WO1996026422A1 - Prüfeinheit mit verbesserter simulationsgüte zur realitätsnahen prüfung der fahrdynamik von kraftfahrzeugen - Google Patents

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WO1996026422A1
WO1996026422A1 PCT/EP1996/000579 EP9600579W WO9626422A1 WO 1996026422 A1 WO1996026422 A1 WO 1996026422A1 EP 9600579 W EP9600579 W EP 9600579W WO 9626422 A1 WO9626422 A1 WO 9626422A1
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test unit
belt
cage
support head
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PCT/EP1996/000579
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Rüdiger TIEMANN
Hans-Joachim Schmeling
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Itt Automotive Europe Gmbh
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    • G01L5/28—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes
    • G01L5/282—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes the vehicle wheels cooperating with rotatable rolls
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    • G01M17/06—Steering behaviour; Rolling behaviour
    • G01M17/065—Steering behaviour; Rolling behaviour the vehicle wheels co-operating with rotatable rolls

Definitions

  • Test unit with improved simulation quality for realistic testing of the driving dynamics of motor vehicles
  • test stands In order to be able to precisely and repeatably test the driving dynamic properties of a motor vehicle on the basis of different environmental conditions, test stands have been proposed in which the behavior of a vehicle, for example also in long-term tests, can be measured comparatively easily.
  • the advantages of such test stands are, in particular, that the boundary conditions of the test can be set comparatively simply and precisely, so that different vehicles can be tested in a comparable manner under the same conditions.
  • a brake test stand is known from EP-PS 280 785, for example, in which the braking force exerted by the brake actuation of the wheels of the vehicle under test can be measured via the driven test rollers of the test stand.
  • Test benches with non-driven test rolls have also been proposed.
  • flat belts driven by rollers can also be used, on which the vehicle wheels stand, wherein they are supported by support rollers located below the belt.
  • Test stands for checking the driving dynamics of a single wheel have also been proposed, in which a single rotatably suspended motor vehicle wheel is pressed onto the driving belt with a preload corresponding to the load of the vehicle and is driven by the rotating driving belt.
  • the measurement takes place in such a way that the mass inertia of the vehicle to be braked is simulated by the driven travel belt, which is decelerated in speed with the help of the brakes of the driven vehicle.
  • the system proposed is such that the simulated road moves at the speed predefined for the vehicle , the wheels sitting on the road trying to brake or stop the speed of the road against its inertia.
  • the motor vehicle wheel is essentially stationary and is biased against the conveyor belt with a force which corresponds to the bearing force of the vehicle on this wheel. It is therefore relatively easy to obtain a statement about the braking behavior of a vehicle under the various road conditions that are simulated on the driving belt.
  • the invention is therefore based on a test unit of the type resulting from the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to drive such a test in a simple manner, the drive being to have an inertia comparable to that of a motor vehicle.
  • the invention is achieved by the combination of features resulting from the characterizing part of claim 1.
  • the invention therefore consists in coupling the drive for a test unit for testing the driving dynamics of a motor vehicle with the drive of a flywheel test stand for motor vehicles.
  • the test unit according to the invention it is thus possible to measure the braking behavior of larger vehicles in a simple manner.
  • the braking behavior of motor vehicles for example with regard to slippage, deceleration, brake heating, etc., provides information about important vehicle dynamics variables. If a steel belt is used, the coefficient of friction corresponds to that of a comparatively low-friction roadway.
  • the dynamic driving variables should not only be measured on a level road, but also on a wavy road surface. It can be assumed that the corrugated road surface is simulated by forces acting perpendicular to the contact surface of the motor vehicle wheel. In order to ensure that such forces can also lead to a deflection of the conveyor belt with respect to the standing wheel, in a further development of the invention the use of the combination of features according to claim 3 is recommended.
  • the force derived from the brake test bench is directed to a suitable drum , in which case the drum pulling the conveyor belt away from the wheel to be tested is preferably used.
  • the combination of features according to claim 5 is recommended.
  • the support head is then rotatably mounted in a crank cage about an axis perpendicular to the conveyor belt.
  • an axial-radial bearing is provided which is able to support both the axial contact forces and the radial forces of the support head relative to the cage is.
  • the combination of features according to claim 6 is recommended in a further development of the invention.
  • the mobility of the crank cage and thus the movement of the support head correspond to the direction of movement of the cage of the extensibility of the flat belt, corresponding to the features of claim 2.
  • These features ensure that the cage can deflect the belt from its central position in both directions via the support head. The deflection takes place in a preferred development of the invention by a drive with the features of claim 7.
  • the feature combination according to claim 8 is recommended in a development of the invention.
  • the cage follows the motion of the eccentric in the direction perpendicular to the conveyor belt, while the eccentric can be displaced perpendicularly to it, for example in the longitudinal direction of the belt relative to the cage, and therefore the forces in this direction cannot be transmitted to the cage. In this direction, the cage remains in its position regardless of the movement of the eccentric.
  • the main advantage of the flat belt is the level contact area between the tire patch and the road. Hiefuch can e.g. are driven with the actual tire inflation pressure.
  • the drum test stands are operated with an increased tire pressure of up to 4 bar.
  • the combination of features according to claim 9 is recommended. This makes it possible to couple the cage to the drive head in a more or less eccentric position, as a result of which, when the drive head rotates, more or less large oscillating displacement movements of the cage and thus of the support head.
  • the invention proposes the combination of features according to claim 10. Before the test, suitable bumps are attached to the conveyor belt, which correspond to the natural bumps at which the driving behavior of the vehicle is to be checked.
  • the bumps in the form of sleepers, cat heads, gravel stones or the like It can be individual unevenness or the entire surface of the conveyor belt can be equipped with such unevenness.
  • the combination of features is recommended in a development of the invention According to claim 13.
  • the water level on the conveyor belt can be changed using the combination of features according to claim 14.
  • the vibration mass test stands commercially available often have a mass inertia that goes far beyond the mass inertia of a motor vehicle assigned to an individual wheel. In such cases, in a further development of the invention, the combination of features according to claim 15 is recommended.
  • a simple measure for transmitting the driving forces is the combination of features according to claim 16, in that a simple drive belt forms a frictional force connection between the flywheel test stand and the test unit.
  • Attenuators that use liquid as the attenuator.
  • Such attenuators are used in conjunction with motor vehicle wheels to damp vehicle vibrations and, accordingly, are also used in the form of the motor vehicle section (core) to be measured.
  • Another possibility for measuring the driving dynamic behavior of a motor vehicle under the most varied of environmental conditions is to measure the driving behavior when the wind is coming from different directions.
  • the feature combination according to claim 18 is recommended for this.
  • Pressure represents an essential measurement variable in the measurement of vehicle dynamics variables.
  • the combination of features evident from claim 20 is therefore recommended for pressure measurement, the pressure meter being able to be connected between support head and cage according to the features of claim 21.
  • test unit according to the invention can be used for measuring only a single wheel or for simultaneous measurement on two wheels (front wheel and rear wheel), the two wheels acting on the conveyor belt one behind the other.
  • test unit it is also possible to interconnect a number of test units to form a common system, so that the four wheels of a motor vehicle are measured simultaneously on four test units, for example a complete motor vehicle with its wheels during measurement supports four test units.
  • the individual test units can be used for measuring different sizes, such as, for example, noise behavior, vibration behavior, lateral forces when the wheel is at an angle, and others.
  • the essential essence of the invention aims to measure all of these quantities during the braking process of a vehicle and thus to use the inertia of the flywheel test stand during the measurement. An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing.
  • Test units for measuring one or more motor vehicle sections (corner),
  • 17 shows the use of a wind tunnel in connection with the test unit.
