DE9310417U1 - Motorlaufstand - Google Patents

Description

Dr.-lng. Reimar König · Dip!.-Ing. Klaus Bergen

Wilhelm-Tell-Str. &Lgr;&Agr; 4Q219 Düsseldorf TeL O211-397Q26 Patentanwälte

12.JuIi 1993 39 087 B

SWR Motorsport GmbH, Walter-Freitag-Str. 11, 42899 Remscheid

"Motorlaufstand"

Die Erfindung betrifft einen Motorlaufstand für in einem Tragrahmen anzuordnende Motoren.

Derartige, meist mit Rädern ausgestattete Tragrahmen und somit mobile Motorlaufstände erlauben es, einen Verbrennungsmotor in der Werkstatt zu überprüfen, z.B. Einlaufund Kältelauftests sowie einen Probelauf oder Leistungsmessungen durchzuführen, oder Personal daran zu schulen, beispielsweise simulierte Fehler auffinden zu lassen. Jedoch hat sich herausgestellt, daß sich bei den bekannten Motorlaufständen die erforderlichen Leistungstests und/oder Schulungsmaßnahmen nur in begrenztem Umfang durchführen lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motorlaufstand mit einem erheblich erweiterten Leistungsangebot hinsichtlich der durchzuführenden Tests und Schulungsmöglichkeiten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Motor an einen Retarder angeschlossen ist.

Wie sich in zahlreichen Versuchen bestätigt hat, lassen sich durch den Einsatz eines Retarders, d.h. einer Wirbelstrombremse in einem Motorlaufstand zahlreiche zusätzliche Funktionen überprüfen bzw. Tests durchführen. Der

stufenlos oder gestuft regelbare Retarder bietet nämlich die Möglichkeit, für den Motor beliebig variable Lastbedingungen vorzugeben. So ist eine Getriebefunktionsüberprüfung möglich, z.B. ob das Getriebe hart schaltet, wenn Last aufgegeben wird; weiterhin läßt sich eine Berg- und Talfahrt simulieren, und gleichzeitig können dabei die Schaltfunktionen des Getriebes überprüft werden. Weiterhin lassen sich Leerlauflasten erzeugen und somit die Betriebsweise bei einem stehenden bzw. am Berg anfahrenden Kraftfahrzeug simulieren, d.h. Last muß aufgegeben und die Drosseln müssen entsprechend geöffnet werden. Die Anfahrbedingungen lassen sich überprüfen und in den Teillastzuständen beispielsweise feststellen oder schulen, welche Abgasveränderungen bei welchen Teil- bzw. Vollasten auftreten. Um all diese und weitere Funktionen bzw. Betriebsbedingungen, z.B. eine sogenannte E-Gas-Funktion (Geschwindigkeitsregelung über Tempomat) einstellen und überprüfen zu können, bedarf es somit keines auf der Straße bewegten Fahrzeuges mehr, was nicht nur eine wesentlich preiswertere Schulung und Überprüfung erlaubt, sondern auch die Meßbedingungen erheblich verbessert, zumal der Motorlaufstand einen freien"Zugang zu allen Sensoren schafft.

Wenn der Retarder vorteilhaft in einem Gehäuse angeordnet ist, läßt sich mit diesem auf einfache Weise als Tragelement ein Berstschutz (Sicherheitsschutz bei berstend beweglichen Teilen) für den in den Motorlaufstand einzubauenden Retarder erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Retarder über einen Kupplungsflansch an das Getriebe des Motors angeflanscht. Das Gehäuse stellt somit weiterhin auch ein Montageelement dar, indem sich der den Abstand zwischen dem Retarder und dem Getriebe überbrückende Kupplungsflansch daran montieren läßt, und kann

außerdem noch als Getriebelager dienen. Der das Getriebe und den Retarder miteinander verbindende Kupplungsflansch sorgt für einen drehsteifen, direkten Kraftfluß vom Motor in den Retarder; wäre beispielsweise eine Kardanwelle zwischengeschaltet, ließe sich bei bestimmten Kraft- und Lastbedingungen ein Verdrehen nicht ausschließen. Der Kupplungsflansch unterstützt weiterhin die variablen Einsatzmöglichkeiten des Motorlaufstandes, der auf beliebige Motoren und auch zukünftige Motorgenerationen umrüstbar und damit weiterzuverwenden ist, denn mögliche Längendifferenzen aufgrund abweichender Bauabmessungen des Motors lassen sich durch eine entsprechend angepaßte Länge des Kupplungsflansches ausgleichen.

