DE8803252U1

DE8803252U1 - Windkanalwaage

Info

Publication number: DE8803252U1
Application number: DE8803252U
Authority: DE
Original assignee: Pfister GmbH
Current assignee: Pfister GmbH
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-07-06

Description

Windkanalwaage:

Die Neuerung bezieht: sich auf eine Windkanalwaage nil: einzelnen Radplatinen zur Aufnahme der Kraftfahrzeugräder.

Eine derartige Windkanalwaage ist aus der DE-Z ATZ automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985), Seite 31 bekannt, wobei die gattungsgemäße Windkanalwaage mit vier Einzelplattformen (sogenannte Radplatinen) zur Auflage der Fahrzeugräder mit einem anderen Watagentyp mit einer gemeinsamen Form verglichen wird. Hierbei wird angesprochen, daß die zur Berechnung der aerodynamischen Kennwerte benötigte Einzelkraftmessung der vier einzelnen Räder in entscheidender Weise von der Radaufstellung und den Federungseigenschaften des zu untersuchenden Fahrzeugs beeinflußt werden. Ebenso wird beschrieben, daß die Berechnungsfehler unmittelbar von der Meßgenauigkeit bei Spurweite und Radstand abhängig sind. Dabei wird der Schluß gezogen, daß bei Windkanalwaagen mit vier einzeln aufgelösten Radaufnehmern eine sinnvolle Fehlerkorrektur nicht möglich sei, da die durch unkontrollierbare Reifendeformationen hervorgerufenen Fehlereinflüsse überwiegen.

Die hier angesprochenen Fehlereinflüsse rühren daher, daß das Fahrzeug im Straßenbetrieb durch die Windkräfte Auf- bzw. Abtriebskräfte erfährt und über die Fahrzeugfederung bfcw. elastische Achsaufhängungen geringfügige Pendelbewegung nach oben und unten ausführt. Diese Höhenbewegung bewirken neben Änderungen der Kraftfahrzeugquerschnittsflache (projizierte Fläch«) durch die ausfedernde (z.B. Vorderachse) bzw. einfedernde Achse (z.B. Hinterachse) auch geringfügige Spur- und Radstandsänderungen.

Beim MeBversuoh in Windkanal sind jedoch die Räder auf den einzelnen Plattformen fest justiert, so dad sich die Fahrwerkeaufhängung auf die oben beschriebenen wirklichen Spur- und Radetandewerte nicht einstellen kann. Als Folge tritt eine deutliche Verfälschung der Meßergebnisae im Windkanal gegenüber den tatsächlichen Verhältnissen auf der Strafte auf.

Demzufolge liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, an einer Windkanalwaage der genannten Art die beschriebenen Fehlereinflüsse zu vermeiden und somit eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die freien in Längs- und/oder Querrichtung verschieblichen Radplatinen der Windkanalwaage werden die oben angesprochenen, durch die Verspannung des Fahrwerks hervorgerufenen unkontrollierbaren Reifendeformationen sicher vermieden, so daß sich das Fahrzeug auch im Windkanal an die am Straßenbetrieb tatsächlich vorhandenen Sturz- und Radstandswerte einstellen kann. Damit wird auch die im Straßenbetrieb unter dem Einfluß der Windkräfte hervorgerufene Fahrzeugsquerschnitts-Flächenveränderung sehr genau erfaßbar.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist eine Radplatine sterr angeordnet, während die zugehörige Radplatine der gleichen Achse quer-, die diagonal zur letzteren längs- und die vierte Radplatine längs- und querverschieblich gelagert ist, da damit sowohl Spuränderungen (in Querrichtung) als auch Radstandeänderungen (in Längsrichtung) infolge der Fahrzeuglageveränderung bei der Anströmung wie in Wirklichkeit ermöglicht werden und somit die raßergebnisse mit den wirklichen Verhältniesen übereinstimmen.