  • a flywheel test stand 1 drives the drive 2 of a test device 3.
  • the flywheel test stand essentially consists of an electric drive motor 11 which drives flywheels 38 via a gear 39.
  • the flywheel masses are intended to provide the inertia necessary for testing the brakes, which can correspond to the inertia of a heavy motor vehicle, so that braking tests can be carried out using a relatively small electric motor 11.
  • the speed of the flywheel 38 can be gradually ramped up by means of the electric motor and then braked at the appropriate rotational speed by means of the motor vehicle brake to be tested.
  • Such test benches are used to check the braking performance, the noise when braking, the durability of brakes and the like.
  • the test unit 3 essentially consists of two rotatably mounted drums 4 and 5, around which an endless flat belt 6 runs.
  • the drive drum 4 is driven by a drive shaft 7 indicated by dashed lines by a drive wheel 8 which drives a driven wheel 9 coupled to the flywheels 38 via a drive belt 10.
  • a motor vehicle wheel 12 is seated on the circumferential flat belt under elastic pretension, which is rotatably supported in a fixed support 13 and is rotated by the circumferential flat belt 6 in a rotational movement with respect to an axis of rotation 18 supported in the support 13 (see Fig. 5) executes.
  • a brake disc is coupled to the driven motor vehicle wheel, via which brake tests can be carried out on the wheel.
  • the test unit can but not only for testing the effect of brakes, but also for other running properties to be monitored, such as noise, running resistance and the like.
  • a climate box 14 is used, which encloses the test unit, including the test specimen and the carrier 13, so that, for example, the vibration behavior of the elastic wheel suspension, the tire's slip behavior on the flat belt 6 or similar can be measured depending on the temperature.
  • a plastic band preferably made of polyamide, has proven itself as a flat band, which creates 12 frictional conditions with respect to the tire 15 of the motor vehicle wheel, as is the case with a rubber tire traveling over asphalt.
  • test unit With the test unit according to the invention, it is not only possible to carry out simple brake tests on a motor vehicle wheel 12 smoothly rolling on the rotating flat belt 6, but also the behavior of the wheel running straight or at an angle to the roadway in relation to an uneven roadway To measure dependence of the respective speed. The measurement can take place in the braked or unbraked run. At the same time, the coefficient of friction of the flat belt with respect to the wheel 12 can also be changed, thus simulating a road with a low coefficient of friction (snow, black ice or wet).
  • the support head 16 is provided with rotatably mounted rollers 17 (See, for example, FIGS. 2 and 6), which extend essentially transversely to the direction of belt travel and are mounted in a plane below the flat belt 6.
  • test unit With the help of the test unit, it is thus possible to emulate a motor vehicle wheel running on a roadway, the inertia associated with a motor vehicle or a part thereof being also fed into the test unit via the momentum brake test bench 1, so that brake ver search can be carried out on a wheel running on a roadway, in which the mass corresponding to the associated motor vehicle is braked. In this way, it is not only possible to realistically measure the braking behavior of a motor vehicle, but also the noises, vibrations and the like occurring during the braking process can be determined.
  • the support head 16 is arranged to be movable and driven with the aid of a support head drive (see FIGS. 8 and 9).
  • the basic idea for this is to emulate the road surface that is undulating with respect to the rolling wheel by means of a corresponding vertical movement of the support head below the flat belt 6.
  • the vertically vibrating support head 16 traces the substantially corrugated surface of the road surface on the contact surface of the wheel 12, so that the running and braking behavior of the motor vehicle can be measured even on a wavy road surface.
  • the support head drive can be formed, for example, by a hydraulic drive which simulates the ripple of the roadway to be measured via the flat belt.
  • the flat strip 6, as can be seen in FIGS its longitudinal direction be elastically stretchable so that it does not tear when the support head 16 is deflected vertically.
  • a plastic flat strip preferably made of polyamide, has proven to be very suitable for this.
  • Corner which the wheel suspension, e.g. of the front wheel of a motor vehicle concerns, outlined.
  • the wheel 5 is rotatably mounted on a wheel axle 18 which is pivotally suspended on the control arm 20 about the body 19 of the motor vehicle.
  • the wheel In the vertical direction, the wheel is supported by the spring strut 21, which consists of a telescopic fork 22 and a helical spring 23.
  • the wheel suspension can also be made in another way.
  • the strength with which the tire 5 is pressed onto the flat belt 6 can be set by the strength of the spring 23 and the spring travel.
  • the support head 16 is rotatably mounted in a crank cage 24 with the aid of a rotary lug 25 which, for reasons of simplicity, should initially be regarded as stationary.
  • the support head 16 is provided with roller-shaped support rollers 17 which are mounted essentially transversely to the direction of travel of the belt in the support head and are intended to reduce the friction of the belt with respect to the support head.
  • FIG. 6 The purpose of this measure is to also be able to carry out measurements on a motor vehicle wheel 12 placed at an angle to the running direction of the belt 6, without the belt 6 being pushed from the drums 4, 5 and exiting by transverse forces exerted on the wheel.
  • Such inclinations of a motor vehicle wheel 12 are necessary, for example, to test the braking and running behavior of this wheel when cornering.
  • 6 shows the inclined position of the wheel by an angle ⁇ with respect to the running direction v of the belt.
  • the support head is rotated by a corresponding angle ⁇ , which is sufficient to counteract the transverse force exerted by the wheel on the belt 6 and to keep the belt in its track.
  • the belt is either automatically kept in its track, which is the case when the wheel axis 18 is in the running direction v of the belt 6 the fulcrum 27 of the pivot 25 is. Details of this are shown in FIG. 6 in a sketched top view and in FIG. 7 in a cross-section thereof in an exploded view. In another arrangement, the support head is held at a necessary angle to the running direction by a suitable force.
  • FIGS. 8 and 9 A comparatively simple configuration of the support head drive is shown in FIGS. 8 and 9 shown.
  • the crank cage 24 is suspended so that it can be displaced in the vertical direction in relation to a fixed anchoring.
  • Fig. 9 only the view of a cage 24 is sketched, which swings up and down vertically in the direction of the arrow R.
  • the support head (rotatably) is mounted in the crank cage 24 so that it swings with the crank cage.
  • the eccentric 30 can be coupled to the drive shaft 35 via a friction clutch 36.
  • the vertical position L of the drive shaft 35 can be changed relative to the longitudinal axis 37 of the eccentric 30, so that the eccentricity a, that is to say the distance between the drive shaft 35 and the longitudinal axis 367, is adjustable. It is thus possible to set the amplitudes of the deflections of the crank cage 24 and thus of the support head 16, so that measurements with a strongly undulating and with a slightly undulating roadway are possible.
  • the density of the shafts depends on the speed of rotation of the drive shaft 25 and thus also of the eccentric 30. Corresponding translation elements, which have not been shown for the sake of simplicity, can of course also be inserted here. As is not apparent from FIG. 8, the eccentric engages with its two ends symmetrically on the crank cage 24.
  • FIGS. 10 to 12 it is possible according to FIGS. 10 to 12 to also measure the driving and braking behavior of a wheel 12 when the road is wet.
  • water is sprayed onto the flat belt 6 via a nozzle stick 45, which is collected by a trough 41 set up under the flat belt 6.
  • sealing strips 46, 47 are provided which engage the flat strip 6 with brush-shaped seals 48, 49. If the amount of water sprayed through the nozzle assembly 45 is kept constant, the height of the water level on the flat strip depends on the distance between the two seals 48, 49.
  • two hydraulically actuatable displacement devices 50, 51 are provided, which are able to move the seals 48, 49 transversely to the running direction of the conveyor belt 6 .
