EP3469326A1 - Bremsenprüfsystem zur prüfung einer bremse für ein fahrzeug - Google Patents

Bremsenprüfsystem zur prüfung einer bremse für ein fahrzeug

Info

Publication number
EP3469326A1
EP3469326A1 EP17722430.0A EP17722430A EP3469326A1 EP 3469326 A1 EP3469326 A1 EP 3469326A1 EP 17722430 A EP17722430 A EP 17722430A EP 3469326 A1 EP3469326 A1 EP 3469326A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
drive
flywheel
testing system
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17722430.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Hell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3469326A1 publication Critical patent/EP3469326A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/28—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes

Definitions

  • the invention relates to a brake test system for testing a brake for a vehicle, having at least one drive device for generating a drive torque, with at least one flywheel device, wherein the drive device has at least one drive shaft, wherein the drive device transmits the drive torque via the drive shaft to the flywheel device, with at least a take-up device for receiving a brake element of the brake, wherein the flywheel device has at least one output shaft, wherein the flywheel device passes the drive torque via the output shaft in the direction of the receiving device.
  • inertia test stands are used to check the braking characteristics. These brake test stands must simulate their powertrain up to several 1000 kgm 2 mass inertia. This is realized by different flywheels in combination with an electric drive. The various mechanical flywheels are located directly in the drive train and are coupled with the powertrain as needed.
  • a brake testing mechanism having means for generating a flywheel rotational movement, a wheel member attached to the flywheel rotating devices, and means for braking the wheel member comprising brake load receiving means.
  • the Bremsenprüfmechanismus has means for generating a vibration movement of the brake load receiving devices and means for controlling the testing mechanism and for data acquisition, so that by the rotation of the wheel member by the flywheel rotating devices and the operation of the vibratory motion means to provide vibrational movement of the braking load receiving means during actuation of the braking means, data relating to the operation of the braking means may be obtained.
  • the flywheel mass portion includes a plurality of large, heavy flywheels or disks typically used with dynamometers.
  • the invention has for its object to provide a Bremsenprüfsystem for testing a brake for a vehicle, which offers easy handling and at the same time has a compact design.
  • a brake test system for testing a brake of a vehicle is proposed.
  • the brake test system is designed as a test stand.
  • the brake to be tested is a friction brake, preferably a disc brake and / or a drum brake.
  • the brake test stand is designed for testing the brake of a commercial vehicle and / or a rail vehicle and / or a motor vehicle.
  • the brake test system has at least one drive device for generating a drive torque.
  • the drive device is an engine, preferably an electric machine or an electric motor.
  • the drive device has a torque of more than 2000 Nm, preferably more than 6000 Nm, in particular more than 10000 Nm.
  • the drive device has a torque of less than 8000 Nm, preferably less than 4000 Nm, in particular less than 1000 Nm.
  • the drive device has a speed of more than 2000 U / min, preferably more than 5000 U / min, in particular more than 10,000 U / min.
  • the drive device has a rotational speed of a few than 7000 rpm, preferably less than 3000 rpm, in particular less than 1500 rpm.
  • the torque and / or the rotational speed of the drive device is infinitely or multi-stage adjustable.
  • the drive device can be advantageously used to simultaneously drive two Bremsenprüfsysteme invention.
  • a motor shaft or drive shaft can be led out in both axial directions of the drive device, so that the motor shaft or drive shaft drives a Bremsenprüfsystem each axial end.
  • the brake test system has at least one flywheel device.
  • the flywheel mass device has the function of acting on a rotating brake element with a defined flywheel mass, so that particularly preferably different kinetic energy states can be simulated.
  • the drive device has at least one drive shaft, wherein the drive device transmits the drive torque via the drive shaft to the flywheel device.
  • the drive shaft transmits a rotational movement to the at least one flywheel device.
  • the drive shaft defines a main axis of rotation.
  • the drive shaft defines with its longitudinal axis or its axis of rotation, the main axis of rotation.
  • the brake test system has at least one receiving device for receiving at least one brake element.
  • the receiving device has the function of simulating a braking process and preferably to detect certain measured variables.
  • the brake element is a brake disc and / or a rail wheel and / or a brake drum and / or a pad brake and / or a hydraulic brake, for example a so-called retarder.
  • the receiving device has at least one braking device for acting on the braking element with a frictional force.
  • the braking device comprises at least one brake pad and / or a brake pad, which preferably at a braking operation is in frictional contact with the braking element.
  • the receiving device comprises at least one detection device for detecting a rotational speed and / or a torque and / or a temperature.
  • the flywheel device has an output shaft, wherein the flywheel device forwards the drive torque via the output shaft to the at least one receiving device.
  • the output shaft is non-rotatably coupled to the drive shaft and / or coupled.
  • the output shaft forms an axial extension with respect to the main axis of rotation of the drive shaft.
  • the output shaft has the same outer diameter as the drive shaft.
  • the drive shaft and the output shaft have different sized Au dated micmesser.
  • the brake test system has a transmission device for changing the transmission ratio.
  • the transmission device has the function of simulating various mechanical flywheel masses, so that a change in a virtual mass moment of inertia on the receiving device preferably takes place with every gear ratio change.
  • the transmission device simulates different weight forces, preferably different types of vehicles, which act on the brake element.
  • the change in the virtual mass moment of inertia corresponds to a change in the rotational energy.
  • the transmission device is designed as a switchable transmission device.
  • the transmission device is arranged between the flywheel device and the at least one receiving device.
  • the transmission device is geared to the receiving device and / or the transmission device.
  • a torque path extends from the drive device via the flywheel device, via the gear device, to the receiving device.
  • the advantage of the invention is that, in particular, a fully automatic flywheel mass adjustment can be realized without complex flywheels having to be manually or automatically coupled to the drive train. There If the ratio of the mass moment of inertia analysis is squared, the installed mechanical flywheel mass can be much smaller.
  • This has the particular advantage that an effective operation of the Bremsenprüfsys- tems already when using only a single mechanical flywheel is possible and the flywheel mass adjustment is carried out by the different gear stages.
  • Another advantage is thus that the Bremsenprüfsystem can be made compact and particularly inexpensive, since it can be dispensed with large flywheel masses. Due to the possible reduction to a single
  • the drive train can be designed much simpler, so that can be largely dispensed with a flywheel handling and / or oil storage and / or emergency brake and / or an auxiliary drive and / or an access car etc. This results in a particularly comfortable and easy-to-use Bremsenprüfsystem.
  • the output shaft is connected to the transmission device, wherein the output shaft transmits an input torque to the transmission device.
  • the output shaft is connected to a transmission element, e.g. a gear, rotatably connected within the transmission device, so that the input torque is transmitted to the gear.
  • the transmission device has an output shaft, wherein the output shaft transmits an output torque to the at least one receiving device.
  • the output shaft is rotatably connected with an axial end with a further transmission element within the transmission device.
  • an opposite axial end is rotatably connected to the receiving device, so that preferably the output torque is transmitted to the receiving device and thus in particular to the brake element.
  • the transmission device sets different translations.
  • the transmission device has more than one different, preferably more than three different, more preferably more than five, in particular more than ten different gear ratios.
  • the gearbox direction at least two different gears, preferably at least three different gears, more preferably at least four different gears on, in particular more than six different gears on.
  • each gear has a different ratio, wherein preferably the corresponding virtual mass moment of inertia is simulated for each translation.
