verhältnis der Bremskraft zu der Belastung festgestellt wird und die auf ähnlichen
theoretischen Grundlagen beruhen.- Doch ist die Ausbildung dieser Bremsprüfvorrichtungen
von den Gegenstand der Erfindung vollkommen verschieden. Die Aufnahmevorrichtungen
für die Räder bei der bekannten Vorrichtung bewegen sich unter Vermittlung von Rollen
auf einer ansteigenden Kurvenbahn. Das Meßergebnis erhält man durch Feststellung
des von der Aufnahmevorrichtung. zurückgelegten Weges.
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Gemäß der Erfindung werden die Aufnahmevorrichtungen für die Räder,
deren Bremskraft gemessen werden soll, in Pendeln aufgehängt, wobei die Räder einer
äußeren Kraft unterworfen werden, unter deren Einfluß sich die Aufnahmevorrichtung
mittels ihrer Pendel verlagert. Aus dem hierbei auftretenden Winkelausschlag der
Pendel kann dann entweder direkt oder durch Übertragung die gesuchte Bremswirkung
ermittelt werden.
Die theoretischen Grundlagen des Erfindungsgedankens-
seien an Hand der Abb. i näher erläutert, während eines der zahlreichen Ausführungbeispiele
in den Abb. 2 und 3 dargestellt ist.
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Eine Plattform a sei an Lenkern b und c derartig aufgehängt, daß sie
Schaukelbewegungen um die Lagerpunkte d und e der Lenker ausführen kann. Auf der
Plattform a sei ein Körper f derartig gelagert, daß er als fest verbunden mit der
Plattform a angesehen werden kann. An beliebiger Stelle dieses Körpers greift eine
Horizontalkraft H an. Solange der Körper f -mit der Plattform a
fest
verbunden ist, kann der Angriffspunkt der Kraft H beliebig verschoben werden, er
kann also auch in den Berührungspunkt von f und a verlegt werden: Diese Kraft
sei H'.
Durch das Gewicht des Körpers f wirkt ferner auf die Plattform a die
senkrecht gerichtete Kraft G. Weitere äußere Kräfte sollen an diesem System nicht
angreifen. Durch die Einwirkung der Horizontalkraft H bzw. H' wird nun das gesamte
System aus seiner Ruhelage ausgelenkt, so daß die Lenker. mit der Senkrechten einen
Winkel a bilden. Dieser Winkel a ist Bekannterweise ebenso groß wie der Winkel a,
den die Resultierende der beiden Kräfte H bzw. H' und G mit der Senkrechten
bildet. Ist beispielsweise G und a bekannt, so läßt sich ohne weiteres H' berechnen.
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Denkt man sich nun an Stelle des Körpers f das Rad eines Fahrzeugs
auf die Schaukelvorrichtung aufgesetzt, so treten genau die gleichen Verhältnisse
auf, wenn das Rad einer horizontalen Zugkraft unterworfen wird. Selbstverständlich
ist hierbei Bedingung, daß das Rad abgebremst wird, denn das nicht abgebremste Rad
würde über .die Plattform a hinwegrollen. Wird das Rad dagegen abgebremst, so bildet
es auf diese Weise mit der Plattform zusammen ein geschlossenes Ganzes, so daß die
oben vorausgesetzten Verhältnisse zutreffen. Steigert man nun die Horizontalkraft
mehr und mehr, wobei die gesamte Vorrichtung um einen immer größeren Winkel ausgelenkt
wird, so müssen die Bremsen eine ständig steigende Kraft übertragen. Es tritt dann
naturgemäß ein Zeitpunkt ein, in welchem die Bremskraft nicht mehr genügt, die Horizontalkraft
zu übertragen. In diesem Zeitpunkt tritt trotz Einwirkung der Bremsung ein Rollen
der Räder auf der Plattform und damit ein Stillstand in der Auslenkung ein. Die
bei Erreichung dieser Auslenkung aufgebrachte Horizontalkraft entspricht also genau
der maximalen Bremskraft der betreffenden Bremse bezogen auf den Radumfang.