  • the water level at the footprint of the tire 12 can thus be changed very quickly, as a result of which the braking behavior of a tire can be simulated, for example on a roadway with a changing water level.
  • the nozzle assembly 45 is provided with nozzle openings 52, which are outlined in FIG. 11.
  • Figures 13, 14 and 15 indicate that the test unit 1 can be used both as a semi-axis test bench (Fig. 13), a single-axis test bench (Fig. 14) and a two-axis test bench (Fig. 15), the respective test units together using the flywheel mass of a corresponding brake test bench , as described above, can be driven.
  • FIG. 16 also indicates the possibility of carrying out a two-axis test stand according to FIG. 15 only by means of two test units, which, however, have to be modified accordingly and each provided with two support heads 16.
  • the invention also makes it possible to determine the braking behavior of a vehicle in the event of individual obstacles on the road, such as sleepers, cat eyes, bumps, etc. to check.
  • these obstacles must be firmly mounted on the surface of the flat belt 6 facing the wheels 12, as is indicated, for example, with regard to the sleepers 54 and the cat eyes 53. Due to the comparatively low weight of the test units due to the inexpensive third-party drive, it is also possible, as indicated in FIG visibly the parking brake can be made on the mountain.
  • the tests mentioned can also be carried out under the action of air flowing in from different directions by placing corresponding fans 56 in a wind tunnel on rails 57 and a corresponding wind jet on the test object (motor vehicle). can be directed during the driving test.
  • the control of the position or the air throughput of the blowers 56 can be controlled, for example, with the aid of a program which adjusts the travel distance of the blowers on the rail as a function of time while at the same time regulating the air throughput. Of course, changing these parameters is also possible.
  • checking the braking behavior it can be expedient to simulate the change in the load on the wheel 12 during the braking process with the aid of the hydraulic cylinder 22, so that an improvement in the simulation behavior is also achieved here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen dynamischen Fahrbahnprüfstand, mit dem die Laufeigenschaften eines Kfz-Rades (12) auf einer Fahrbahn überprüft werden können. Um in einfacher Weise auch Bremsversuche zur Abbremsung großer Trägheitsmassen, die schnell laufenden, schweren Kraftfahrzeugen entsprechen, messen zu können, wird der Antrieb (2) eines eine Fahrbahn simulierenden Flachbandes (6) mit einem Schwungmassenprüfstand (1) für Bremsenprüfung gekoppelt. Weiterbildungen der Erfindung beschäftigen sich mit der Simulation von Wasserständen auf der Fahrbahn, extremen Umgebungstemperaturen und Lufteinströmungen. Der erfindungsgemäße Prüfstand ist insbesondere geeignet, wellenförmige Fahrbahnunebenheiten nachzubilden und die Laständerung der auf dem abzubremsenden Rad liegenden Last zu simulieren.

Description

Prüfeinheit mit verbesserter Simulationsgüte zur realitäts¬ nahen Prüfung der Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen
Um die fahrdynamischen Eigenschaften eines Kraftfahrzeugs anhand unterschiedlicher Umweltbedingungen exakt einstellbar und wiederholbar prüfen zu können, sind Prüfstände vor¬ geschlagen worden, in denen das Verhalten eines Fahrzeugs, beispielsweise auch bei Langzeitversuchen, vergleichsweise einfach gemessen werden kann. Der Vorteile solcher Prüfstände besteht insbesondere darin, daß die Randbedingungen der Prü¬ fung vergleichsweise einfach und exakt eingestellt werden können, so daß unterschiedliche Fahrzeuge unter den gleichen Bedingungen vergleichbar sich prüfen lassen.
Hierzu ist beispielsweise aus, der EP-PS 280 785 ein Bremsen¬ prüfstand bekannt, bei dem die über die Bremsbetätigung der Räder des untersuchten Fahrzeugs ausgeübte Bremskraft über die angetriebenen Prüfrollen des PrüfStands meßbar sind. Es sind weiterhin Prüfstände mit nichtangetriebenen Prüfrollen vorgeschlagen worden. Außer Prüfrollen sind, wie aus der oben genannten EP-PS 280 785 ersichtlich, auch über Rollen ange¬ triebene Flachbänder verwendbar, auf denen die Fahrzeugräder stehen, wobei sie über unterhalb des Bandes befindliche Stützrollen abgestützt sind. Es sind auch schon Prüfstände zur Überprüfung der Fahrdynamik eines einzelnen Rades vorgeschlagen worden, bei welchen ein einzelnes drehbar aufgehängtes Kraftfahrzeugrad mit einer der Last des Fahrzeugs entsprechenden Vorspannung auf das Fahr¬ band aufgepreßt und durch das sich drehende Fahrband ange¬ trieben wird. Die Messung geht dabei derart vor sich, daß die abzubremsende Massenträgheit des Fahrzeugs durch das ange¬ triebene Fahrband simuliert wird, welches mit Hilfe der Brem¬ sen des angetriebenen Fahrzeugs in seiner Geschwindigkeit verzögert wird. Während also im Normalzustand die Massenträg¬ heit des sich gegenüber der festen Fahrbahn bewegenden Fahr¬ zeugs mit Hilfe der Fahrzeugbremsen abgebremst wird, ist es bei dem vorgeschlagenen System so, daß die simulierte Fahr¬ bahn sich mit der für das Fahrzeug vorgegebenen Geschwindig¬ keit bewegt, wobei die auf der Fahrbahn aufsitzenden Räder die Geschwindigkeit der Fahrbahn entgegen ihrer Massenträg¬ heit abzubremsen bzw. stillzusetzen suchen. Das Kraftfahr¬ zeugrad ist dabei im wesentlichen ortsfest und mit einer Kraft gegenüber dem Fahrband vorgespannt, welche der Aufla- gekraft des Fahrzeugs auf diesem Rad entspricht. Man erhält somit relativ einfach eine Aussage über das Bremsverhalten eines Fahrzeugs unter den verschiedenen Fahrbahnbedingungen, die auf dem Fahrband simuliert werden.
Bei der vorgeschlagenen Anlage bereitet es allerdings Schwie¬ rigkeiten, die Trägheitsmomente für große Fahrzeuge nach¬ zubilden. Diese können beispielsweise 50 kg m2 betragen. Eine derartige Masst-i rägheit ist mit einem einfachen Elektromotor zu vernünftigen Kosten nicht mehr darstellbar. Es ist daher bei Bremsenprüfständen bekannt, mit Hilfe eines verhältnis¬ mäßig kleinen Motors ein Schwungrad mit einem hinreichenden Trägheitsmoment, z.B. 200 kg irr anzutreiben und die Schwung¬ masse dann mit Hilfe einer Kfz-Bremse abzubremsen. Derartige Bremsenprüfstände sind im Handel vergleichsweise preiswert erhältlich.
Die Erfindung geht daher aus von einer Prüfeinheit der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Auf¬ gabe der Erfindung ist es, in einfacher Weise eine derartige Prüfung anzutreiben, wobei der Antrieb eine mit einem Kraft¬ fahrzeug vergleichbare Massenträgheit besitzen soll.