  • Examples of possible virtual mass moments of inertia of a four-speed transmission device are, for example, based on a real mass moment of inertia in the flywheel device of 222 kgm 2 :
  • the rotational speed of the output shaft is different or equal to the rotational speed of the output shaft and / or the drive shaft.
  • the output shaft rotate at a first rotational speed and the output shaft at a second rotational speed.
  • the first rotational speed is equal to the second rotational speed, wherein the virtual mass moment of inertia on the brake element, preferably corresponds to the moment of inertia of the flywheel device.
  • the second rotational speed is a constant rotational speed, wherein preferably the first rotational speed varies.
  • the second rotational speed is constant with a change in the ratio by means of the transmission device, preferably equal to the second rotational speed during idling.
  • the first rotational speed at a change in the ratio by means of the transmission device is higher or lower than the rotational speed at idle and / or the second rotational speed.
  • the second rotational speed is 6000 rpm.
  • the second rotational speed is definedly reduced in a test process or the braking operation, so that the brake element is preferably brought to a standstill.
  • the transmission device is designed as a gear transmission or as a traction mechanism.
  • the gear transmission is a spur gear and / or a bevel gear and / or a planetary gear.
  • the traction mechanism is a non-positive and / or a positive traction mechanism.
  • the transmission device in a one-station operation, is designed as a spur gear.
  • the transmission device is formed in a multi-station operation as a bevel gearbox.
  • the brake test system can be operated in single-station operation.
  • the setting of the different translations is infinitely or in stages.
  • the continuous adjustment of the translation by the traction mechanism wherein preferably any number of gear ratios are adjustable.
  • the setting of the translation is done by a gear change.
  • the transmission device has a further drive device.
  • the further drive device is provided via a gear arrangement designed therefor for providing particularly high torques and can preferably be used for high-torque testing, for example in order to simulate a rupture of the drive train from a blocked brake.
  • the further drive device is a three-phase machine and / or an electric motor. The further drive device transmits an additional drive torque to the transmission device.
  • the transmission device has at least one further output shaft.
  • the transmission device is designed as a bevel gear.
  • the transmission device has more than one, preferably more than two, in particular more than three output shafts.
  • the transmission device has exactly two output shafts.
  • the brake test system has at least one distribution device, wherein the distribution device preferably has at least two output shafts.
  • the distribution device is coupled to the transmission device and / or coupled.
  • the distribution device is a component of the transmission device or forms the transmission device.
  • the distribution device is a transfer case.
  • the transmission device transmits the output torque via the further output shaft to at least one further receiving device in parallel or alternately to the receiving device.
  • the further receiving device is designed to receive a further brake element.
  • the brake element and the further brake element are identical or different.
  • the further receiving device can be decoupled from the receiving device, so that preferably the receiving device can be equipped simultaneously with the further receiving device or the further receiving device simultaneously with the receiving device, particularly preferably while one of the receiving devices is in operation. Alternatively or optionally complementarily both recording devices are parallel dependent or independently operable.
  • the transmission device to a transmission circuit, wherein the transmission circuit automatically and / or automatically switches between the different translations.
  • the transmission circuit is remotely controllable, so that preferably in the test process, the various translations of a centralized or decentralized control module are adjustable.
  • the transmission circuit is programmable, so that, for example, certain test cycle times are adjustable, wherein the transmission circuit switches preferably after completion of the predetermined test cycle time in the next higher or lower gear ratios.
  • the transmission device is designed as an automatic transmission.
  • the transmission circuit is manually operable.
  • the Gearshift formed as a kind of gear lever, so that preferably different gears are inserted.
  • the flywheel mass device has at least one flywheel mass element.
  • the flywheel element is a kind of energy storage for the kinetic energy.
  • the flywheel element is a flywheel or a flywheel.
  • the flywheel mass element has a diameter of more than 100 mm, preferably more 500 mm, in particular more than 1000 mm.
  • the flywheel mass element has a diameter of less than 2000 mm, preferably less than 900 mm, in particular less than 300 mm.
  • the flywheel mass element has a length of more than 100 mm, preferably more than 500 mm, in particular more than 1000 mm.
  • the flywheel element has a length of less than 2000 mm, preferably less than 900 mm, in particular less than 300 mm.
  • the flywheel mass element has a mass moment of inertia of more than 100 kgm 2 , preferably more than 300 kgm 2 , in particular 600 kgm 2 .
  • the flywheel mass element in particular has a mass moment of inertia of less than 1000 kgm 2 , preferably less than 500 kgm 2 , in particular less than 200 kgm 2 .
  • the flywheel element has a diameter of about 800 mm and a length of about 700 mm and a mass moment of inertia of 222 kgm 2 .
  • flywheel elements The combination of two or more flywheel elements is possible and preferred. Thus, e.g. achieve an increased total mass moment of inertia.
  • the drive shaft is connected to the flywheel element and puts the flywheel element in a rotary motion.
  • the flywheel element is rotatably connected to the drive shaft.
  • the drive shaft and the output shaft form a common shaft.
  • Flywheel element positively and / or non-positively and / or frictionally and / or materially connected to the drive shaft and / or output shaft.
  • the Bremsenprüfsystem on at least one bearing device, wherein the bearing device supports the flywheel mass element.
  • the Bremsenprüfsystem has exactly two storage devices.
  • the Bremsenprüfsystem in particular more than two, in particular more than four storage devices.
  • the bearing device is a spindle bearing, for example an angular contact ball bearing.
  • the bearing device is lubricated, e.g. oil lubricated, but preferably grease lubricated.
  • the drive device and / or the further drive device is a three-phase machine.
  • the drive device is a three-phase asynchronous motor, preferably a 4-pole three-phase asynchronous motor.
  • Figure 1 is a schematic representation of the Bremsenprüfsystems as a
  • Figure 2 is a plan view of the Bremsenprüfsystem with a first and a second receiving device.
  • FIG. 1 shows a highly simplified schematic representation of a brake test system 1.
  • the brake test system 1 has a drive train 2 for a receiving device 3.
  • the receiving device 3 for receiving a brake element, such as a brake disc, suitable, the Frevor- direction 3 at least one braking device, eg brake shoes, has.
  • the receiving device 3 simulates a braking process, so that the brake element is acted upon by the braking device with a frictional force.
  • the drive train 2 has a drive device 4, a flywheel device 5 and a transmission device 6.
  • the drive device 4, e.g. a three-phase machine, is connected to the flywheel device 5 via a drive shaft 7 geared.
  • the drive device 4 transmits a drive torque or a rotational speed to the drive shaft 7 and thus to the flywheel device 5.
  • the flywheel device 5 is connected to the transmission device 6 via an output shaft 8 in terms of transmission technology.
  • the flywheel device 5 transmits an input torque to the output shaft 8 and thus to the transmission device 6.
  • the flywheel device 5 increases the rotational energy of the brake disk element.
  • the flywheel mass device 5 simulates a weight force of a vehicle, which acts on the brake disk during the braking process.
  • the transmission device 6 is e.g. a spur gear and sets different translations. Since in the inertia consideration the translation is received into the square, by means of the transmission device 6 different momentum masses with different mass moment of inertia can be simulated.
  • the transmission device 6 is connected via an output shaft 9 with the receiving device 3 transmission technology. An output torque is transmitted to the receiving device 3 or the brake disk via the output shaft 9, so that the brake disk rotates at a specific rotational speed.
  • FIG. 2 shows the brake test system 1 in a plan view.