Wenn vorteilhaft der Kupplungsflansch mehrere Mantel-Durchbrechungen aufweist, läßt sich der Retarder ohne ergänzende Maßnahmen kühlen. Dies deshalb, weil sich im Zusammenspiel von Retarder-Gehäuse und Mantel-Durchbrechungen des Kupplungsflansches ein Ansaugen von Kühlluft aus der Umgebung erreichen läßt. Die drehenden Flügel bzw. Rippen des Retarders wirken nämlich wie ein Ventilator; die angesaugte Kühlluft sorgt für einen erheblich verbesserten Wirkungsgrad. Die Mantel-Durchbrechungen sind so dimensioniert, daß die angesaugte Luftmenge der Flügel- bzw. Rippenkapazität entspricht.

Es empfiehlt sich, an den Retarder eine Batterie und eine Lichtmaschine anzuschließen. Die Eigenversorgung des Retarders verhindert, daß das Bordnetz des Motors bedingt durch zusätzliche Stromentnahme zusammenbricht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine an der dem Kupplungsflansch abgewandten Seite des Retarders angeordnete Lochscheibe auf verschiedenen Lochkreisdurchmessern mindestens zwei Lochkränze aufweist. Dadurch läßt sich eine unterschiedliche Anzahl von

jeweils zwischen zwei benachbarten Löchern verlaufenden Stegen erreichen. Diese Maßnahme erlaubt in vorteilhafter Weise, den Lochkränzen Sensoren zuzuordnen, die die aufgrund der unterschiedlichen Stegzahl verschiedenen Impulse zählen. Durch Umschalten des bzw. der Sensoren von dem einen auf den anderen Impulskranz können - ohne daß in dem Motorlaufstand Räder benötigt werden - gegebenenfalls von - vermeintlichem - Rad zu Rad unterschiedliche Drehzahlen simuliert werden. Das ist mit einem zu Testzwecken auf Rollen abgestellten PKW nicht möglich, ohne teure Frequenzumrichter zu benötigen.

Mit einer integrierten Antischlupfregelung (ASR) des Motorlaufstandes läßt sich das in diesem Zusammenhang vor allen Dingen wichtige Verhalten der Hinterräder überprüfen und feststellen, ob das Bremssystem von der Antischlupfregelung geschaltet wird.

Wenn das Bremssystem zwischen jeweils zwei Bremsklötzen angeordnete Rückstellfedern aufweist, läßt sich einerseits die Schaltung aufgrund der Antischlupfregelung optisch sichtbar machen, da erkannt werden kann., ob sich die Bremsklötze aufeinander zu bewegen; andererseits werden mittels der Rückstellfedern, beispielsweise auf zwischen den beiden Bremsklötzen eingesetzten Stiften angeordnete Tellerfedern, die Bremsklötze anschließend in ihre Ausgangsposition zurückgestellt.

Wenn der Motorlaufstand vorzugsweise mit einer an einen Rechner angeschlossenen Elektronikbox ausgerüstet ist, kann diese nicht nur die Antischlupfregelung schalten, sondern es lassen sich über entsprechende Computerprogramme beliebige Fahrzustände und alle Fehler, die nicht gemessen werden können und sporadisch auftreten, simulieren und damit auch zum Erkennen und Beseitigen schulen. Als Beispiel für einen sporadisch auftretenden Fehler

könnte simuliert werden, daß der Motor beispielsweise immer in einer Linkskurve ausgeht, was ein an Masse kommendes Kabel des Kabelbaums verursachen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Motorlaufstand in der Vorderansicht, schematisch dargestellt;