Die Erfindung wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, den Antrieb für eine Prüfeinheit zur Prüfung der Fahrdynamik eines Kraftfahr¬ zeugs mit dem Antrieb eines SchwungmassenprüfStands für Kraftfahrzeuge zu koppeln. Damit erhält man für die Prüf- einheit einen vergleichsweise preiswerten Antrieb mit hinrei¬ chend großem Trägheitsmoment, durch welchen die fahrdynami- schen Zustände auch von größeren Fahrzeugen simuliert und gemessen werden können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Prü¬ feinheit ist es somit möglich, auch das Bremsverhalten größe¬ rer Fahrzeuge in einfacher Weise zu messen. Das Bremsverhal¬ ten von Kraftfahrzeugen, beispielsweise hinsichtlich Schlupf, Verzögerung, Bremsenerwärmung u.a., gibt Aufschluß über wich¬ tige fahrdynamische Größen des Fahrzeugs. Soweit man ein Stahlband verwendet, entspricht der Reibwert dem einer ver¬ gleichsweise reibungsarmen Fahrbahn.
Will man also das Fahrverhalten (beispielsweise beiin Bremsen) eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit höherem Reibwert nach¬ bilden, so empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfindung gemäß nach Anspruch 2 ein Kunststoffband zu verwenden, wel¬ ches einen entsprechenden Reibwert besitzt. Vielfach sollen die dynamischen Fahrgrößen nicht nur bei ebe¬ ner Fahrbahn, sondern auch bei gewellter Fahrbahnoberfläche gemessen werden. Dabei kann man von der Überlegung ausgehen, daß die gewellte Fahrbahn durch senkrecht zur Aufstandsfläche des Kraftfahrzeugrades wirkende Kräfte nachgebildet wird. Um zu erreichen, daß derartige Kräfte auch zu einer Auslenkung des Fahrbandes gegenüber dem aufstehenden Rad führen können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 3.
Da das Fahrband durch die beiden Trommeln aufgespannt wird und diese Trommel somit unter erheblichem Kraftaufwand an dem Fahrband angreift, empfiehlt sich zur Vereinfachung des An¬ triebs der Prüfeinheit die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Dabei wird die von dem Bremsenprüfstand abgeleitete Kraft zu einer geeigneten Trommel geleitet, wobei hier vorzugsweise die das Fahrband von dem zu prüfenden Rad wegziehende Trommel verwendet wird.
An sich ist es möglich, das Fahrband gleitend über den Stütz¬ kopf laufen zu lassen, um eine geeignete Aufstandsebene für das Kfz-Rad auf dem Fahrband zu erhalten. Bei größeren, schweren Fahrzeugen entsprechenden Vorspannungen des Rades gegenüber dem Fahrband ergibt sich hier allerdings eine nicht unbeachtliche Reibung. Es empfiehlt sich in diesen Fällen die Verwendung der sich aus Anspruch 4 ergebenden Merkmalskom¬ bination. Weiterhin ist zu beachten, daß es vielfach auch erwünscht ist, die fahr«-.ynamisehen Eigenschaften eines Fahr¬ zeugs unter der Voraussetzung zu prüfen, daß das Rad nicht in Längsrichtung des Fahrbandes ausgerichtet, sondern in einem Winkel zu diesem steht. Hierdurch läßt sich das Verhalten des Fahrzeugs, z.B. beim Bremsen in der Kurve oder bei Schräg¬ stellung der Achse, prüfen. Derartige Messungen bergen al- lerdings die Gefahr, daß durch das schrägstehende Rad das Fahrband seitlich von den Rollen gedrückt und damit auch von den Rollen geschoben wird. Um hier Abhilfe zu schaffen, emp¬ fiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombi¬ nation nach Anspruch 4. Durch die Schrägstellung der Rollen wird eine Gegenkraft erzeugt, die der von dem schrägstehenden Rad auf das Fahrband ausgeübten Kraft entgegenwirkt und die¬ ses auf der Trommel bzw. oberhalb des Stützkopfes hält. Dabei kann die Winkelstellung des Stützkopfes selbsttätig oder auch gesteuert erfolgen, was von der Lage des Auflagepunktes des Reifens auf dem Fahrband gegenüber dem Drehpunkt des Stütz¬ kopfes abhängt. Fallen diese beiden Punkte zusammen, so er¬ folgt die korrigierende Drehung des Stützkopfes selbsttätig. Im andern Fall muß der Stützkopf in seiner Winkelstellung so lang nachgestellt werden, bis das Band sicher ohne seitliche Verschiebung über die Trommeln läuft.
Um in einfacher Weise eine Drehlagerung des Stützkopfes zu erreichen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Danach ist der Stützkopf in einem Kurbelkäfig um eine senkrecht zum Fahrband stehende Achse drehbar gelagert. Um die erheblichen, dem Gewicht des Fahrzeugs entspechenden Kräfte des Rades durch den drehbaren Stützkopf auffangen zu können, ist ein Axial-Radial-Lager vorgesehen, welches sowohl die axialen Auflagekräfte als auch die radialen Kräfte des Stützkopfes gegenüber dem Käfig ab¬ zustützen in der Lage ist.
Um mit der Prüfeinheit eine gewellte Fahrbahn simulieren zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Dabei entspricht der Be¬ weglichkeit des Kurbelkäfigs und damit der Bewegung des Stützkopfes die Bewegungsrichtung des Käfigs der Dehnbarkeit des Flachbandes, entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 2. Durch diese Merkmale ist somit dafür gesorgt, daß der Käfig über den Stützkopf das Band aus seiner Mittellage in beiden Richtungen auslenken kann. Die Auslenkung geschieht dabei in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung durch einen Antrieb mit der Merkmalen nach Anspruch 7. Um diesen Antrieb in einer im wesentlichen sinusförmigen Schwingungsbewegung antreiben zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 8. Danach folgt der Käfig der Bewegung des Exzenters in senkrecht zu dem Fahrband ste¬ hender Richtung, während er Exzenter senkrecht hierzu, also z.B. in Längsrichtung des Bandes gegenüber dem Käfig ver¬ schiebbar ist und somit die Kräfte in dieser Richtung nicht auf den Käfig übertragen werden können. In dieser Richtung verharrt somit der Käfig unabhängig von der Bewegung des Ex¬ zenters in seiner Stellung.
Der wesentliche Vorteil des Flachbandes ist die ebene Auf¬ standsfläche zwischen Reifenlatsch und Fahrbahn. Hiedruch kann z.B. mit dem tatsächlichen Reifenfülldruck gefahren wer¬ den. Bei den Trommelprüfständen wird mit erhöhtem Reifenin¬ nendruck von bis zu 4 bar gefahren.
Vielfach ist es bei fahrdynamischen Untersuchungen erwünscht, daß das Verhalten bei unterschiedlichlicher Welligkeit der Fahrbahn untersucht wird. Hierzu empfiehlt sich in Weiterbil¬ dung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 9. Hierdurch ist es möglich, in den Käfig in mehr oder wenig exzentrischer Lage an den Antriebskopf anzukoppeln, wodurch sich bei Drehung des Antriebskopfes mehr oder weniger große schwingende Verschiebungsbewegungen des Käfigs und damit des Stützkopfes ergeben. Vielfach ist es auch erwünscht, Fahrbahnunebenheiten, soweit sie nicht wellenförmig sind, bei der erfindungsgemäßen Prü¬ fungseinheit nachzubilden. Hierzu schlägt die Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 10 vor. Dabei werden vor dem Test geeignete Unebenheiten auf dem Fahrband befestigt, die den natürlichen Unebenheiten entsprechen, bei welchen das Fahrverhalten des Fahrzeugs geprüft werden soll. Hierzu kön¬ nen beispielsweise die Unebenheiten in Form von Schwellen, Katzenköpfen, Schottersteinen o.a. besitzen. Es können ver¬ einzelte Unebenheiten sein oder aber auch die gesamte Ober¬ fläche des Fahrbandes mit derartigen Unebenheiten bestückt werden.
