WO2012065723A1 - Vorrichtung zur bestimmung von auf kraftfahrzeuge in einem windkanal einwirkenden kräften und momenten - Google Patents

Vorrichtung zur bestimmung von auf kraftfahrzeuge in einem windkanal einwirkenden kräften und momenten Download PDF

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WO2012065723A1
WO2012065723A1 PCT/EP2011/005766 EP2011005766W WO2012065723A1 WO 2012065723 A1 WO2012065723 A1 WO 2012065723A1 EP 2011005766 W EP2011005766 W EP 2011005766W WO 2012065723 A1 WO2012065723 A1 WO 2012065723A1
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belt
endless belt
drum
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PCT/EP2011/005766
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French (fr)
Inventor
Anton Knestel
Christian Hartmann
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Maha-Aip Gmbh & Co. Kg
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G01M9/062—Wind tunnel balances; Holding devices combined with measuring arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
    • G01M17/0074—Details, e.g. roller construction, vehicle restraining devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details

Definitions

  • the invention relates to a belt unit of a wind tunnel scale with a treadmill system for motor vehicles, in particular for determining forces and moments acting on a motor vehicle in a wind tunnel, wherein a wind-exposed one by means of a trapezoidal bearing, which is raised compared to a normal zero position, and correspondingly adapted test stand covers Area is minimized.
  • the wind-exposed surface of the endless belt of the belt test stand can be reduced to a value that is only slightly above in the direction of the necessary wheel contact surface (tire noise). As a result, error forces can be further reduced, resulting in a greatly increased measurement accuracy of the wind tunnel scale with a treadmill system or a belt test bench using the wind tunnel scale.
  • a belt tester for motor vehicles which has a belt unit with a first drum and a second drum. One of these drums is driven and the other is carried along the endless belt. Between the drums a hydraulic cylinder is arranged, which increases or shortens the distance between the running drum and the empty drum depending on the direction of travel of the piston, whereby the bias of the endless belt increases or decreases accordingly. Furthermore, it is shown that one of the drums is fixedly arranged in the direction of travel and the other drum is movably mounted. Furthermore, a bearing is shown, the upper side is provided between the drums. The upper side of the bearing is in this case arranged in alignment with a tangential connecting line of the upper side of the drums.
  • the vehicle is not placed on otherwise common chassis dynamometers, but on so-called flat belt units (tape test stands), as they allow a flat installation in the base plate.
  • the object is achieved by a belt unit or a device, in particular for determining forces and moments acting on a motor vehicle in a wind tunnel according to the features of the independent claim 1.
  • the dependent claims relate to an advantageous embodiment of the invention.
  • the object can be realized in that a bearing supporting the endless belt bearing, which is disposed below an upper run of the endless belt between the first and the second drum, is arranged at a predetermined distance AL above an upper tangential connecting line of the drum outer surfaces.
  • the wind exposed surface of the belt test stand or the endless belt can be minimized, since the bearing associated end portions of the test bench cover (shelves) above or above the respective drum and thus closer to the camp can be provided.
  • the end regions of the test bench cover which are assigned to the bearing can be located within a region which is formed by the axes of rotation of the drums.
  • the area of the belt dynamometer exposed to the wind flow is essentially determined by the region of the bearing left free from the test bench cover. This range can be minimized by the solution according to the invention, so that it can be reduced in the direction of the resulting tire lash. This results in the aforementioned advantages, namely that the exposed area is minimized and the resulting error forces are reduced. Consequently, the wind tunnel scale or belt unit used in the wind tunnel can determine even more accurate and highly accurate measured values.
  • the top of the bearing may have an outwardly curved shape. As a result, it is possible to minimize the area exposed to the flow since this makes it possible for the test bed cover to move closer to the necessary tire contact surface formed on the upper side of the bearing.
  • the bearing may be a so-called trapezoidal bearing, which consists at least partially of a porous material, and with a fluid, preferably air, is applied.
  • a fluid preferably air
  • the upper side of the bearing may have two beveled first regions and a flat, straight second region, which is arranged between the first regions.