Zur Anpassung an aie verschiedenen Antriebearten, wie Vorder-, Heck- und ggf. Allradantrieb sind die Radplatinen vorteilhaft gleich groß dimensioniert, eo daß sie gegeneinander austauschbar ■ind.

Die Lagerung der Radplatinen eind bevorzugt als Wälzlager auegeführt, sie kann jedoch zur Erreichung noch geringerer Reibungewerte auch hydro- oder aerostat!roh auegebildet eein.

Zur noch genaueren Nachbildung der tatsächlichen Betriebsverhältniese auf der Strafte in Windkanal sind vorteilhafter Weise die Radplatinen oder du* Fahrzeug »albat

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duroh eohwingungeerzeuger wie"vibratoren, Sohwingelemente oder bei. hydro- bsw. aeroatatiaoher Lagerung pulsierender Mediumversorgung antreibbar, wobei die Frequenz und/oder Amplitude dieser Schwingungen veränderbar ist. Dadurch aind Seibungewideretände de« Fahrwerke 2·B. der Federungselenente der Radaufhängung aiaulierbar und Fehlereinflüsae für die «lindkanalneeaung korrigierbar.

Somit wird die heute allgemein geforderte Meßgenauigkeit von +/-0,25 ·/·· deutlich unterschritten und größtmögliche Wirklichkeitsnahe der Windkanalmessungen erreicht.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher f

beschrieben und erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugs auf der Windkanalwaage,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Windkanalwaage gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Radplatinen der | Windkanalwaage gemäß Fig. 2. V

Fig. 1 zeigt eine Windkanalwaage 1, auf deren Radplatinen 2 ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 3 mit dessen Rädern 4 gestellt ist. Die Räder 4 weisen die Spurweite S auf, die sich bei Bin- bzw. Ausfederung gemäß Pfeil 5 geringfügig ändert, da die Radaufhängung mit Quer- bzw. Schräglenkern 6 und Federn 7 um die Aufhängungsachsen 8 schwenkt.

Dabei sind gemäß der Neuerung die Radplatinen 2 an den Lagerungen 9, hier als Wälzlager angedeutet, in fagggriefefcang veree&iebb&r, wenn sieh die Spurweite dttreh Bin- be». Ausfederung bei Ab- bsw. Auftrieb verändert. Somit werden die Räder 4 bzw. deren Reifen bei Spuranderungen nicht in verfälschender Weise deformiert, sondern wie in Wirklichkeit verspannungsfrei genalten. Die jeweiligen bei

Messungen auftretenden Radlasten werden über Krafteinleitungselemente, hier in Form von vertikal gelagerten Zylindern 10, an

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die Kraftmeflzellen 11 Übertragen.

In Fig« 2 let das Fahrzeug 3 und der obere Teil der Windkanalwaage 1 in Seitenansicht dargestellt, ebenso die Kraftmeßzellen 11 mit den Krafteinieitungszyl indem 10 und den EiSdplatinen 2a, &bgr; mit Lagerung 9. Die Räder 4 mit den Radetand R federn hier an Länge- bzw. Sohräglenkern 12 gemäß den Pfeilen 13 ein bzw. aus.

Bei Anströmung des Fahrzeugs 3 ergibt sich je nach aerodynamischer Auslegung z.B. an der Vorderachse Abtrieb und an der Hinterachse Auftrieb. Dies hat zur Folge, daß die Vorderräder einfedern, während die Hinterräder ausfedern, wodurch sich das Fahrzeug 3 gemäß den Pfeilen 14 vorn nach unten und hinten geringfügig nach oben bewegt, also gegenüber der unangeetrömten Ausgangslage geneigt im Wind liegt. Diese Höhenänderungen sind in Fig. 1 mit dem vertikalen Pfeil durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs 3 angedeutet und können Änderungen im Radstand R und in der Querschnittsfläche A, hier lediglich in Höhenrichtung angedeutet, um einige Prozent gegenüber den Auegangewerten bewirken.