Zur Messung fahrdynamischer Größen kann es auch gehören, das Fahrverhalten des Fahrzeugs für den Fall zu überprüfen, daß eine Wasserschicht auf der Fahrbahn steht (Aguaplaning) . Hierzu empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 11. Es wird also in Lauf¬ richtung des Fahrbandes vor dem Rad eine Wasserschicht auf das Band aufgebracht, über die das Rad läuft. Vielfach soll dabei das Fahrverhalten bei Wasserschichten mit un¬ terschiedlicher Höhe gemessen werden. Eine derartige Messung läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Prüfungseinheit durchführen, wenn man die Merkmale nach Anspruch 11 anwendet. Im Kern wird dabei eine vorgegebene Wassermenge auf das sich bewegende Fahrband aufgebracht. Aufgrund des sich ändernden Abstandes der Dichtleisten ergibt sich ein sich ändernder Raum f r die Aufnahme der vorgegebenen Wassermenge, die zu einem sich ändernden Wasserstand führt. Um zu erreichen, daß die Dichtleisten einerseits ein seitliches Abfließen der Flüssigkeit verhindern und gleichzeitig gegenüber dem Fahr¬ band eine vergleichsweise geringe Reibung bewirken, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 13. Der Wasserstand auf dem Fahrband läßt sich mit Hilfe der Merkmalskombination nach Anspruch 14 ändern. Die im Handel erhältlichen Schwingmassenprüfstände besitzen vielfach eine Massenträg¬ heit, die über die einem einzelnen Rad zugeordnete Massen¬ trägheit eines Kraftfahrzeugs weit hinausgeht. In solchen Fällen empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 15. Eine einfache Maßnahme zur Übertragung der Antriebskräfte stellt dabei die Merkmals- kombination nach Anspruch 16 dar, indem ein einfacher Treib¬ riemen eine reibschlüssige Kraftverbindung zwischen dem Schwungmassenprüfstand und der Prüfeinheit bildet.
Vielfach ist es erwünscht, das Fahrverhalten eines Fahrzeugs unter extremen klimatischen Bedingungen zu testen. Dies kann beispielsweise wesentlich sein für das Verhalten von Dämp¬ fungsgliedern, die als Dämpfungsmittel Flüssigkeit verwenden. Derartige Dämpfungsglieder werden in Verbindung mit Kfz-Rä¬ dern zur Dämpfung der Kfz-Schwingungen angewendet und dement¬ sprechend auch in Form des zu messenden Kfz-Abschnitts (cor- ner) eingesetzt.
Eine weitere Möglichkeit für die Messung des fahrdynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs unter den unterschiedlichsten Umweltbedingungen besteht in der Messung des Fahrverhaltens bei aus verschiedenen Richtungen kommendem Wind. Hierzu emp¬ fiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombi¬ nation nach Anspruch 18.
Vielfach ist es auch erwünscht, das Verhalten eines Kraft¬ fahrzeugs bei unterschiedlicher Ladung des Fahrzeugs zu mes¬ sen. Weiterhin ändert sich das auf dem Rad aufliegende Ge¬ wicht des Fahrzeugs während des Bremsvorgangs, indem bei- spielsweise die Last auf den Vorderrädern steigt, während die Hinterräder entlastet werden. Um auch diese Zustände bei der Messung fahrdynamischer Eigenschaften berücksichtigen zu kön¬ nen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merk¬ malskombination nach Anspruch 19. Dabei kann zur Änderung der Radbelastung ein auf die Radachse einwirkender hydraulischer Zylinder Verwendung finden.
Eine wesentliche Meßgröße bei der Messung fahrdynamischer Größen stellt der Druck dar. In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt sich daher zur Druckmessung die aus Anspruch 20 ersichtliche Merkmalskombination, wobei der Druckmesser ent¬ sprechend den Merkmalen nach Anspruch 21 zwischen Stützkopf und Käfig geschaltet sein kann.
Die erfindungsgemäße Prüfeinheit kann zur Messung nur eines einzigen Rades oder aber zur gleichzeitigen Messung an zwei Rädern (Vorderrad und Hinterrad) eingesetzt werden, wobei die beiden Räder hintereinander auf dem Fahrband angreifen. In Weiterbildung der Erfindung ist es aber auch möglich, mehrere Prüfeinheiten zu einer gemeinsamen Anlage zusammenzuschalten, so daß die vier Räder eines Kraftfahrzeugs auf vier Prüf¬ einheiten gleichzeitig gemessen werden, wobei beispielsweise ein komplettes Kraftfahrzeug mit seinen Rädern bei der Mes¬ sung sich an den vier Prüfeinheiten abstützt.
Die einzelnen Prüfeinheiten können zur Messung unter¬ schiedlicher Größen, wie beispielsweise Geräuschverhalten, Schwingungsverhalten, Seitenkräften bei schräg stehendem Rad u.a. eingesetzt werden. Der wesentliche Kern der Erfindung zielt aber darauf ab, alle diese Größen während des Bremsvor¬ gangs eines Fahrzeugs zu messen und so die Massenträgheit des SchwungmassenprüfStands bei der Messung auszunutzen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigt:
Fig. 1 in skizzierter Form ein Schwungmassenprüf¬ stand, an dem eine Prüfeinheit mit Prüfling angeschlossen ist,
Fig. 2 und 3 die Notwendigkeit der Elastizität des Fahr¬ bandes bei der Nachbildung der Fahrbahnwel- ligkeit,
Fig. 4 und 5 die Aufhängung des Kfz-Rades, welches auf einem drehbar gelagerten Stützkopf aufsteht,
Fig. 6, 7 die bei der Schrägstellung eines zu prüfenden
Kfz-Rades auftretenden Seitenkräfte mit ent-~ sprechend schräg gestelltem Stützkopf,
Fig. 8, 9 einen Exzenterantrieb für den Stützkopfkäfig,
Fig. 10 bis 12 eine Bewässerungseinrichtung für die Prüfein- richtung,
Fig. 13 bis 15 die Anwendung eines einzelnen oder mehrerer
Prüfeinheiten zur Messung eines oder mehrerer Kfz-Abschnitte (Corner),
Fig. 16 die Befestigung von Unebenheiten auf der Prü¬ feinheit und
Fig. 17 die Verwendung eines Windkanals in Verbindung mit der Prüfeinheit.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Anlage skizziert. Dabei treibt ein Schwungmassenprüfstand 1 den Antrieb 2 einer Prüf¬ einrichtung 3 an. Der Schwungmassenprüfstand besteht im we¬ sentlichen aus einem elektrischen Antriebsmotor 11, welcher über ein Getriebe 39 Schwungmassen 38 antreibt. Ein derarti¬ ger Schwungmassenbremsenprüfstand ist im Handel erhältlich. Die Schwungmassen sollen dabei die für die Prüfung der Brem¬ sen notwendige Massenträgheit, die der Träg¬ heit eines schweren Kraftfahrzeugs entsprechen kann, zur Ver¬ fügung stellen, so daß Bremsversuche unter Verwendung eines relativ kleinen Elektromotors 11 durchgeführt werden können. Dabei kann die Drehzahl der Schwungmasse 38 mittels des Elek¬ tromotors allmählich hochgefahren werden und dann bei ent¬ sprechender Drehgeschwindigkeit mittels der zu prüfenden Kfz- Bremse abgebremst werden. Derartige Prüfstände dienen zum Überprüfen der Bremsleistung, der Geräuschentwicklung beim Bremsen, der Haltbarkeit von Bremsen und ähnlichem.