  • the radius of the transition between the first regions and the second region may be greater than or equal to the minimum allowable bending radius of the endless belt.
  • the radius of the transition may be greater than or equal to the radius of the drums.
  • the two bevelled first areas with a certain radius can connect to the second area. NEN, wherein the radius may extend to the outer end of the first areas. This radius may also extend over the course from the transition to the end of the first area. In this case, the radius can also go into a flat running section and / or change as desired.
  • the flat second region of the bearing can be arranged substantially parallel to the upper tangential connecting line of the drum outer surfaces. This ensures a symmetrical running of the endless belt over the bearing.
  • the bearing may have a bottom with a first and a second radius, wherein the radii are equal to or greater than the radius of the drums.
  • the test bench cover can have a wedge-shaped end area on a side facing the bearing or the free area of the endless belt.
  • This so-called spectacle blade (the test stand cover can also be referred to as glasses) may have an upper side which is arranged parallel to the upper side of the bearing.
  • the top of the test bench cover can be arranged higher than the top of the bearing itself by the thickness of the endless belt DB. This can ensure that a flush surface is reached from the test bench cover to the endless belt running on the bearing and back to the test bench cover. As a result, the resulting turbulence and error forces can be substantially minimized.
  • a distance between the inside or the tip of the wedge-shaped end region of the test bench cover of 1 to 2 mm to the endless belt for example, possible.
  • a distance between the inside or the tip of the wedge-shaped end region of the test bench cover of 1 to 2 mm to the endless belt for example, possible.
  • the minimum radii of the transition and / or the minimum radii of the chamfered first regions it is possible, for example, for a drum having a diameter of 280 mm, a minimum radius of 140 mm are present.
  • the thickness of the endless belt can be, for example, 0.3 mm.
  • Figure 1 is a schematic view of Alterprüf stand from above;
  • Figure 2 is schematic views of a belt unit according to the prior art
  • Figure 3 are schematic views of a belt unit according to the invention
  • Figure 3a is an enlarged schematic view of the belt unit shown in Figure 3;
  • Figure 3b is a view of the bearing
  • Figure 4 shows schematic views of a belt unit with a trapezoidal bearing, which has a smaller width than the respective drums.
  • FIG. 1 is a Monprüf stand 23 shown from above.
  • a round base plate 24 is for example rotatable by +/- 185 ° to an air nozzle 25 to allow flow of a belt unit 1 upstanding motor vehicle (not shown) from all sides.
  • a center belt 26 is arranged below the vehicle. This center belt 26 can be driven to further optimize the test situation of the motor vehicle.
  • the illustrated four belt units 1 can be adjustable at least in the direction of travel in order to preselect corresponding vehicle axle spacings.
  • the resulting vacated rooms can be covered by blinds or corresponding inserts 27.
  • FIG. 2 shows the band unit 1 in different views. This is an embodiment according to the prior art. Shown are a first drum 2 and a second drum 3, which carry an endless belt 4 and drive or decelerate. A free surface 22 of the endless belt 4 is supported by a bearing 5, so that the endless belt 4 forms a plane even for the wheel under the action of force by a vehicle wheel.
  • FIG. 3 shows a belt unit 1 according to the invention, in which the area exposed to the flow (free area 22) is substantially smaller in comparison with the prior art (FIG. 2).
  • FIG. 3 a shows a schematic side view of the belt unit 1 according to the invention.
  • An upper side 6 of the bearing 5 is arranged such that it is arranged at a predetermined distance AL above an upper tangential connecting line 9 of drum outer surfaces 7, 8.
  • the endless belt 4 extends over the top 6 of the bearing 5, so that there is a total distance of the upper side 6 of the bearing 5 with endless belt 4 running on it from AL + DB of the endless belt 4).
  • the right and left of the bearing 5 arranged test bench covers 15 have a surface 17 which is flush with the top 6 of the bearing 5 with arranged thereon endless belt 4. This means that the surface 17 of the test bench cover 15 is substantially in a plane with the surface of the endless belt 4, which runs off or rests on the upper side of the bearing 6 or on a flat second region 11 of the bearing 5.