  • the drive train 2 has the drive device 4, for example, a three-phase asynchronous machine, wherein the drive device 4 is connected via the drive shaft 7 with a flywheel element 10.
  • the flywheel element 10 is, for example, a flywheel or a flywheel with a diameter of, for example, about 800 mm and / or a length of, for example, about 700 mm and / or a mass moment of inertia. elements, for example of 222 kgm. 2
  • the flywheel element 10 is connected to the transmission device 6 via the output shaft 8.
  • the flywheel element 10 is rotatably connected to the drive shaft 7 and the output shaft 8, for example, non-positively and / or frictionally and / or positively coupled.
  • the drive shaft 7 has a first and a second drive shaft section 7a, b, wherein the two drive shaft sections 7a, b form the drive shaft 7.
  • the first drive shaft section 7 a is connected to the drive device 4.
  • the second drive shaft section 7b is connected to the flywheel element 10.
  • the output shaft 8 has first and second output shaft sections 8 a, b, the two output shaft sections 8 a, b forming the output shaft 8.
  • the first output shaft portion 8a is connected to the transmission device
  • the second output shaft portion 8 b is connected to the flywheel element 10.
  • the drive train 2 has a first and a second coupling device 11a, b.
  • the coupling devices 11a, b allow rapid replacement of the flywheel element 10.
  • the two drive shaft sections 7a, b are coupled together via the first coupling device 11a.
  • the first coupling device 11a forms a component of the drive shaft 7.
  • the two output shaft sections 8a, b are coupled to one another via the second coupling device 11b.
  • the second coupling device 11 b forms a part of the output shaft 8.
  • one or more safety clutches may be provided, which are not shown in Fig. 2.
  • the flywheel device 5 has a first and a second bearing 12a, b.
  • the two bearings 12a, b are grease-lubricated spindle bearings.
  • the first bearing 12a supports the drive shaft connected to the flywheel element 10
  • the transmission device 6 shown in FIG. 2 is designed, for example, as a bevel gear transmission and thus suitable for single-station operation as well as for two-station operation.
  • the transmission device 6 has a first and a second output shaft 9a, b.
  • the first output shaft 9a is connected to a first receiving device 3a.
  • the second output shaft 9b is connected to a second receiving device 3b.
  • the two receiving devices 3a, b are designed to receive the same or different brake elements.
  • the transmission device 6 has a further drive device 13.
  • the further drive device 13 is so connected or integrated with the transmission device 6, so that a particularly high torque, e.g. for a high-torque test, is transmitted to the transmission device 6 and thus to the output shaft 9 and the first and / or second output shaft 9a, b.
  • a particularly high torque e.g. for a high-torque test
  • the tearing of the brake can be simulated by means of the further drive device 13.
  • a torque path extends from the drive device 4, via the drive shaft 7, the flywheel element 10, the output shaft 8, the transmission device 6 to the first and / or the second output shaft 9a, b or to the first and / or the second receiving device 3a, b.
  • the operation of the brake testing system 1 is as follows:
  • the drive device 4 sets the drive shaft 7 in a rotational movement, wherein a first rotational speed adjusts and / or is adjustable.
  • a first rotational speed adjusts and / or is adjustable.
  • the flywheel 10 and the output shaft 8 is set in a rotational movement with the first rotational speed.
  • the transmission device 6 transmits the rotary motion at the first rotational speed to the output shafts 9a, b.
  • the output shafts 9a, b sets a second rotational speed.
  • the torque path is guided via the transmission device 6, wherein the transmission device 6 performs a first transmission between the transmission Drive device 4 and the flywheel element 10 and the receiving devices 3a, b and the output shafts 9a, b sets.
  • the first rotational speed is equal to or greater than or less than the second rotational speed.
  • the first and / or the second output shaft 9a, b in the first or another switching state has a higher mass inertia than the output shaft and / or the drive shaft.
  • the Bremsenprüfstsytem 1 is designed for a two-station operation and has the integrated in the transmission device 6 further drive device 13.
  • the flywheel element 10 is supported by a grease-lubricated spindle bearing.
  • the flywheel element 10 has a diameter of 800 mm, a length of 700 mm and a mass moment of inertia of 222 kgm 2 .
  • the drive device 4 is designed as a 4-pole PS drive with a torque of 3000 (6000) Nm and a speed of 6000 rev / min.
  • the transmission device 6 has four different gears, with the simulation adaptation via the shiftable ratios in the transmission.
  • the drive shaft 7 of the drive device 4 in Fig. 1 is formed such that it protrudes in the illustration of FIG. 1 to the right from the drive device 4 in the same way as to the left.
  • the drive device 4 drives a second brake test system identical to the brake test system 1 of FIG. 1.
  • the second Bremsenprüfsystem can optionally be dispensed with a further flywheel mass device. Description of the brake test system

Abstract

Bei der Entwicklung von Bremssystemen von Fahrzeugen werden Schwungmassenprüfstände zur Überprüfung der Bremseigenschaften eingesetzt. Diese Bremsenprüfstände müssen mit ihrem Antriebsstrang bis zu mehreren 1000 kgm2 Massenträgheit simulieren. Dies wird durch verschiedene Schwungmassen in Kombination mit einem elektrischen Antrieb realisiert. Die verschiedenen mechanischen Schwungmassen befinden sich direkt im Antriebsstrang und werden je nach Bedarf mit dem Antriebsstrang gekoppelt. Hierzu wird ein Bremsenprüfsystem (1) zur Prüfung einer Bremse für ein Fahrzeug, mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (4) zur Erzeugung eines Antriebsmoments, mit mindestens einer Schwungmassenvorrichtung (5), wobei die Antriebsvorrichtung (4) mindestens eine Antriebswelle (7) aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (4) das Antriebsmoment über die Antriebswelle (7) auf die Schwungmassenvorrichtung (5) überträgt, mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung (3) zur Aufnahme eines Bremsenelements der Bremse, wobei die Schwungmassenvorrichtung (5) mindestens eine Ausgangswelle (8) aufweist, wobei die Schwungmassenvorrichtung (5) das Antriebsmoment über die Ausgangswelle (8) in Richtung zu der Aufnahmevorrichtung (3) leitet, vorgeschlagen, wobei das Bremsenprüfsystem (1) mindestens eine Getriebevorrichtung (6) zur Änderung der Übersetzung aufweist, wobei die Getriebevorrichtung (6) zwischen der Schwungmassenvorrichtung (5) und der Aufnahmevorrichtung (3) angeordnet ist.

Description

Bremsenprüfsvstem zur Prüfung einer Bremse für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Bremsenprüfsystem zur Prüfung einer Bremse für ein Fahrzeug, mit mindestens einer Antriebsvorrichtung zur Erzeugung eines Antriebsmoments, mit mindestens einer Schwungmassenvorrichtung, wobei die Antriebsvorrichtung mindestens eine Antriebswelle aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung das Antriebsmoment über die Antriebswelle auf die Schwungmassenvorrichtung überträgt, mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Bremsenelements der Bremse, wobei die Schwungmassenvorrichtung mindestens eine Ausgangswelle aufweist, wobei die Schwungmassenvorrichtung das Antriebsmoment über die Ausgangswelle in Richtung zu der Aufnahmevorrichtung leitet.