Die Prüfeinheit 3 besteht im wesentlichen aus zwei drehbar gelagerten Trommeln 4 und 5, um die ein endloses Flachband 6 läuft. Die Antriebstrommel 4 wird über eine gestrichelt ange¬ deutete Antriebswelle 7 durch ein Antriebsrad 8 angetrieben, welches ein mit den Schwungmassen 38 gekoppeltes Abtriebsrad 9 über einen Treibriemen 10 antreibt. Auf dem umlaufenden Flachband sitzt, unter elastischer Vorspannung, ein Kfz-Rad 12 auf, welches in einem ortsfesten Träger 13 drehbar gela¬ gert ist und durch das umlaufende Flachband 6 in eine Drehbe¬ wegung gegenüber einer in dem Träger 13 gelagerten Drehachse 18 (siehe Fig. 5) ausführt. Mit dem angetriebenen Kfz-Rad gekoppelt ist eine Bremsscheibe, über welcher Bremsversuche an dem Rad vorgenommen werden können. Die Prüfeinheit kann aber nicht nur zur Prüfung der Wirkung von Bremsen, sondern auch von anderen zu überwachenden Laufeigenschaften angewen¬ det werden, wie beispielsweise Geräuschentwicklung, Laufwi¬ derstand und ähnliches. Um die gewünschten Messungen auch temperaturabhängig durchführen zu können, dient eine Klimabox 14, welche die Prüfeinheit, einschließlich dem Prüfling und dem Träger 13 umschließt, so daß beispielsweise das Schwin¬ gungsverhalten der elastischen Radaufhängung, das Rutschver¬ halten des Reifens auf dem Flachband 6 oder ähnliches tempe¬ raturabhängig gemessen werden kann.
Als Flachband hat sich ein Kunststoffband, vorzugsweise aus Polyamid, bewährt, welches gegenüber dem Reifen 15 des Kfz- Rades 12 Reibverhältnisse schafft, wie sie bei einem über Asphalt fahrenden Gummireifen gegeben sind.
Mit der erfindungsgemäßen Prüfeinheit ist es nicht nur mög¬ lich, einfache Bremsprüfungen bei einem ruhig an dem sich drehenden Flachband 6 abrollenden Kfz-Rad 12 zu machen, son¬ dern auch das Verhalten des gerade oder schräg zur Fahrbahn laufenden Rades gegenüber einer unebenen Fahrbahn in Abhän¬ gigkeit der jeweiligen Geschwindigkeit zu messen. Dabei kann die Messung im gebremsten oder ungebremsten Lauf erfolgen. Gleichzeitig kann auch der Reibwert des Flachbandes gegenüber dem Rad 12 geändert und damit eine Fahrbahn mit niedrigem Reibwert (Schnee, Glatteis oder Nässe) simuliert werden.
Damit das elastische Flachband 6 an der AufStandsfläche des Reifens 12 nicht eingedrückt wird, liegt dieser Fläche ein Stützkopf 16 gegenüber, welcher die Auslenkung des Flach¬ bandes 6 senkrecht zu dessen Aufstandsfläche behindert. Um Reibung zwischen dem Stützkopf 16 und dem Flachband zu ver¬ hindern, ist der Stützkopf mit drehbar gelagerten Walzen 17 (siehe z.B. Fig. 2 und Fig. 6) versehen, die sich im wesent¬ lichen quer zur Bandlaufrichtung erstrecken und in einer un¬ terhalb des Flachbandes 6 befindlichen Ebene gelagert sind.
Mit Hilfe der Prüfeinheit ist es also möglich, ein auf einer Fahrbahn laufendes Kfz-Rad nachzubilden, wobei über den Schwung assen-Bremsenprüfstand 1 auch die einem Kraftfahrzeug oder einem Teil von diesem zugeordnete Massenträgheit in die Prüfeinheit eingespeist werden kann, so daß auch Bremsver¬ suche bei einem auf einer Fahrbahn laufenden Rad vorgenommen werden können, bei welchem die dem zugehörigen Kraftfahrzeug entsprechende Masse abgebremst wird. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, das Bremsverhalten eines Kraftahrzeugs realitätsnah zu messen, sondern es können auch die bei dem Bremsvorgang auftretenden Geräusche, Schwingungen und ähnli¬ ches festgestellt werden.
Vielfach ist es erwünscht, mittels des erfindungsgemäßen, dynamischen Prüfstandes Fahrbahnunebenheiten nachbilden zu können. Hierzu wird der Stützkopf 16 beweglich angeordnet und mit Hilfe eines Stützkopfantriebs (siehe Fig. 8 und 9) an¬ getrieben. Die grundlegende Idee hierzu ist es, die gegenüber dem abrollenden Rad wellige Fahrbahnfläche durch eine ent¬ sprechende Vertikalbewegung des Stützkopfes unterhalb des Flachbandes 6 nachzubilden. Somit zeichnet der vertikal schwingende Stützkopf 16 die im wesentlichen gewellte Ober¬ fläche der Fahrbahn an der Aufstandsfläche des Rades 12 nach, so daß das Lauf- und Bremsverhalten des Kraftfahrzeugs auch bei welliger Fahrbahn gemessen werden kann. Der Stützkopf- antrieb kann beispielsweise durch einen hydraulischen Antrieb gebildet sein, welcher über das Flachband die zu messende Welligkeit der Fahrbahn nachbildet. Damit dies möglich ist, muß das Flachband 6, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, in seiner Längsrichtung elastisch dehnbar sein, damit es bei einer vertikalen Auslenkung des Stützkopfes 16 nicht reißt. Als sehr geeignet hierfür hat sich, wie schon erläutert, ein Kunststoff-Flachband, vorzugsweise aus Polyamid, bewährt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen dynamischen Prüfstandes ist es möglich, ein komplettes Fahrzeug, aber auch zu messende Abschnitte des Kraftfahrzeugs (corner) zu überprüfen. In Fig. 4 ist ein sogen. Corner, der die Radaufhängung, z.B. des Vor¬ derrades eines Kraftfahrzeugs betrifft, skizziert. Das Rad 5 ist drehbar auf einer Radachse 18 gelagert, die um die Karos¬ serie 19 des Kraftfahrzeugs am Querlenker 20 schwenkbar auf¬ gehängt ist. In vertikaler Richtung ist das Rad über das Fe¬ derbein 21 abgestützt, welches aus einer Teleskopgabel 22 und einer Schraubfeder 23 besteht. Selbstverständlich kann die Radaufhängung auch in anderer Weise vorgenommen werden. Durch die Stärke der Feder 23 und den Federweg kann die Last einge¬ stellt werden, mit welcher der Reifen 5 auf das Flachband 6 gepreßt wird. Es ist aber auch vorstellbar, die Last mit Hil¬ fe eines hydraulischen Zylinders 22 einzustellen, welcher die Feder 23 entsprechend vorspannt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Stützkopf 16 mit Hilfe eines Drehansatzes 25 drehbar in einem Kurbelkäfig 24 gelagert ist, der der einfachen Ver¬ ständlichkeit wegen vorerst als ortsfest betrachtet werden soll. Der Stützkopf 16 ist mit walzenförmigen Stützrollen 17 versehen, die im wesentlichen quer zur Laufrichtung des Ban¬ des in dem Stützkopf gelagert sind und die Reibung des Bandes gegenüber dem Stützkopf verringern sollen.
Aufgrund der Drehbarkeit des Stützkopfes 16 über den Drehan¬ satz 25 in dem Kurbelkäfig 24 kann auf das Flachband 6 eine quer zu dessen Laufrichtung gehende Kraft ausgeübt werden, die von der Größe des Schrägwinkels abhängt, mit welchem der Stützkopf 16 gegenüber dem Kurbelkäfig 24 verdreht ist.