Fig. 2 als Einzelheit ein über einen Kupplungsflansch an ein Getriebe des nicht dargestellten Motors angeschlossenes Retarder-Gehäuse in der Vorderansicht;

Fig. 3 eine zwei Impulskränze aufweisende Lochscheibe in Richtung der Pfeile III-III von Fig. 1 gesehen als Einzelheit;

Fig. 4 den Übergang vom Kupplungsflansch zum ■ Retarder-Gehäuse im Bereich einer Manteldurchbrechung des Kupplungsflansches, als Einzelheit und im Teilschnitt, schematisch dargestellt; und

Fig. 5 eine aus zwei Bremsklotzpaaren bestehende Bremseinheit des Motorlaufstandes, als Einzelheit schematisch dargestellt.

Ein Motorlaufstand 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einem aus vertikalen und horizontalen Profilträgern 2 zusammengesetzten, auf Rädern 3 verfahrbaren Tragrahmen 4. Dieser nimmt neben - aus Gründen der besseren Übersicht - nicht dargestellten Bauteilen bzw. Versorgungselementen (Auspuff, Motorbatterie, Kraftmittelzuführung etc.) ins-

besondere einen Motor 5, einen Kühler 6, ein Getriebe 7 und ein einen Retarder 8 (vgl· auch Fig. 4) beherbergendes Gehäuse 9 auf. Das Retarder-Gehäuse 9 ist über einen Mantel-Durchbrechungen 11 aufweisenden Kupplungsflansch 12 direkt mit dem Getriebe 7 und folglich dem Motor 5 verbunden. Zur Eigenversorgung des Retarders 8 mit Strom ist dieser an eine Batterie 13 und eine Lichtmaschine 14 angeschlossen. Weiterhin ist der Motorlaufstand 1 mit Hebeln 15 zum Schalten der Getriebegänge und einer im einzelnen in Fig. 5 gezeigten Bremseinheit 16 ausgerüstet.

Das die beiden nicht dargestellten, rotierenden Retarder-Scheiben eines an sich bekannten Retarders einkapselnde Gehäuse 9 besteht gemäß Fig. 2 aus zwei Gehäusehälften 9a, 9b, die in der Teilungsebene im Abstand voneinander angeordnet und außerdem mit korrespondierenden, ein Rechteck bildenden Gehauseausnehmungen 17 versehen sind. Die rotierenden Scheiben des Retarders 8, von denen in Fig. 4 die dem Kupplungsflansch zugewandte Scheibe teilweise eingezeichnet ist, besitzen in ihrer radialen Erstreckung zahlreiche Rippen bzw. Flügel 18. Während des Rotierens saugen die Flügel 18 über die Mantel-Durchbrechungen 11 der Kupplungsmuffe 12 entsprechend den in Fig. 4 dargestellten Strömungspfeilen 19 Luft in das Innere des Gehäuses 9 an; die Luft kühlt den Retarder 8 bzw. die rotierenden Retarder-Scheiben und strömt danach über die Gehauseausnehmungen 17 bzw. die offene Trennfuge in der Teilungsebene zwischen den beiden Gehäusehälften 9a, 9b des Retarder-Gehäuses 9 wieder nach außen.

An seiner dem Kupplungsflansch 12 abgewandten Seite ist auf einem Flansch 21 des Retarder-Gehäuses 9 eine Lochscheibe 22 angeordnet. Diese weist - wie sich aus Fig. 3 ergibt - einen auf einem äußeren Lochkreisdurchmesser 23 und einem inneren Lochkreisdurchmesser 24 verlaufenden