Bei der Entwicklung von Bremssystemen von Fahrzeugen werden Schwungmassen- prüfstände zur Überprüfung der Bremseigenschaften eingesetzt. Diese Bremsenprüf- stände müssen mit ihrem Antriebsstrang bis zu mehreren 1000 kgm2 Massenträgheit simulieren. Dies wird durch verschiedene Schwungmassen in Kombination mit einem elektrischen Antrieb realisiert. Die verschiedenen mechanischen Schwungmassen befinden sich direkt im Antriebsstrang und werden je nach Bedarf mit dem Antriebsstrang gekoppelt.
Die Druckschrift DE 69 201 306 T2, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt einen Bremsenprüfmechanismus mit Einrichtungen zur Erzeugung einer Schwungmassendrehbewegung, einem Radelement, das an den Schwungmassendrehbewegungseinrichtungen befestigt ist, und Einrichtungen zum Bremsen des Radelementes, die Bremslastaufnahmeeinrichtungen umfassen. Der Bremsenprüfmechanismus weist Einrichtungen zum Erzeugen einer Schwingungsbewegung der Bremslastaufnahmeeinrichtungen und Einrichtungen zum Steuern des Prüfmechanismus und zur Datenbeschaffung auf, so dass durch die Drehung des Radelementes durch die Schwungmassendrehbewegungseinrichtungen und durch die Betätigung der Schwingungsbewegungseinrichtungen, um eine Schwingungsbewegung der Bremslastaufnahmeeinrichtungen während der Betätigung der Bremseinrichtungen, Daten in Bezug auf die Funktionsweise der Bremseinrichtungen beschafft werden können. Der Schwungmassenabschnitt umfasst eine Vielzahl von großen, schweren Schwungrädern oder Scheiben, die typischerweise bei Dynamometern Verwendung finden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremsenprüfsystem zur Prüfung einer Bremse für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches eine einfache Handhabung bietet und gleichzeitig eine kompakte Bauform aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Bremsenprüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird ein Bremsenprüfsystem zur Prüfung einer Bremse eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Insbesondere ist das Bremsenprüfsystem als ein Prüfstand ausgebildet. Insbesondere ist die zu prüfende Bremse eine Reibungsbremse, vorzugsweise eine Scheibenbremse und/oder eine Trommelbremse. Insbesondere ist der Bremsenprüfstand zur Prüfung der Bremse eines Nutzfahrzeugs und/oder eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Das Bremsenprüfsystem weist mindestens eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung eines Antriebsmoments auf. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung eine Kraftmaschine, vorzugsweise eine elektrische Maschine oder ein Elektromotor. Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung ein Drehmoment von mehr als 2000 Nm, vorzugsweise mehr als 6000 Nm, im Speziellen von mehr als 10000 Nm auf. Alternativ oder optional ergänzend weist die Antriebsvorrichtung ein Drehmoment von weniger als 8000 Nm, vorzugsweise weniger als 4000 Nm, im Speziellen weniger als 1000 Nm auf.
Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung eine Drehzahl von mehr als 2000 U/min, vorzugsweise mehr als 5000 U/min, im Speziellen mehr als 10000 U/min auf. Alternativ oder optional ergänzend weist die Antriebsvorrichtung eine Drehzahl von weni- ger als 7000 U/min, vorzugsweise weniger als 3000 U/min, im Speziellen weniger als 1500 U/min auf. Insbesondere ist das Drehmoment und/oder die Drehzahl der Antriebsvorrichtung stufenlos oder mehrstufig verstellbar.
Die Antriebsvorrichtung kann vorteilhaft dazu verwendet werden, zwei erfindungsgemäße Bremsenprüfsysteme gleichzeitig anzutreiben. Insbesondere bei einer Ausbildung der Antriebsvorrichtung als elektrische Maschine oder als Elektromotor kann beispielsweise eine Motorwelle bzw. Antriebswelle in beiden Axialrichtungen aus der Antriebsvorrichtung herausgeführt werden, so dass die Motorwelle bzw. Antriebswelle an jedem axialen Ende jeweils ein Bremsenprüfsystem antreibt.
Das Bremsenprüfsystem weist mindestens eine Schwungmassenvorrichtung auf. Insbesondere hat die Schwungmassenvorrichtung die Funktion, ein rotierendes Bremsenelement mit einer definierten Schwungmasse zu beaufschlagen, so dass besonders bevorzugt verschiedene kinetische Energiezustände simuliert werden können. Insbesondere wird mindestens eine Gewichtskraft eines Fahrzeugs, welche auf die Bremse wirkt, simuliert.
Die Antriebsvorrichtung weist mindestens eine Antriebswelle auf, wobei die Antriebsvorrichtung das Antriebsmoment über die Antriebswelle auf die Schwungmassenvorrichtung überträgt. Insbesondere leitet die Antriebswelle eine Drehbewegung auf die mindestens eine Schwungmassenvorrichtung weiter. Insbesondere definiert die Antriebswelle eine Hauptdrehachse. Vorzugsweise definiert die Antriebswelle mit ihrer Längsachse oder ihrer Rotationsachse die Hauptdrehachse.
Das Bremsenprüfsystem weist mindestens eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme mindestens eines Bremsenelements auf. Insbesondere hat die Aufnahmevorrichtung die Funktion einen Bremsvorgang zu simulieren und vorzugsweise bestimmte Messgrößen zu erfassen. Insbesondere ist das Bremselement eine Bremsscheibe und/oder ein Schienenrad und/oder eine Bremstrommel und/oder eine Klotzbremse und/oder eine hydraulische Bremse, z.B. ein sog. Retarder. Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung mindestens eine Bremseinrichtung zur Beaufschlagung des Bremselements mit einer Reibkraft auf. Insbesondere umfasst die Bremseinrichtung mindestens einen Bremsklotz und/oder einen Bremsbelag, welcher vorzugsweise bei einem Bremsvorgang in Reibkontakt mit dem Bremselement steht. Insbesondere um- fasst die Aufnahmevorrichtung mindestens eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments und/oder einer Temperatur.
Die Schwungmassenvorrichtung weist eine Ausgangswelle auf, wobei die Schwungmassenvorrichtung das Antriebsmoment über die Ausgangswelle zu der mindestens einen Aufnahmevorrichtung weiterleitet. Insbesondere ist die Ausgangswelle drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt und/oder koppelbar. Vorzugsweise bildet die Ausgangswelle einen axialen Fortsatz in Bezug auf die Hauptdrehachse der Antriebswelle. Insbesondere weist die Ausgangswelle den gleichen Außendurchmesser wie die Antriebswelle auf. Alternativ weisen die Antriebswelle und die Ausgangswelle unterschiedlich große Au ßendurchmesser auf.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Bremsenprüfsystem eine Getriebevorrichtung zur Änderung der Übersetzung aufweist. Die Getriebevorrichtung hat insbesondere die Funktion verschiedene mechanische Schwungmassen zu simulieren, so dass vorzugsweise bei jeder Übersetzungsänderung eine Änderung eines virtuellen Massenträgheitsmoments an der Aufnahmevorrichtung erfolgt. Insbesondere simuliert die Getriebevorrichtung unterschiedliche Gewichtskräfte, vorzugsweise unterschiedlicher Fahrzeugtypen, welche auf das Bremsenelement einwirken. Insbesondere entspricht die Änderung des virtuellen Massenträgheitsmoments einer Änderung der Rotationsenergie. Insbesondere ist die Getriebevorrichtung als eine schaltbare Getriebevorrichtung ausgebildet.