Einzelheiten hierzu können Fig. 6 entnommen werden. Der Sinn mit dieser Maßnahme ist es, auch Messungen bei einem schräg zur Laufrichtung des Bandes 6 gestellten Kfz-Rad 12 ausführen zu können, ohne daß das Band 6 durch auf das Rad ausgeübte Querkräfte von den Trommeln 4,5 geschoben wird und abspringt. Derartige Schrägstellungen eines Kfz-Rades 12 sind beispiels¬ weise notwendig, um das Brems- und Laufverhalten dieses Rades bei Kurvenfahrt zu testen. In Fig. 6 ist die Schrägstellung des Rades um einen Winkel α gegenüber der Laufrichtung v des Bandes gezeigt. Gleichzeitig ist der Stützkopf um einen ent¬ sprechenden Winkel ß verdreht, der ausreicht, um der von dem Rad auf das Band 6 ausgeübten Querkraft entgegenzuwirken und das Band in seiner Spur zu halten. Wichtig dabei ist es, daß je nach Lage der Aufstandsfläche 26 gegenüber dem Drehpunkt 27 des Drehansatzes 25 das Band entweder selbsttätig in sei¬ ner Spur gehalten wird, was dann der Fall ist, wenn die Rad¬ achse 18 in Laufrichtung v des Bandes 6 vor dem Drehpunkt 27 des Drehansatzes 25 liegt. Einzelheiten hierzu sind in Fig. 6 in skizzierter Draufsicht und in Fig. 7 in einem Querschnitt hierzu in auseinandergezogener Darstellung gezeigt. Bei ande¬ rer Anordnung wird der Stützkopf durch eine geeignete Kraft im notwendigen Winkel zur Laufrichtung gehalten.
Weiter oben war schon erläutert worden, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Prüfeinheit auch eine wellige Fahrbahn nachgebildet werden kann. Hierzu kann ein hydraulischer An¬ trieb dienen, welcher in vertikaler Richtung auf den Stütz¬ kopf 16 und damit auf das Flachband 6 einwirkt, wobei die Schwingungen des Stützkopfes den Verlauf der Fahrbahn¬ oberfläche nachbilden. Eine vergleichsweise einfache Ausge¬ staltung des Stützkopfantriebs ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt. In Abwandlung zu dem Vorhergesagten ist in dem vorliegenden Fall der Kurbelkäfig 24 gegenüber einer orts¬ festen Verankerung in vertikaler Richtung verschiebbar aufge¬ hängt. In Fig. 9 ist nur die Ansicht eines Käfigs 24 skiz¬ ziert, welcher in Richtung des Pfeiles R vertikal auf- und abschwingt. In dem Kurbelkäfig 24 ist, wie weiter oben schon erläutert, der Stützkopf (drehbar) gelagert, so daß er mit dem Kurbelkäfig schwingt.
Die Schwingungsbewegung wird nun dadurch erreicht, daß ein Exzenter, welcher sich um eine Drehachse 30 dreht, an dem Kurbelkäfig 24 angreift. An sich würde hierdurch der Kurbel¬ käfig 24 eine exzentrische Bewegung durchführen. Dies ist aber dadurch verhindert, daß die Querbewegung des Kurbelkä¬ figs in Richtung des Doppelpfeiles Q durch die beschriebene Aufhängung verhindert ist. Statt dessen ist ein Transforma¬ tionsstück 31, welches die Bewegung des Exzenters 30 auf den Kurbelkäfig 24 überträgt, in Querrichtung Q beweglich gegen¬ über dem Käfig 24 gelagert, während in vertikaler Richtung die Bewegung des Transformationsstücks 31 direkt auf den Kä¬ fig übertragen wird. Damit überträgt das Transformationsstück nur die Vertikalbewegung in Richtung R, während es in Quer¬ richtung Q gegenüber dem Käfig ausweichen kann. Zur Verringe¬ rung der Reibung ist sowohl das Transformationsstück 31 ge¬ genüber dem Käfig, als auch der Exzenter 30 gegenüber dem Transformationsstück 31 über Wälz- oder Rollenlager 32,33 gelagert, die mit entsprechenden Walzen 34 versehen sind.
Der Exzenter 30 ist an die Antriebswelle 35 über eine Reib¬ kupplung 36 ankoppelbar. Dabei läßt sich die Vertikalstellung L der Antriebswelle 35 gegenüber der Längsachse 37 des Ex¬ zenters 30 ändern, so daß die Exzentrizität a, also der Ab¬ stand zwischen der Antriebswelle 35 und der Längsachse 367, verstellbar ist. Somit ist es möglich, die Amplituden der Ausschläge des Kurbelkäfigs 24 und damit des Stützkopfes 16 einzustellen, so daß sowohl Messungen mit stark welliger und mit schwach welliger Fahrbahn möglich sind. Die Dichte der Wellen hängt von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebs¬ welle 25 und damit auch des Exzenters 30 ab. Selbstverständ¬ lich können hier auch entsprechende Übersetzungsglieder ein¬ gefügt sein, die der Einfachheit halber nicht dargestellt wurden. Der Exzenter greift, wie aus Fig. 8 nicht ersicht¬ lich, vorzugsweise mit seinen beiden Enden symmetrisch an dem Kurbelkäfig 24 an.
In Weiterbildung der Erfindung ist es gemäß den Figuren 10 bis 12 möglich, auch das Fahr- und Bremsverhalten eines Rades 12 bei nasser Fahrbahn zu messen. Hierzu wird über einen Dü¬ senstock 45 Wasser auf das Flachband 6 aufgespritzt, welches durch eine unter dem Flachband 6 aufgestellte Wanne 41 aufge¬ fangen wird. Um da-s seitliche Ablaufen des Wassers von dem Flachband 6 zu verhindern, sind Dichtleisten 46,47 vorgese¬ hen, die mit bürstenförmigen Dichtungen 48,49 an dem Flach¬ band 6 angreifen. Hält man die über den Düsenstock 45 ver¬ sprühte Wassermenge konstant, so richtet sich die Höhe des Wasserspiegels auf dem Flachband nach dem Abstand der beiden Dichtungen 48,49. Um hier zu Versuchsbeginn, aber auch wäh¬ rend des Versuchs, unterschiedliche oder sich ändernde Wasserstände simulieren zu können, sind zwei beispielsweise hydraulisch betätigbare Verschiebeeinrichtungen 50,51 vor¬ gesehen, welche die Dichtungen 48,49 quer zur Laufrichtung des Fahrbandes 6 zu verschieben vermögen. Damit kann der Was¬ serstand in Höhe der Aufstandsfläche des Reifens 12 sehr schnell geändert werden, wodurch sich das Bremsverhalten ei¬ nes Reifens, beispielsweise bei einer Fahrbahn mit sich än¬ derndem Wasserstand, nachbilden läßt. Der Düsenstock 45 ist mit Düsenöffnungen 52 versehen, die in Fig. 11 skizziert an¬ gedeutet sind.
Figuren 13, 14 und 15 deuten an, daß man die Prüfeinheit 1 sowohl als Halbachsenprüfstand (Fig. 13), Einachsenprüfstand (Fig. 14) und Zweiachsenprüfstand (Fig. 15) verwenden kann, wobei die jeweiligen Prüfeinheiten gemeinsam über die Schwungmasse eines entsprechenden BremsenprüfStands, wie ein¬ gangs beschrieben, angetrieben sein können.
