DE7723320U1 - Bremspruefgeraet fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Betreff; G 77 23 320.6 - Maschinenbau Rauch & Schillinr oH

Rrenispr'if^ev'-it für Kraftfahrzeure

Die Erfindung betrifft ein fJremsnrUfc-er.lt für Kraftfahrzeuge mit zwei in einen nesteil p.ela^erten, anretrietenen Peibrollenpaaren, auf denen die Räder einer Achse des zu ^r'ifenden Kraftfahrzeuges rollen, wobei jevreils der Stator des Antrietsmotors des Reibrollenpaares drehbar im Hestell rela-ert ist, das ^ückdreh^oment des Motors mittels einer hei:^Iir^e3 an eine-n '.'iderlarer abgestützt ist und der Hebeiar·"· eine Drernonent-'-e^einrichtunp· bet^.tirt, deren "e'^^^-s'misse einem mit eine'n Zeif.er versehenen An3ei~erer"t zu-eleitet vierden.

Bremsprüfstände der vorbeschriebenen Art sind bekannt. Der Hebelarm wirkt auf eine Feßdose ein und der entstehende Meßdruck wird mittels eines Manometers angezeigt. Die Anzeigeskala od.dgl. ist so geeicht, daß jeweils der gemessene Drehmomentwert erscheint.

Den bekannten Meßprüfständen haften verschiedene Machteile an. Sin wesentlicher Machteil besteht darin, daß eine verhältnismäßig große Meßhysteresis entsteht. Dies ist dadurch bedingt, daß zwischen dem Zylinder und Kolben der Meßd.ose eine Reibung nicht völlig auszuschließen ist und sich ein Unterschied ergibt zwischen der Gleit- und Haftreibung. Die Kräfte zur Bewegung; des Kolbens im Zylinder sind bei relativer Ruhe wetzen der Notwendigkeit, die Haftreibung zu überwinden, größer, als in dem Fall, in dem der Kolben bereits in Bewegung ist.

Das Meßergebnis ist daher bei den bekannten Bremsnrüfständen nur berrenzt genau und wird von einer Vielzahl j von Paktoren beeinflußt, die nur schwierig oder rar j nicht ausschaltbar sind.

Ein weiterer Machteil der bekannten Bremsprüfsfinde .mit derartigen Meftdosen ergibt sich dadurch, daß bei einer ^eßdose nur das Drehmoment in einer bestimmten Drehrichtung gemessen v/erden kann. -<ienn auch der Antriebsmotor des Reitrollenpaares einfach umgeschaltet v/erden kann, kann für die andere Drehriehtunr die gleiche Meßdose mit zugehörigen Einrichtungen nicht Verwendung finden, da die hydraulische Anordnung nicht in der La~e ist, Zugkräfte zu übertragen.

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Dies -bedeutet, daß es in der Praxis notwendig ist, die Bremsleistung, die an einem Rad angreift, in den verschiedenen Richtungen mit unterschiedlichen Einrichtungen zu messen oder, da'⁵) die Messung nacheinander zu erfolfen hat, nachdem das Fahrzeug Jeweils umgedreht worden ist. In beiden Fällen entsteht ein beträchtlicher Aufv/and entweder bei der Herstellung des PrüfStandes oder beim Gebrauch.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Bremsprüfstand der eingangs beschriebenen Art in der Weise zu verbessern, daß es möglich ist, exakte; immer wieder renroduzierbare Vierte zu messen, wobei also insbesondere eine Meßhysteresis entweder nicht auftritt oder doch vernachlässigbar klein ist und daß es auch möglich ist, mit der bleichen Meßeinrichtung die Drehmomente in beiden Drehrichtungen zu messen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Hebelarm jedes Reibrollenpaares als geschliffene und r.ehärtete Blattfeder ausgebildet ist, die am einen Ende fest eingespannt ist und am anderen Ende an einem Abstütznunkt anliegt, daß jede Blattfeder auf ihrer geschliffenen Ober- und Unterseite je zwei Dehnungsmeßstreifen trägt und der Zeiprer des Anzeigegerätes aus einer Mittel-Nullstellung nach beiden Seiten beweglich ist.