Die Getriebevorrichtung ist zwischen der Schwungmassenvorrichtung und der mindestens einen Aufnahmevorrichtung angeordnet. Insbesondere ist die Getriebevorrichtung getriebetechnisch mit der Aufnahmevorrichtung und/oder der Getriebevorrichtung verbunden. Insbesondere verläuft ein Momentenpfad von der Antriebsvorrichtung über die Schwungmassenvorrichtung, über die Getriebevorrichtung zu der Aufnahmevorrichtung.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass insbesondere eine vollautomatische Schwungmassenanpassung realisierbar ist, ohne dass aufwendig Schwungmassen von Hand oder automatisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt werden müssen. Da die Übersetzung bei der Massenträgheitsbetrachtung ins Quadrat eingeht, kann die installierte mechanische Schwungmasse wesentlich kleiner ausgewählt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein wirkungsvoller Betrieb des Bremsenprüfsys- tems bereits bei Verwendung nur einer einzigen mechanischen Schwungmasse möglich ist und die Schwungmassenanpassung durch die verschiedenen Getriebestufen erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist somit, dass das Bremsenprüfsystem kompakt und besonders kostengünstig ausgestaltet werden kann, da auf große Schwungmassen verzichtet werden kann. Durch die mögliche Reduzierung auf eine einzige
Schwungmasse kann der Antriebsstrang wesentlich einfacher ausgebildet sein, so dass auf ein Schwungmassenhandling und/oder eine Öllagerung und/oder eine Notbremse und/oder einen Zusatzantrieb und/oder eine Zugangskabine etc. weitgehend verzichtet werden kann. Somit ergibt sich ein besonders komfortables und leicht zu bedienendes Bremsenprüfsystem. Darüber hinaus ist es selbstverständlich auch möglich, das erfindungsgemäße Bremsenprüfsystem mit mehr als nur einer einzigen Schwungmasse zu betreiben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausgangswelle mit der Getriebevorrichtung verbunden, wobei die Ausgangswelle ein Eingangsmoment auf die Getriebevorrichtung überträgt. Insbesondere ist die Ausgangswelle mit einem Getriebeelement, z.B. ein Zahnrad, innerhalb der Getriebevorrichtung drehfest verbunden, so dass das Eingangsmoment auf das Zahnrad übertragen wird.
Die Getriebevorrichtung weist eine Abtriebswelle auf, wobei die Abtriebswelle ein Ausgangsmoment auf die mindestens eine Aufnahmevorrichtung überträgt. Insbesondere ist die Abtriebswelle mit einem axialen Ende mit einem weiteren Getriebeelement drehfest innerhalb der Getriebevorrichtung verbunden. Insbesondere ist ein gegenüberliegendes axiales Ende mit der Aufnahmevorrichtung drehfest verbunden, so dass vorzugsweise das Ausgangsmoment auf die Aufnahmevorrichtung und somit im Speziellen auf das Bremsenelement übertragen wird.
Die Getriebevorrichtung stellt unterschiedliche Übersetzungen ein. Insbesondere weist die Getriebevorrichtung mehr als eine unterschiedliche, vorzugsweise mehr als drei unterschiedliche, besonders bevorzugt mehr als fünf, im Speziellen mehr als zehn unterschiedliche Übersetzungsstufen auf. Insbesondere weist die Getriebevor- richtung mindestens zwei unterschiedliche Gänge, vorzugsweise mindestens drei unterschiedliche Gänge, besonders bevorzugt mindestens vier unterschiedliche Gänge auf, im Speziellen mehr als sechs unterschiedliche Gänge auf. Insbesondere weist jeder Gang eine unterschiedliche Übersetzung auf, wobei vorzugsweise bei jeder Übersetzung das entsprechende virtuelle Massenträgheitsmoment simuliert wird.
Beispiele für mögliche, virtuelle Massenträgheitsmomente einer Getriebevorrichtung mit vier Gängen sind ausgehend von einem realen Massenträgheitsmoment in der Schwungmassenvorrichtung von 222 kgm2 z.B.:
Insbesondere ist die Drehzahl der Abtriebswelle unterschiedlich oder gleich der Drehzahl der Ausgangswelle und/oder der Antriebswelle. Insbesondere rotieren die Ausgangswelle mit einer ersten Drehgeschwindigkeit und die Abtriebswelle mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit. Insbesondere ist in einem Leerlauf die erste Drehgeschwindigkeit gleich der zweiten Drehgeschwindigkeit, wobei das virtuelle Massenträgheitsmoment an dem Bremsenelement, vorzugsweise dem Massenträgheitsmoment an der Schwungmassenvorrichtung entspricht. Insbesondere ist die zweite Drehgeschwindigkeit eine konstante Drehgeschwindigkeit, wobei vorzugsweise die erste Drehgeschwindigkeit variiert. Insbesondere ist die zweite Drehgeschwindigkeit bei einer Änderung der Übersetzung mittels der Getriebevorrichtung konstant, vorzugsweise gleich der zweiten Drehgeschwindigkeit im Leerlauf. Insbesondere ist die erste Drehgeschwindigkeit bei einer Änderung der Übersetzung mittels der Getriebevorrichtung höher oder niedriger der Drehgeschwindigkeit im Leerlauf und/oder der zweiten Drehgeschwindigkeit. Insbesondere beträgt die zweite Drehgeschwindigkeit 6000 U/min. Alternativ oder optional ergänzend wird die zweite Drehgeschwindigkeit bei einem Prüfprozess bzw. dem Bremsvorgang definiert verringert, so dass das Bremselement vorzugsweise zum Stillstand gebracht wird.
In einer konstruktiven Umsetzung ist die Getriebevorrichtung als ein Zahnradgetriebe oder als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet. Insbesondere ist das Zahnradgetriebe ein Stirnradgetriebe und/oder ein Kegelradgetriebe und/oder ein Umlaufgetriebe. Insbesondere ist das Zugmittelgetriebe ein kraftschlüssiges und/oder ein formschlüssiges Zugmittelgetriebe. Beispielsweise ist bei einem Einstationenbetrieb die Getriebevorrichtung als Stirnradgetriebe ausgebildet. Insbesondere ist die Getriebevorrichtung bei einem Mehrstationenbetrieb als ein Kegel radgetriebe ausgebildet. Allerdings kann auch bei einer Ausbildung der Getriebevorrichtung als Kegelradgetriebe das Bremsenprüfsystem im Einstationenbetrieb betrieben werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Einstellung der unterschiedlichen Übersetzungen stufenlos oder stufig. Insbesondere erfolgt die stufenlose Einstellung der Übersetzung durch das Zugmittelgetriebe, wobei vorzugsweise beliebig viele Übersetzungsstufen einstellbar sind. Insbesondere erfolgt die stufige, vorzugsweise mehrstufige, Einstellung der Übersetzung durch das Zahnradgetriebe. Insbesondere erfolgt die Einstellung der Übersetzung durch einen Gangwechsel.
In einer möglichen Ausgestaltung weist die Getriebevorrichtung eine weitere Antriebsvorrichtung auf. Insbesondere ist die weitere Antriebsvorrichtung über eine dafür ausgelegte Getriebeanordnung zur Bereitstellung besonders hoher Drehmomente vorgesehen und vorzugsweise für eine Hochmomentenerprobung einsetzbar, beispielsweise um ein Losreißen des Antriebsstrangs aus einer blockierten Bremse zu simulieren. Insbesondere ist die weitere Antriebsvorrichtung eine Drehstrommaschine und/oder ein Elektromotor. Die weitere Antriebsvorrichtung überträgt ein zusätzliches Antriebsmoment auf die Getriebevorrichtung.