Fig. 16 deutet noch die Möglichkeit an, einen Zweiachsenprüf- stand entsprechend Fig. 15 nur mittels zweier Prüfeinheiten durchzuführen, die aber dann entsprechend abgewandelt, mit jeweils zwei Stützköpfen 16 versehen sein müssen. Die Erfin¬ dung erlaubt es auch, das Bremsverhalten eines Fahrzeugs bei einzelnen Hindernissen auf der Fahrbahn, wie beispielsweise Schwellen, Katzenaugen, Höcker u.a. zu überprüfen. Hierzu müssen diese Hindernisse auf der den Rädern 12 zugewandten Oberfläche des Flachbandes 6 fest montiert sein, wie dies beispielsweise hinsichtlich der Schwellen 54 und der Katzen¬ augen 53 angedeutet ist. Durch das aufgrund des preiswerten fremden Antriebs vergleichsweise geringe Gewicht der Prüfein¬ heiten ist es auch möglich, diese, wie in Fig. 16 angedeutet, mit Hilfe einer Hydraulik 55 einseitig anzuheben, so daß auch hier Versuche beim Bremsen oder Anfahren am Berg oder hin¬ sichtlich der Feststellbremse am Berg vorgenommen werden kön¬ nen.
Fig. 17 deutet weiterhin an, daß die genannten Versuche auch unter der Wirkung von aus unterschiedlichen Richtungen ange¬ strömter Luft vorgenommen werden können, indem entsprechende Gebläse 56 in einen Windkanal auf Schienen 57 gesetzt und ein entsprechender Windstrahl auf den Prüfling (Kraftfahrzeug) während des Fahrtestes gerichtet werden kann. Die Steuerung der Stellung bzw. des Luftdurchsatzes der Gebläse 56 läßt sich beispielsweise mit Hilfe eines Programms steuern, wel¬ ches die Fahrstrecke der Gebläse auf der Schiene zeitabhängig bei gleichzeitiger Regelung des Luftdurchsatzes einstellt. Selbstverständlich ist auch eine sich ändernde Einstellung dieser Parameter möglich. Hinsichtlich der Überprüfung des BremsVerhaltens kann es zweckmäßig sein, die Laständerung der auf dem Rad 12 während des Bremsvorgangs aufliegenden Last mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 22 nachzubilden, so daß auch hier eine Verbesserung des Simulationsverhaltens erreicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Prüfeinheit (3) für eine Anlage zur Prüfung der Fahr¬ dynamik von Kraftfahrzeugen, bei der zumindest ein mit Stützrollen (17) versehener Stützkopf (16) auf ein zwi¬ schen zwei Trommeln (4,5) aufgespanntes und in Um¬ laufrichtung (v) angetriebenes endloses Flachband (6) einwirkt und so die Wirkung der Fahrbahneigenschaften auf ein auf der Fahrbahn abrollendes Kfz-Rad (12) nach¬ bildet, welches unter Vorspannung, dem Stützkopf (16) gegenüberliegend in Höhe des Stützkopfes auf dem Flach¬ band (6) aufsitzt und von diesem antrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den Antrieb des Flachbandes (6) in Umlaufrichtung (v) dienender Bandantrieb (2) wiederum über die Schwungmasse (6) eines BremsenprüfStandes (1) angetrieben ist.
2. Prüfeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel (2) des endlosen Flachbandes (6) durch eine der beiden Trommeln (4,5), vorzugsweise die den durch den Stützkopf (16) beaufschlagten Bandab¬ schnitt ziehende Trommel (4) gebildet ist.
3. Prüfeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gexennzeich- net, daß das Flachband (6) in seiner Längsrichtung ela¬ stisch dehnbar und somit vertikal auslenkbar ist und in¬ sbesondere ein Kunststoffband, vorzugsweise ein Polya¬ midband, ist.
4. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkopf (16) mit im wesentlichen quer zur Längsrichtung (v) des Fahrbandes
(6) gelagerten, drehbaren Stützrollen (17) versehen ist und vorzugsweise um eine senkrecht zur Aufstandsebene des Stützkopfs (16) auf das Flachband (6) stehende Achse
(27) schwenkbar ist.
5. Prüfeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkopf (16) auf einem Kurbelkäfig (24) drehbar gelagert ist, wobei der im wesentlichen tellerförmige Stützkopf (16) mittels eines Drehansatzes (25) in den Kurbelkäfig ragt und so die Drehlagerung für den Stütz- köpf schafft.
6. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelkäfig (24) in ei¬ ner senkrecht zur Bandebene verlaufenden Schwin¬ gungsrichtung (R) beweglich gelagert ist.
7. Prüfeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Käfigantrieb (28) vorgesehen ist, welcher den Käfig senkrecht zur Ebene des Flachbandes (6) in Schwin¬ gungsrichtung (R) antreibt.
8. Prüfeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Käfigantrieb (28) der Käfig in Schwingungs¬ richtung (R) in eirι--.r ortsfesten Aufhängung verschiebbar geführt ist und ein über einen Exzenter (30) angetriebe¬ nes Transformationsstück (31) in einer parallel zum Flachband (6) verlaufenden Ebene gegenüber dem Käfig (24) verschiebbar gelagert ist und den Käfig (24) in Schwingungsrichtung mitnimmt.
9. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrisch laufende An¬ triebswelle (35) exzentrisch an den Exzenter und damit das Transformationsstück (31) ankoppelbar ist, wobei vorzugsweise die Ankopplung durch Reibschluß geschieht.
10. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachband (6) auf seiner dem Kfz-Rad (12) zugewandten Seite mit Unebenheiten (53,54) versehen ist, durch welche Unebenheiten einer Fahrbahn nachgebildet werden (Fig. 16).
11. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewässerungseinrichtung (41 - 52) vorgesehen ist, die das Flachband (6) auf der dem Kfz-Rad (12) zugewandten Seite mit einer in ihrer Höhe einstellbaren Wasserschicht versieht.
12. Prüfeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewässerungseinheit (41 - 52) einen Düsenstock (45) aufweist, der einen zu dem Kraftfahrzeug hin¬ laufenden Bereich des Flachbandes (6) mit einer vorgege¬ benen Flüssigkeitsmenge je Zeiteinheit besprüht und daß seitlich des Aufstandsbereiches des Kfz-Rades (12) auf dem Flachband (6) Dichtleisten (46 - 49) vorgesehen sind, die ein Ablaufen der Flüssigkeit quer zur Bandlaufrichtung (v) im Aufstandsbereich des Kraftfahr¬ zeugs behindern.
13. Prüfeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (46,47) mit dem Flachband (6) zu¬ gewandten elastischen, vorzugsweise bürstenförmigen Dichtkanten (48,49) versehen sind.
14. Prüfeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten in Laufrichtung des Bandes (6) ortsfest, aber in der Bandebene quer zu dessen Laufrich¬ tung (v) verschiebbar gelagert sind.
15. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwischen dem Bremsprüfstand (1) und dem Bandantrieb (4) eine Drehzahlübersetzung aufweist, welche die Drehzahl des Schwungmassen-PrüfStands (1) gegenüber der Drehzahl der Antriebstrommel (4) heraufsetzt.
16. Prüfeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch ein mittels eines Treibriemens (10) arbeitendes Vorgelege gebildet ist.
17. Prüfeinheit nach einem der vorangegegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einen Klimaraum (14) eingefügt ist.
18. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben der Prüf- einheit ein im wesentlichen auf ein in Richtung auf das Kfz-Rad gerichtetes Gebläse (56) aufweist.
19. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung, mit der das Rad (12) auf dem Flachband (b) aufliegt, vorzugsweise stufenlos verstellbar ist.
20. Prüfeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmesser vorgesehen ist, welcher den zwischen dem Kraftfahrzeugrad (12) und dem Flachband (6) herrschenden Druck, vorzugsweise in¬ direkt, mißt.
21. Prüfeinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmesser zwischen dem Stützkopf (16) und dem Käfig (24) geschaltet ist.
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