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Es ist nun aus verschiedenen Gründen nicht zweckmäßig, die dabei aufgebrachte
Horizontalkraft zu messen. Dies ergibt sich schon :daraus, daß zweckmäßigerweise
sämtliche Räder eines Fahrzeugs gleichzeitig auf derartige Vorrichtungen aufgestellt
werden und der Wagen der Einwirkung einer einzigen Horizontalkraft unterworfen wird.
Da nun nicht sämtliche Bremsen eines Wagens gleichartig wirken, würde sich der Einfluß
auf die einzelnen Bremsen bei bekannter Gesamtwirkung nicht berechnen lassen. Da
sich aber bei Prüfung von beispielsweise vier Rädern sämtliche vier Meßvorrichtungen
der Bremskraft entsprechend in verschiedenen Winkeln einstellen, so lassen sich
die verschiedenen Bremskräfte aus den verschiedenen Winkeln am einfachsten errechnen.
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Die Bremskraft läßt sich also bei bekanntem Wagengewicht aus der Formel
Hmah = G'tgamas berechnen, wobei H' die maximale Bremskraft des betreffenden Rades
bedeutet.
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In diesem Ausdruck ist nun das Gewicht G des Wagens enthalten. Es
ist aber aus verschiedenen Gründen zweckmäßig, das Gewicht G des Wagens aus der
Formel auszuscheiden. Das ist namentlich aus dem Grunde der Fall, weil der auf ein
Rad entfallende Gewichtsanteil des Wagens meistenteils nur schwierig festzustellen
ist. Andererseits ergibt dieser Wert auch keine Vergleichsgrundlage für den Vergleich
von Bremsen einer Mehrzahl von Wagen untereinander. Ebenso wie dies bei anderen
derartigen Bewegungsverhältnissen der Fall ist, sei deshalb der Begriff des Reibungskoeffizienten
benutzt und mit Reibungskoeffizient der Bremsung -,u r bezeichnet. Anderen Reibungskoeffizienten
entsprechend würde dann zwischen diesem Reibungskoeffizienten der Bremsung, der
Bremskraft und dem Gewicht folgende Beziehung bestehen: H'=,ur# G.
Ist dieser
Reibungskoeffizient,u r bekannt, so läßt sich beispielsweise auch auf einfachste
Weise der Bremsweg berechnen, ohne daß das Wagengewicht bekannt zu sein braucht.
Die Formel für den Bremsweg lautet bekanntlich:
wobei s der Bremsweg ist. Da H' nach obigem gleich ,u r # G ist, so
ergibt sich, daß in obiger Formel das auf beiden Seiten vorhandene G herausfällt,
so daß sich direkt aus ,u r der Bremsweg errechnen läßt.
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Dieser wichtige Wert ,u r kann in einfachster Weise erhalten werden.
Da
H' = G # tg a und andererseits auch H'= it r # G. ist, so ergibt sich, daß
G#tga=,ur#G oder yr-tga ist. Es kann also der für die Bremseigenschaften äußerst
wichtige Wert ,u r direkt aus dem Winkel a erhalten werden.
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Eine Voraussetzung bei diesen gesamten Formeln ist die, daß Plattform
und Lenker gewichtslos sind. Der Gewichtseinfluß dieser Teile läßt sich nun praktisch
tatsächlich vollkommen dadurch ausschalten, daß Gegengewichte so angebracht werden,
daß Plattform, Lenker usw. in jeder beliebigen Lage sich im Gleichgewicht befinden.
Bei einer derartigen Anlage sind -die angegebenen Formeln als mathematisch genau
zu bezeichnen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel in Abb. 2 ist die Plattformg an vier Lenkernh
aufgehängt, die in Lagern i drehbar angeordnet sind. Diese Lager befinden sich an
zwei Querbalken k, die an Stützen 1-befestigt sind. Um das Gewicht der Plattform
und der Lenker in jeder Stellung auszugleichen, sind die Lenker lt über ihre
Lagerung -hinaus verlängert und tragen dort Gegengewichte m. Am festen I Teil ist
noch ein Zeiger ia angebracht, der die Ablesung der Winkelstellung der Lenker an
einer an diesen befestigten Skala o ermöglicht. Zur besseren Auffahrt der Fahrzeuge
kann noch eine Auffahrvorrichtung p vorgesehen werden.