In einer alternativen Umsetzung weist die Getriebevorrichtung mindestens eine weitere Abtriebswelle auf. Insbesondere ist die Getriebevorrichtung als Kegelradgetriebe ausgebildet. Insbesondere weist die Getriebevorrichtung mehr als eine, vorzugswei- se mehr als zwei, im Speziellen mehr als drei Abtriebswellen auf. Besonders bevorzugt jedoch weist die Getriebevorrichtung genau zwei Abtriebswellen auf. Alternativ weist das Bremsenprüfsystem mindestens eine Verteilungsvorrichtung auf, wobei die Verteilungsvorrichtung vorzugsweise mindestens zwei Abtriebswellen aufweist. Insbesondere ist die Verteilungsvorrichtung mit der Getriebevorrichtung gekoppelt und/oder koppelbar. Alternativ ist die Verteilungsvorrichtung ein Bestandteil der Getriebevorrichtung oder bildet die Getriebevorrichtung. Beispielsweise ist die Verteilungsvorrichtung ein Verteilergetriebe.
Die Getriebevorrichtung überträgt das Ausgangsmoment über die weitere Abtriebswelle auf mindestens eine weitere Aufnahmevorrichtung parallel oder abwechselnd zu der Aufnahmevorrichtung. Insbesondere ist die weitere Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines weiteren Bremsenelements ausgebildet. Vorzugsweise sind das Bremsenelement und das weitere Bremsenelement baugleich oder unterschiedlich. Insbesondere ist die weitere Aufnahmevorrichtung von der Aufnahmevorrichtung entkoppelbar, so dass vorzugsweise die Aufnahmevorrichtung simultan zu der weiteren Aufnahmevorrichtung oder die weitere Aufnahmevorrichtung simultan zu der Aufnahmevorrichtung bestückt werden kann, besonders bevorzugt während eine der Aufnahmevorrichtungen im Betrieb ist. Alternativ oder optional ergänzend sind beide Aufnahmevorrichtungen parallel abhängig oder unabhängig voneinander betreibbar.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Getriebevorrichtung eine Getriebeschaltung auf, wobei die Getriebeschaltung automatisch und/oder automatisiert zwischen den unterschiedlichen Übersetzungen umschaltet. Insbesondere ist die Getriebeschaltung fernsteuerbar, so dass vorzugsweise bei dem Prüfprozess die verschiedenen Übersetzungen von einem zentralen oder dezentralen Steuerungsmodul einstellbar sind. Insbesondere ist die Getriebeschaltung programmierbar, so dass z.B. bestimmte Prüfzykluszeiten einstellbar sind, wobei die Getriebeschaltung vorzugsweise nach Abschluss der vorgegebenen Prüfzykluszeit in die nächst höhere oder niedrigere Übersetzungsstufen schaltet. Alternativ ist bei der stufenlosen Einstellung der Übersetzungen eine konstante Erhöhung oder Reduzierung der Übersetzung möglich, so dass z.B. über den Verlauf der vorgegebenen Prüfzykluszeit die Übersetzung veränderbar ist. Beispielsweise ist die Getriebevorrichtung als ein Automatikgetriebe ausgebildet. Alternativ ist die Getriebeschaltung manuell betätigbar. Insbesondere ist die Getriebeschaltung als eine Art Ganghebel ausgebildet, so dass vorzugsweise unterschiedliche Gänge einlegbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Schwungmassenvorrichtung mindestens ein Schwungmassenelement auf. Insbesondere ist das Schwungmassenelement eine Art Energiespeicher für die kinetische Energie. Insbesondere ist das Schwungmassenelement eine Schwungscheibe oder ein Schwungrad. Insbesondere weist das Schwungmassenelement einen Durchmesser von mehr als 100 mm, vorzugsweise mehr 500 mm, im Speziellen mehr als 1000 mm auf. Alternativ oder optional ergänzend weist das Schwungmassenelement einen Durchmesser von weniger als 2000 mm, vorzugsweise weniger als 900 mm, im Speziellen weniger als 300 mm auf.
Insbesondere weist das Schwungmassenelement eine Länge von mehr als 100 mm, vorzugsweise mehr als 500 mm, im Speziellen mehr als 1000 mm auf. Alternativ oder optional ergänzend weist das Schwungmassenelement eine Länge von weniger als 2000 mm, vorzugsweise weniger als 900 mm, im Speziellen weniger als 300 mm auf.
Insbesondere weist das Schwungmassenelement ein Massenträgheitsmoment von mehr als 100 kgm2, vorzugsweise mehr als 300 kgm2, im Speziellen 600 kgm2. Alternativ oder optional ergänzend weist das Schwungmassenelement insbesondere ein Massenträgheitsmoment von weniger als 1000 kgm2, vorzugsweise weniger als 500 kgm2, im Speziellen weniger als 200 kgm2. Besonders bevorzugt jedoch weist das Schwungmassenelement einen Durchmesser von ca. 800 mm und eine Länge von ca. 700 mm auf sowie ein Massenträgheitsmoment von 222 kgm2 auf.
Auch die Kombination von zwei oder mehr Schwungmassenelementen ist möglich und bevorzugt. Somit lässt sich z.B. ein vergrößertes Gesamtmassenträgheitsmoment erzielen.
Die Antriebswelle ist mit dem Schwungmassenelement verbunden und versetzt das Schwungmassenelement in eine Drehbewegung. Insbesondere ist das Schwungmassenelement mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Alternativ bilden die Antriebswelle und die Ausgangswelle eine gemeinsame Welle. Vorzugsweise ist das Schwungmassenelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Antriebswelle und/oder Ausgangswelle verbunden.
In einer konstruktiven Ausgestaltung weist das Bremsenprüfsystem mindestens eine Lagervorrichtung auf, wobei die Lagervorrichtung das Schwungmassenelement lagert. Insbesondere weist das Bremsenprüfsystem genau zwei Lagervorrichtungen auf. Alternativ weist das Bremsenprüfsystem insbesondere mehr als zwei, im Speziellen mehr als vier Lagervorrichtungen auf. Insbesondere ist die Lagervorrichtung ein Spindellager, beispielsweise ein Schrägkugellager. Insbesondere ist die Lagervorrichtung geschmiert, z.B. ölgeschmiert, vorzugsweise aber fettgeschmiert.
In einer weiteren Umsetzung ist die Antriebsvorrichtung und/oder die weitere Antriebsvorrichtung eine Drehstrommaschine. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung ein Drehstromasynchronmotor, vorzugsweise ein 4-poliger Drehstromasynchronmotor.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung des Bremsenprüfsystems als ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 eine Draufsicht auf das Bremsenprüfsystem mit einer ersten und einer zweiten Aufnahmevorrichtung.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung eines Bremsenprüfsystems 1. Das Bremsenprüfsystem 1 weist einen Antriebsstrang 2 für eine Aufnahmevorrichtung 3 auf. Beispielsweise ist die Aufnahmevorrichtung 3 zur Aufnahme eines Bremsenelements, z.B. eine Bremsscheibe, geeignet, wobei die Aufnahmevor- richtung 3 mindestens eine Bremseinrichtung, z.B. Bremsbacken, aufweist. Beispielsweise simuliert die Aufnahmevorrichtung 3 einen Bremsvorgang, so dass das Bremsenelement mittels der Bremseinrichtung mit einer Reibkraft beaufschlagt wird.