Durch die erfindungsgemäÄe Ausbildung ergibt sich eine überraschend einfache Lösung der gestellten Aufgabe.

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Die Verwendung eines Hebelarmes in Form einer elastisch verformbaren Feder besonderer Ausbildung, auf der Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind, erlaubt es, das Drehmoment mit der exakt gleichen Einrichtung sowohl in der einen wie in der anderen Richtung zu messen, wobei dann als Meßergebnisse elektrische Werte erhalten v/erden. Dadurch macht sich die Erfindung den weiteren Vorteil zu Mutze, daß solche elektrischen Vierte leicht übertragbar und auf einem Anzeigegerät dargestellt werden kennen. Da die gleichen Dehnungsmeßstreifen sowohl bei der einen wie bei der anderen Drehrichtung benützt werden, ist auch der Herstellungsaufwand gering und es ist keine besondere sorgfältige Bedienung notwendig

Als besonderer Vorteil ergibt sich bei der Erfindung weiter, daß praktisch keine yeßhysteresis mehr auftritt. Das Drehmoment erscheint als elastische Biegung der Blattfeder und die elastische .Biegung der Blattfeder als Dehnung oder Stauchung der beiden Dehnungsmeßstreifen auf jeder Blattfederseite. Ec; treten insofern keine Reibungen auf und es entfallen die entsnrechenden Meßfehler.

Durch die Verwendung von je zwei DehnungsmeP>streifen in geeigneter Schaltung auf jeder Seite der Blattfeder lassen sich auch die verfälschenden Einflüsse durch unterschiedliche Temperaturen ausschalten.

Die Verwendung einer geschliffenen und reh^rteten Rlatt feder wiederum, vermindert bzw. beseitigt eine etwaige MeRhvsteresis. die aus der Deformation der Blattfeder herrühren könnte.

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Ein weiterer Vorteil den die Erfindung erreicht, be- -'jjl

steht darin, daß die elektrischen Meßwerte leicht j|

untereinander bzw. mit Sollwerten verglichen "werden j|

können. t|

Dehnungsmeßstreifen sind an sich bekannt. Es ist auch ■ jjp bekannt, Verbiegungen von Blattfedern mittels Dehnungs- |< meßstreifen zu messen. Auch die Schaltung von Dehnungs- * meßstreifen zur Vermeidung von Meßungenauigkeiten |

und Temperatureinflüssen ist. ebenfalls bekannt. Neu und ein wesentlicher Teil der Erfindung ist dagegen die Anwendung von Blattfedern mit Dehnungsmeßstreifen bei Bremsprüfgeräten der eingangs angegebenen Art. Es ist von der Fachwelt nicht erkannt worden, daß zur {

Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dieses Mittel i:

hervorragend geeignet ist und eine überraschende Vielzahl von Vorteilen mit sich bringt.

Besondere Vorteile werden bei einer Ausgestaltung des , t erfindungsremäßen Breinsnrüfstandes dann erhalten, wenn ? die Blattfeder jeweils fest mit dem Stator des An- ■;

triebsmotors verbunden ist und wenn der das Widerlager bildende Abstützpunkt am Gestell angeordnet ist. Dadurch wird eine einfache und stabile Bauweise gewonnen.

Es wurde ferner gefunden, daß es günstig ist, vienn am Abstütznunkt die Blattfeder zwischen einer Stellschraube und einem Widerlager festgelegt ist, die je eine abgerundete Kunpe besitzen.