Außen- bzw. Innen-Lochkranz 25 bzw. 26 auf. Die Zahl der Löcher 27 des Außen-Lochkranzes 25 ist wesentlich größer als die Zahl der Löcher 28 des Innen-Lochkranzes 26; entsprechend ist die Zahl der Stege 29 bzw. 31 zwischen den Löchern 27 bzw. 28 verschieden groß. Der Lochscheibe 22 sind in einer an dem Retarder-Gehäuse 9 befestigten Halterung 32 Sensoren 33 bis 36 zugeordnet, die die sich aufgrund der Löcher 27, 28 und der Stege 29, 31 einstellenden Hell-/Dunkel-Unterschiede ergebenden Impulse zählen. Die somit in der der Räderzahl eines Personenkraftwagens entsprechenden Anzahl vorhandenen vier Sensoren 3 3 bis 36 erlauben es, unterschiedliche Raddrehzahlen zu simulieren; sie brauchen zu diesem Zweck lediglich auf den gewünschten Lochkreisdurchmesser 2 3 oder 24 umgesteckt zu werden und zählen danach entweder mehr oder weniger Impulse, was den verschiedenen Raddrehzahlen gleichkommt. Mit einem außerdem in die Halterung 32 eingesetzten Differenz-Sensor 37 lassen sich sogleich Vergleichswerte von dem einen zum anderen Lochkranz ermitteln.

Mit der Bremseinheit 16 gemäß Fig. 5 läßt sich optisch sichtbar machen, ob das Bremssystem von der Antischlupfregelung einer als Black-Box 38 symbolhaft dargestellten Steuer-Elektronik eines zentralen Computersystems geschaltet wird. In diesem Fall bewegen sich die Bremsklötze 39 der beiden in Fig. 5 gezeigten Bremspaare aufeinander zu. Dabei drücken die Bremsklötze 39 Tellerfedern 41 zusammen, die auf ineinander fluchtend gegenüberliegenden Bohrungen 42 der Bremsklötze 39 eingesetzten Bolzen 43 angeordnet sind; nach dem Entlasten der Bremseinheit 16 stellen die Tellerfedern 41 die Bremsklötze 3 9 in ihre Ausgangsposition zurück. Die Bremspaare sind über eine symbolhaft gezeichnete ABS-(Antiblockiersystem-)Hydraulikeinheit 44 mit der Black-Box 38 verbunden. Von der ABS-Hydraulikeinheit 44 führen mit Druckmessern 46 versehene Leitungen zu den

Bremsklotzpaaren 39. Das zentrale Computersystem (Black-Box 38) weist - zur Simulation einer ASR - Leitungen 45 auf, die an Sensoren angeschlossen sind, die die Geschwindigkeiten der Räder eines Kraftfahrzeugs ermitteln; außerdem ist eine E-Gas-Drosselklappe 47 angeschlossen. Über das zentrale Computersystem läßt sich ein Programm zum Simulieren beliebiger Fahrzustände und gewünschter Fehler eingeben, so daß mittels des rechnergestützten Motorlauf Standes sämtliche beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges auftretenden Probleme simuliert und geschult werden können.

Claims (11)

Schutzansprüche:

1. Motorlaufstand für in einem Tragrahmen anzuordnende Motoren, gekennzeichnet durch einen mit dem jeweiligen Motor (5) verbundenen Retarder (8).

2. Motorlaufstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Retarder (8) in einem Gehäuse (9) angeordnet ist.

3. Motorlaufstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Retarder (8) über einen Kupplungsflansch (12) mit dem Getriebe (7) des Motors (5) verbunden ist.

4. Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsflansch (12) mehrere Mantel-Durchbrechungen (11) aufweist.

5. Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Retarder (8) eine Batterie (13) und eine Lichtmaschine (14) angeschlossen sind.

6. Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine an der dem Kupplungsflansch (12) abgewandten Seite des Retarders (8) angeordnete Lochscheibe (22), die auf verschiedenen Lochkreisdurchmessern (23, 24) mindestens zwei Lochkränze (25, 26) aufweist.

7. Motorlaufstand nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Lochkränzen (25, 26) zugeordnete, Impulse zählende Sensoren (33 bis 37).

8- Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine integrierte Antischlupfregelung (38).

9. Motorlaufstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremseinheit (16) zwischen jeweils zwei Bremsklötzen (39) angeordnete Rückstellfedern (41) aufweist.

10. Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine an einen Rechner angeschlossene Elektronikbox (38).

11. Motorlaufstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Aufnahme mehrerer Motoren gleichzeitig gestattende Laufstandgestaltung .