Der Antriebsstrang 2 weist eine Antriebsvorrichtung 4, eine Schwungmassenvorrichtung 5 und eine Getriebevorrichtung 6 auf. Die Antriebsvorrichtung 4, z.B. eine Drehstrommaschine, ist mit der Schwungmassenvorrichtung 5 über eine Antriebswelle 7 getriebetechnisch verbunden. Die Antriebsvorrichtung 4 überträgt ein Antriebsmoment bzw. eine Drehzahl auf die Antriebswelle 7 und somit auf die Schwungmassenvorrichtung 5.
Die Schwungmassenvorrichtung 5 ist mit der Getriebevorrichtung 6 über eine Ausgangswelle 8 getriebetechnisch verbunden. Die Schwungmassenvorrichtung 5 überträgt ein Eingangsmoment auf die Ausgangswelle 8 und somit auf die Getriebevorrichtung 6. Die Schwungmassenvorrichtung 5 erhöht die Rotationsenergie des Bremsscheibenelements. Beispielsweise simuliert die Schwungmassenvorrichtung 5 eine Gewichtskraft eines Fahrzeugs, welche während des Bremsvorgangs auf die Bremsscheibe wirkt.
Die Getriebevorrichtung 6 ist z.B. ein Stirnradgetriebe und stellt unterschiedliche Übersetzungen ein. Da bei der Massenträgheitsbetrachtung die Übersetzung in das Quadrat eingeht, können mittels der Getriebevorrichtung 6 verschiedene Schwungmassen mit unterschiedlichen Massenträgheitsmomenten simuliert werden. Die Getriebevorrichtung 6 ist über eine Abtriebswelle 9 mit der Aufnahmevorrichtung 3 getriebetechnisch verbunden. Über die Abtriebswelle 9 wird ein Ausgangsmoment auf die Aufnahmevorrichtung 3 bzw. die Bremsscheibe übertragen, so dass die Bremsscheibe mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit rotiert.
Figur 2 zeigt das Bremsenprüfsystem 1 in einer Draufsicht. Der Antriebsstrang 2 weist die Antriebsvorrichtung 4, z.B. eine Drehstrom-Asynchronmaschine, auf, wobei die Antriebsvorrichtung 4 über die Antriebswelle 7 mit einem Schwungmassenelement 10 verbunden ist. Das Schwungmassenelement 10 ist beispielsweise ein Schwungrad oder eine Schwungscheibe mit einem Durchmesser von z.B. ca. 800 mm und/oder einer Länge von z.B. ca. 700 mm und/oder einer Massenträgheitsmo- menten von z.B. 222 kgm2. Das Schwungmassenelement 10 ist über die Ausgangswelle 8 mit der Getriebevorrichtung 6 verbunden. Das Schwungmassenelement 10 ist mit der Antriebswelle 7 und der Ausgangswelle 8 drehfest, z.B. kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder formschlüssig gekoppelt.
Die Antriebswelle 7 weist einen ersten und einen zweiten Antriebswellenabschnitt 7a, b auf, wobei die beiden Antriebswellenabschnitte 7a, b die Antriebswelle 7 bilden. Der erste Antriebswellenabschnitt 7a ist mit der Antriebsvorrichtung 4 verbunden. Der zweite Antriebswellenabschnitt 7b ist mit dem Schwungmassenelement 10 verbunden. Die Ausgangswelle 8 weist einen ersten und einen zweiten Ausgangswellenabschnitt 8a, b auf, wobei die beiden Ausgangswellenabschnitte 8a, b die Ausgangswelle 8 bilden. Der erste Ausgangswellenabschnitt 8a ist mit der Getriebevorrichtung
6 verbunden. Der zweite Ausgangswellenabschnitt 8b ist mit dem Schwungmassenelement 10 verbunden.
Der Antriebsstrang 2 weist eine erste und eine zweite Kupplungsvorrichtung 11a, b auf. Die Kupplungsvorrichtungen 11a, b ermöglichen einen schnellen Austausch des Schwungmassenelements 10. Die beiden Antriebswellenabschnitte 7a, b sind über die erste Kupplungsvorrichtung 11a miteinander gekoppelt. Beispielsweise bildet die erste Kupplungsvorrichtung 11a einen Bestandteil der Antriebswelle 7. Die beiden Ausgangswellenabschnitte 8a, b sind über die zweite Kupplungsvorrichtung 11 b miteinander gekoppelt. Beispielsweise bildet die zweite Kupplungsvorrichtung 11 b einen Bestandteil der Ausgangswelle 8. Zusätzlich oder alternativ zu den Kupplungsvorrichtung 11a, b können auch eine oder mehrere Sicherheitskupplungen vorgesehen sein, die in Fig. 2 jedoch nicht dargestellt sind.
Die Schwungmassenvorrichtung 5 weist ein erstes und ein zweites Lager 12a, b auf. Beispielsweise sind die beiden Lager 12a, b fettgeschmierte Spindellager. Das erste Lager 12a lagert die mit dem Schwungmassenelement 10 verbundene Antriebswelle
7 bzw. den zweiten Antriebswellenabschnitt 7b. Das zweite Lager 12b lagert die mit dem Schwungmassenelement 10 verbundene Ausgangswelle 8 bzw. den zweiten Ausgangswellenabschnitt 8b. Die in der Figur 2 gezeigte Getriebevorrichtung 6 ist beispielsweise als ein Kegelradgetriebe ausgebildet und somit für einen Einstationenbetrieb ebenso wie für einen Zweistationenbetrieb geeignet.
Die Getriebevorrichtung 6 weist eine erste und eine zweite Abtriebswelle 9a, b auf. Die erste Abtriebswelle 9a ist mit einer ersten Aufnahmevorrichtung 3a verbunden. Die zweite Abtriebswelle 9b ist mit einer zweiten Aufnahmevorrichtung 3b verbunden. Beispielsweise sind die beiden Aufnahmevorrichtungen 3a, b zur Aufnahme des gleichen oder von unterschiedlichen Bremsenelementen ausgebildet.
Die Getriebevorrichtung 6 weist eine weitere Antriebsvorrichtung 13 auf. Die weitere Antriebsvorrichtung 13 ist derart mit der Getriebevorrichtung 6 verbunden oder integriert, so dass ein besonders hohes Drehmoment, z.B. für eine Hochmomentener- probung, auf die Getriebevorrichtung 6 und somit auf die Abtriebswelle 9 bzw. die erste und/oder zweite Abtriebswelle 9a, b übertragen wird. Beispielsweise kann mittels der weiteren Antriebsvorrichtung 13 das Losreißen der Bremse simuliert werden.
Ein Momentenpfad verläuft ausgehend von der Antriebsvorrichtung 4, über die Antriebswelle 7, das Schwungmassenelement 10, die Ausgangswelle 8, die Getriebevorrichtung 6 zu der ersten und/oder der zweiten Abtriebswelle 9a, b bzw. zu der ersten und/oder der zweiten Aufnahmevorrichtung 3a, b.