•Obwohl bei einer abgerundeten Kuppe die wirksame
Blattfederlänge nicht eindeutig definiert ist,
wird hierdurch das Meßergebnis nicht merklich beeinflusst. Von Vorteil ist jedoch, daß eine abgerundete Kuppe große, ortIicte Drücke, die die
Lebensdauer vermindern würde, vermieden werden.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematise?! dargestellt. Es zeigen:

•. Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines

BremsprüfStandes gemäss der Erfindung,

' Fig. 2 ' eine vergrößerte Darstellung einer Einzel

heit des Bremsprüfstandes nach der Fig.l,

Fig. 3 eine Seitanansicht, teilweise im Schnitt

entsprechend der Schnittlinie III-III der Fig. 1 und 2 des BremsprüfStandes,

Fig.4 eine vergrößerte Darstellung einer Einzel

heit der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines

Teils der Erfindung,

• Fig. 6 eine schematische Darstellung eines

Dehnungsmeßstreifens,

Fig. 7 ein Schaltbild des elektrischen Aufbaus

der Wheatstone-Meßbrücke und des Meßwertverstärkers,

Fig. 8 ein Schaltbild des elektrischen Aufbaus

eines NachlaufVerstärkers für die Meßvorr.ichtung des erfindungsgemässen Bremsprüfstandes und

Fig.9 ein Schaltbild des elektrischen Aufbaus

einer Einzelheit der Erfindung.

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; Aus den Pig. 1-4 geht der mechanische Aufbau des erfindungs-

gemässen BremsprüfStandes hervor. Die Reibrollen 16 und 17

j . sind durch eine Kette oder einen Riemen 18 miteinander ver- ·

bunden, so daß sie sieh gleichsinnig drehen. Auf den Reibrollen

j 16 und 17 rollt das in der Fig. 3 mit strichpunktierten Linien

• angedeutete Rad 19. Die Rolle 16 wird vom Motor 20 angetrieben,

. dessen Stator 9 eine in der Antriebsachse des Motors liegende >

Drehlagerung 21 aufweist, so daß das Rückdrehmoment, das beim Antrieb der Rollen 16 und 17,insbesondere -oei einer Bremsun des Rades 19 auftritt, zu einer Verdrehbewegung des Stators 9 führt.

Insbesondere die Fig. 1 läßt erkennen, daß der Motor 20, aber auch die Rollen 16 und 17 in einem Gestell 2 gelagert sind und daß dieses Gestell auch eine weitere, gleichartig ausgebildete Anordnung, bestehend aus den Rollen 22 und 23 und dem Motor 24 sowie den zugehörigen Einrichtungen aufweist, die für die Bremsprüfung des anderen Rades dient.

Wie insbesondere aus der Fig. 4 hervorgeht, ist an dem Stator 9 eine Lasche 25 angesetzt, an der mittels der Platte 26 und der Schrauben 27 und 28 die Blattfeder 1 befestigt ist. Die Antriebswelle des Motors 20 ist mit 29 bezeichnet. Die Verbindung der Antriebswelle 29 mit der Reibrolle· 16 ist nicht näher dargestellt.

Der Motor 20 ist insbesondere ein Getriebemotor, wie die? an sich bekannt ist.

Das freie Ende der Blattfeder 1 liegt je nach der Drehrichtung an einem Abstutzpunkt an, der durch die Mittellinie 10 der Stellschraube 13 und des Widerlagers 14 gebildet ist.

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Die Kuppen 11 und 12 sind jeweils gerundet. |

Die Blattfeder 1 trägt auf beiden Seiten die Dehnungsmeß- j? streifen 3 und 4 bzw. 5 und 6. Die Fig. 5 zeigt einen Teil jf der Blattfeder 1 mit der Anordnung dieser Dehnungsmeßstreifen. j; Ein Dehnungsmeßstreifen besteht, wie an sich bekannt und wie [ in der Fig. 6 dargestellt, im wesentlichen aus einem mäahderartig auf einer Unterlage 30 befestigten Widerstandsdraht 31 I und wenn dieser Dehnungsmeßstreifen fest auf die Blattfeder 1 | .aufgeklebt ist, wird erbei der Verformung der Blattfeder 1 ebenfall verformt werden. Die Dehnung führt zu einer Verlängerung des I