Durch die Lagerung 9, hier mit Rollen angedeutet, der Radplatine 2c des Hinterrades 4 ist dieses entsprechend den fahrzeugspezifischen Auf- bzw. Abtriebeverhältnissen und den dadurch verursachten Aus- bzw. Einfederungen bei sich ggf. daraus veränderten Radstand R in Längsrichtung verschiebbar, so daß sich die der Wirklichkeit entsprechende, z. B. nach vorn geneigten Fahrzeuglage und damit Fahrzeugsquerschnittsfläche A selbsttätig einstellt.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht die Freiheitsgrade der Lagerungen 9 der einzelnen vier Radplatinen 2, wodurch sieh sowohl Spur- als Radstandsanderungen bei Anströmung in windrichtung 15 virklichkeitsgerecht ausgleichen lassen. Hierbei ist die Radplatine 2a für das linke Vorderrad in Längs- und Querrichtung starr angeordnet, während die Radplatine 2b für das rechte Vorderrad an der Lagerung 9 quer verschiebbar ist. Ergibt sich bei der Anströmung an der Vorderachse Abtrieb und damit Einfederung wird sich gesäS der äusgangslage nach Fig. 1 die

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Spurweite 8 geringfügig verringern, so daft sich die Radplatine 2b dee rechten Vorderrade etwas zur Fahrzeugmitte verschieben würde.

Die Radpiatinen 2c,d der Hinterachse Bind zum Ausgleich von Radstahdeänderungen an den Lagerungen 9, hier wie ale sahiebetühmingen angedeutet, länge verschiebbar gelagert, wobei die Radplatine 2d des rechten Hinterrades entsprechend der Radplatine 2b des rechten Vorderrades zusätzlich auch quer verschiebbar ist, um auch Spuränderungen an der Hinterachse ausgleichen zu können. Bei spurkonstanten, Achskonstruktionen wie z.B. Starrachsen kann auf eine querverschiebbare Lagerung selbstverständlich verzichtet werden.

Von der hinteren linken Radplatine 2c greift hier beispielhaft ein Schwingungserzeuger 16, z.B. ein Hydropulser an, mit dem durch Einbringen von Schwingungen, z.B. entsprechend den Belastungen bei Seitenwind, die Reibungswiderstände der Fahrwerkskonetruktion den Betriebeverhältnissen auf der Straße gleichzusetzen sind, so daß und damit die Meßgenauigkeit weiter gesteigert werden kann.

Claims

Anspruches

1. Windkanalwaage, insbesondere zur Messung von Kräften und Momenten an wirklichen Kraftfahrzeugen, mit einzelnen Radplabinen a**- Aufnahm« der Kraftfahrzeugräder, dadurch gekennzeichnet, daß wenigsten zwei Radplatinen (2) längs«' und/oder querversohiebbare Lagerungen (9) aufweisen.

2. Windkanalwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, rlftß eine Radplatine (2a) starr angeordnet ist und die zugehörige Radplatine (2b) der gleichen Achae quer-, die diagonale Radplatine (2c) zur letzteren länge- und die vierte üadpiatine (2d) längs- und qüeiVeFschiäblicfr an dsft Lagerungen (9) gelagert ist.

3. Windkanalwaage wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radplatinen (2) untereinander austauschbar sind.

4. Windkanalwaage wenigatens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (9) wälzgelagert ausgebildet sind.

5. Windkanalwaage wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (9) hydrostatisch ausgebildet sind.

6. Windkanalwaage wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (9) aerostatisch ausgebildet sind.

7. Windkanalwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Radplatinen (9) mit einstellbarer Frequenz/Amplitude durch Schwingungserzeuger (16) antreibbar sind.

8. Windkanalwaage, wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (3) mit einsteliLi...^ Frequenz/Amplitude durch Schwingungserzeuger (16) antreibbar ist.