Die Funktionsweise des Bremsenprüfsystems 1 ist wie folgt:
Die Antriebsvorrichtung 4 versetzt die Antriebswelle 7 in eine Drehbewegung, wobei sich eine erste Drehgeschwindigkeit einstellt und/oder einstellbar ist. Über die Antriebswelle 7 wird die Schwungmasse 10 und die Ausgangswelle 8 in eine Drehbewegung mit der ersten Drehgeschwindigkeit versetzt. Beispielweise überträgt die Getriebevorrichtung 6 die Drehbewegung mit der ersten Drehgeschwindigkeit auf die Abtriebswellen 9a, b. An den Abtriebswellen 9a, b stellt sich eine zweite Drehgeschwindigkeit ein.
In einem ersten Schaltzustand wird der Momentenpfad über die Getriebevorrichtung 6 geführt, wobei die Getriebevorrichtung 6 eine erste Übersetzung zwischen der An- triebsvorrichtung 4 bzw. des Schwungmassenelements 10 und den Aufnahmevorrichtungen 3a, b bzw. den Abtriebswellen 9a, b einstellt. Beispielsweise ist die erste Drehgeschwindigkeit gleich oder größer oder kleiner als die zweite Drehgeschwindigkeit. Beispielsweise weist die erste und/oder die zweite Abtriebswelle 9a, b in dem ersten oder einem weiteren Schaltzustand eine höhere Massenträgheit als die Ausgangswelle und/oder die Antriebswelle auf.
Als ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist das Bremsenprüfstsytem 1 für einen Zweistationenbetrieb ausgebildet und weist die in der Getriebevorrichtung 6 integrierte weitere Antriebsvorrichtung 13 auf. Das Schwungmassenelement 10 ist durch ein fettgeschmiertes Spindellager gelagert. Das Schwungmassenelement 10 weist einen Durchmesser von 800 mm, eine Länge von 700mm und ein Massenträgheitsmoment von 222 kgm2 auf.
Die Antriebsvorrichtung 4 ist als ein 4-poliger PS-Antrieb mit einem Drehmoment von 3000 (6000) Nm und einer Drehzahl von 6000 U/min ausgebildet. Die Getriebevorrichtung 6 weist vier unterschiedliche Gänge auf, wobei die Simulationsanpassung über die schaltbaren Übersetzungen im Getriebe erfolgt. Ein erster Gang weist eine Übersetzung von i=1 ,5 auf und simuliert ein Massenträgheitsmoment von 500 kgm2. Ein zweiter Gang weist eine Übersetzung von i=2,12 auf und simuliert ein Massenträgheitsmoment von 1000 kgm2. Ein dritter Gang weist eine Übersetzung von i=2,6 auf und simuliert ein Massenträgheitsmoment von 1500 kgm2. Ein vierter Gang weist eine Übersetzung von i=3 auf und simuliert ein Massenträgheitsmoment von 2000 kgm2.
Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 7 der Antriebsvorrichtung 4 in Fig. 1 derart ausgebildet, dass sie in der Darstellung der Fig. 1 nach rechts aus der Antriebsvorrichtung 4 in gleicher Weise herausragt wie nach links. Mit dem nach rechts herausragenden Anteil der Antriebswelle 7 treibt die Antriebsvorrichtung 4 ein zweites, zum Bremsenprüfsystem 1 der Fig. 1 identisches, Bremsenprüfsystem an. Im zweiten Bremsenprüfsystem kann wahlweise auf eine weitere Schwungmassenvorrichtung verzichtet werden. Bezuqszeichenliste Bremsenprüfsystem
Antriebsstrang
Aufnahmevorrichtung
a erste Aufnahmevorrichtung
b zweite Aufnahmevorrichtung
Antriebsvorrichtung
Schwungmassenvorrichtung
Getriebevorrichtung
Antriebswelle
Ausgangswelle
Abtriebswelle
a erste Abtriebswelle
b zweite Abtriebswelle
0 Schwungmassenelement
1 a erste Kupplungsvorrichtung
1 b zweite Kupplungsvorrichtung
2a erstes Lager
2b zweites Lager
3 weitere Antriebsvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Bremsenprüfsystem (1 ) zur Prüfung einer Bremse für ein Fahrzeug, mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (4) zur Erzeugung eines Antriebsmoments, mit mindestens einer Schwungmassenvorrichtung (5), wobei die Antriebsvorrichtung (4) mindestens eine Antriebswelle (7) aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (4) das Antriebsmoment über die Antriebswelle (7) auf die Schwungmassenvorrichtung (5) überträgt, mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung (3) zur Aufnahme eines Bremsenelements der Bremse, wobei die Schwungmassenvorrichtung (5) mindestens eine Ausgangswelle (8) aufweist, wobei die Schwungmassenvorrichtung (5) das Antriebsmoment über die Ausgangswelle (8) in Richtung zu der Aufnahmevorrichtung (3) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsenprüfsystem (1 ) mindestens eine Getriebevorrichtung (6) zur Änderung der Übersetzung aufweist, wobei die Getriebevorrichtung (6) zwischen der Schwungmassenvorrichtung (5) und der Aufnahmevorrichtung (3) angeordnet ist.
2. Bremsenprüfsystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (8) mit der Getriebevorrichtung (6) wirkverbunden ist, wobei die Ausgangswelle (8) ein Eingangsmoment auf die Getriebevorrichtung (6) überträgt, wobei die Getriebevorrichtung (6) mindestens eine Abtriebswelle (9) aufweist, wobei die Abtriebswelle (9) ein Ausgangsmoment auf die mindestens eine Aufnahmevorrichtung (3) überträgt, wobei die Getriebevorrichtung (6) unterschiedliche Übersetzungen zwischen dem Eingangsmoment und dem Ausgangsmoment einstellt.
3. Bremsenprüfsystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) als ein Zahnradgetriebe oder als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet ist.
4. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung von mindestens zwei unterschiedlichen Übersetzungen stufenlos oder stufig erfolgt.
5. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) genau vier unterschiedliche Gänge mit vier unterschiedlichen Übersetzungen aufweist, wobei die Übersetzungen in einem Bereich von i=1 bis i=4 liegen.
6. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) mindestens eine weitere Antriebsvorrichtung (13) aufweist, wobei die weitere Antriebsvorrichtung (13) ein zusätzliches Antriebsmoment auf die Getriebevorrichtung (6) überträgt.
7. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) mindestens eine weitere Abtriebswelle aufweist, wobei die Getriebevorrichtung (6) das Ausgangsmoment über die weitere Abtriebswelle auf mindestens eine weitere Aufnahmevorrichtung parallel oder abwechselnd zu der Aufnahmevorrichtung überträgt.
8. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) eine Getriebeschaltung aufweist, wobei die Getriebeschaltung automatisch und/oder automatisiert zwischen den unterschiedlichen Übersetzungen umschaltet.
9. Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassenvorrichtung (5) mindestens ein Schwungmassenelement (10) aufweist, wobei die Antriebswelle (7) mit dem Schwungmassenelement (10) wirkverbunden ist und das Schwungmassenelement (10) in eine Drehbewegung versetzt.
10. Bremsenprüfsystem (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenträgheitsmoment des Schwungmassenelements (10) kleiner als 300 kgm2 ist.
1 1 . Bremsenprüfsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsenprüfsystem (1 ) mindestens eine Lagervorrichtung (12a, b) aufweist, wobei die Lagervorrichtung (12a, b) das Schwungmassenelement (10) lagert.
12. Bremsenprüfsystem (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lagervorrichtung (12a, b) ein Spindellager ist.
13. Bremsenprüfsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (4) und/oder die weitere Antriebsvorrichtung (13) eine Drehstrommaschine ist.
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