I Widerstandsdrahtes und sinngemäss auch zu einer Verringerung |· des Querschnittes und damit zu einer Zunahme des Widerstandes. 4 Umgekehrt führt eine Stauchung zu einer Verringerung des Wider- \. Standes. \

Das Rückdrehmoment, das über den Stator 9 in die Blattfeder 1 j. eingeleitet wird, wird zu einer Verbiegung der Blattfeder 1 führe und durch die strichpunktierten Linien 32 und 33 ist stark | übertrieben die Verformung der Ober -bzw. Unterseite der Blatt- \ ' feder 1 angedeutet. |

Die Dehnungsmeßstreifen J>, 4, 5 und 6 entsprechen den Wider- |' ständen R1,R2,R3 und PMm Schaltbild nach der Fig. 7 und diese | Dehnungsmeßstreifen sind Teil einer Wheatstone-Meßbrücke 7« \ Durch die gezeigte Anordnung läßt sich leicht erreichen, ciaß f

i Längenänderungen in Folge von Temperaturänderungen kompensiert werden und die Brückenspannung läßt sich beim Drehmoment Null beim Verstellwiderstand 34 auf Null abgleichen. Die Diodenschaltung 35 ist eine Schutzschaltung gegen unerwünschte Überströme und durch die Verstärkungsanordnung 36 läßt- sich erreichen, daß am Ausgang 37 des Schaltbildes nach der Fig. 7 eine Meßspannung bis +- 10 V anliegt. Die Eingangsspannung 38

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Stellung stehen.

beträgt, im allgemeinen 24 V .

Der Ausgang 37 des Schaltbildes nach der Fig. 7 entspricht dem Eingang 39 des Schaltbildes nach der Fig. 8 des Nachlaufverstärkers mit Motorpotentiometer. Dieser Nachlaufverstärker stellt praktisch einen Regelverstärker dar. Durch verschiedene Rückführungen 41 und 42 kann dessen Verhalten geändert werden. Der Widerstand bedingt die Größe des Proportionalanteils. Beim Entstehen einer Regeldifferenz, | also einer Differenz zwischen dem Drehmomentistwert und dem Anzeigewert, entsteht eine Stellgröße,die proportional der f Regeldifferenz ist. Der Rückführkondensator 43 bedingt einen Integralanteil. Eine Regeldifferenz hat also eine stetig steigende Stellgröße zur Folge. Sie steigt oder fällt umso schneller, je größer die Regeldifferenz ist. Die nun vorhandene Stellgröße addiert sich aus dem Proportionalanteil und dem Integralanteil. Ein Motorpotentiometer ist mit 44 bezeichnet. Solange das Motorpotentiometer auf Null steht, wird auch am Schleifer des Potentiometers Null V Spannung abgegriffen. Das heißt am Eingang des NachlaufVerstärkers |

entsteht eine Spannungsdifferenz. Diese wird verstärkt je |

1 nach Größe des Widerstandes und gelangt in den Motor des | Potentiometers. Der Motor bewegt nun das Potentiometer und damit auch den Zeiger des Anzeigeelementes 45, das Teil des Anzeigegerätes 8 ( Fig. 3 ^ sein kann, bis am Schleifer diejenige Spannung abgegriffen wird, die der Meßwertverstärker (Fig. 7 ) abgegeben hat. Die Meßwertspannung und die Potentiometerspannung sind dann gleich groß . Die Regeldifferenz wird Null und der Motor bleibt in der erreichten

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Das Blockschaltbild der Darstellung der Fig. 9 dient dazu ein Signal auszulösen, wenn die Differenz der Meßwerte der beiden Räder einer Achse einen bestimmten, einstellbaren Teil des maximal angezeigten Meßwertes überschreitet. Die gewonnenen Meßspannungen des linken und rechten Rades werden bei 46 bzw. 47 eingeleitet. Diese Meßwerte werden von der Diodenschaltung Vl, V 2 ,

V 3 und V 4 so verarbeitet, daß an dessen Ausgang die Differenz zwischen den beiden Meßspannungen immer die gleiche Polarität besitzt. Als Beispiel sei angenommen, daß der Meßwert des rechten Rades 5 V, des linken Rades dagegen 3 V beträgt.

Die Diode V 4 ist gleitend und der Meßspunkt 48 hat ein Potential von 5 V - 0,7 V ( Diffusionsspannung der Diode) von 4,3 V. Dadurch ist die Diode V 3; gesperrt.

Die Diode V 1 halt · den Meßpunkt 49 auf 3 V + 0,7 V also 3,7 V. Dadurch ergibt sich eine Differenz zwischen den 'Meßpunkten 48 und 49 von 0,6 V.

Wie sich leicht nachprüfen läßt,werden bei anderen Meßwerten sinngemässe Ergebnisse erhalten.

Die Dioden ¥ 5 und V 6 gleichen die Spannungsabfälle der Diodenschaltungen Vl, V2, V 3 und V 4 aus. Ihre Diffusionsspannungen helfen sich auf. Somit entspricht die Spannung zwischen dem Meßpunkt 48 und dem Meßpunkt 50 immer der Differenz zwischen den beiden Meßwerten, also beim obigen Beispiel eine⁵Differenz von 2 V, jedoch stets mit 'derselben Polarität.

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Am Spannungsverteiler Rx-Ry kann dann der Wert der gewünschten

1 Schaltdifferenz eingestellt werden. Wird das Spannungsteiler-

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:| verhältnis beispielsweise 9/iO gewählt, liegt die Schalt-

\ ■ schwelle, bei 90 % von größtem Anzeigewert. Wird dieser Werii

überschritten, wird ein Signal ausgelöst.

Claims (2)

1. Patentanwalt „, „„ > e. *· ·>·■ jh.

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   Poitidudckonfo München Nr. 134339-805

   Bankkonto: Bayerischa Veriimbonk Mefnrningin

   21/8

   Betreff: G 77 23 320.6 - Maschinenbau Rauch & Schilling oHG

   SchutzansOrüche

   fc f'ir Kraft fährte up:6 mit zwei' in eiiicin Gestell p-elap-erten, anrstriebenen Heibrollenpaaren, auf denen die R:ider einer Achse des zu prüfenden Kraftfahrzeuges rollen, wobei Jeweils der Stator des Antriebsmotors des Reibrollenpaares drehbar i"i Gestell pe lagert ist, das Rückdrehmoment des "otors mittels eines Hebelarmes an einem V/i der lager abgestützt ist und der Hebelarm eine Drehmoment-""e.^einrichtunr bet^:itipt, deren Mefterpebnisse einem mit einem Zeiger versehenen Anzeigegerät zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm jedes Reibrollenpaares (16,17;22,23 ) als geschliffene und prehirtete Blattfeder (1) ausgebildet ist, die am einen Ende 'fest einpesnannt ist und am anderen Ende an einem. Abäiitznunkt (10) anlieft,

   FOr das Aufrragsverhliltnis gilt dis Gebührenordnung der Deulsdien Patentanwaltskammer • · ·; ' ΐτΜΙΙι/rrgsott· ofJd'SHic^ifsstond¹ i»\emmingen

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   daß jede Blattfeder (1) auf ihrer geschliffenen Ober- und Unterseite je zwei Dehnungsmeßstreifen (3,^,5,6) trägt und der Zeiger des Anzeigegerätes aus einer Mittel-Nullstellung nach beiden Seiten beweglich ist.
2. 2. Bremsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (1) jeweils fest mit dem Stator (9) des Antriebsmotors verbunden ist und daß der das Widerlager bildende Abstützpunkt (10) am Gestell (2) angeordnet ist.

   Bremsprüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Abstützpunkt (10) die Blattfeder (1) zwischen einer Stellschraube (13) und einem Widerlager (14) festgelegt die je eine abgerundete Kuppe (11,12) besitzen_a