  • a wedge-shaped end region 16 of the test bench cover 15, the so-called spectacle blade, may in this case have a lower surface 18, which runs substantially congruent with the respective bevelled first region 10 of the bearing 5.
  • a transition 21 is provided between the right and left of the bearing 5 provided beveled first portions 10 and the flat second portion 11.
  • the radius of the transition 21 may be greater than or equal to the minimum allowable bending radius of the endless belt 4.
  • the radius of the transition can also be selected based on the radius of the drums 2, 3, wherein the radius should be at least equal to the radius of the drums 2, 3 should be selected. The aforementioned choice of the minimum radius ensures that the bending load of the endless belt 4 does not exceed the permissible value, which could possibly reduce the fatigue strength.
  • the first regions 10 arranged to the right and left of the second region 11 of the bearing 5 may have a flat region after the transition 21. It is also conceivable that the chamfered first portions 10 are formed differently to each other right and left. Regardless of whether the chamfered first regions 10 are the same or different from each other, they may also be provided overall with a certain radius; It is also conceivable that partial regions are provided which have a straight surface and partial regions which have a corresponding radius. The radii provided can give a convex overall shape. Depending on certain circumstances, however, other shapes or surface courses of the first regions 10 could also be conceivable.
  • the bearing 5 may further comprise a bottom 12 which extends at least partially parallel to the top 6 of the bearing.
  • first and second radii 13, 14 may be provided, these radii may be formed equal to or greater than the respective radii of the drums 2, 3.
  • the transition surface between the outer ends of the radii 13, 14 and the respective outer ends of the first regions 10 may be made by means of straight end surfaces 29 (see Fig. 3b) which may be arranged horizontally.
  • the weighing frame 28 is fixedly connected in this example with a holder of the drum 3, wherein the drum 2 is movably mounted in the running direction of the endless belt 4.
  • a hydraulic cylinder not shown, a desired bias on the endless belt 4 are exercised, wherein the hydraulic cylinder (not shown) on the one hand against the weighing frame 28 is supported and on the other hand is in communication with a holder of the drum 2.
  • FIG. 3b shows an enlarged view of the bearing 5 with the beveled first regions 10 and the flat second region 11.
  • the transition 21 between the flat second region 11 and the chamfered first regions 10 can be realized in a fluid manner, wherein, as already mentioned, the chamfered first regions 10 can have different shapes, for example, a total circular shape is possible, which has a constant radius can have.
  • the flat second region 11 extends into the respective transition 21 and then into the chamfered respective first region 10, the chamfered first region 10 having a straight surface 10a.
  • the vertical surface 29 is provided, which in turn merges into the radii 13, 14, which then joins the bottom 12.
  • the underside 12 may be formed parallel to the upper side 6 of the bearing 5, that is to say parallel to the second region 11 of the upper side 6.
  • the band tester for narrow vehicle wheels can also be used or for vehicle wheels, which have a smaller width compared to the drum width.
  • a narrow endless belt 4 is placed on the drums 2, 3, it being possible by the raised position of the bearing 5 to make the test bed cover 15 partially continuous (continuous area 30).
  • a band unit can thus be provided in particular for use in wind tunnels, which contributes to increasing the measuring accuracy in conjunction with an underfloor scale, since the areas exposed to the wind flow can be greatly minimized.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandeinheit einer Windkanalwaage für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Bestimmung von in einem Windkanal auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Kräften und Momenten, wobei mittels eines Trapezlagers, das gegenüber einer normalen Null-Lage angehoben ist, und entsprechend angepasster Prüfstandabdeckungen eine windexponierte Fläche minimiert ist. Die windexponierte Fläche des Endlosbands des Bandprüfstands kann hierbei auf einen Wert reduziert werden, der nur geringfügig über der notwendigen Radaufstandsfläche (Reifenlatsch) liegt. Dadurch können Fehlerkräfte weiter reduziert werden, so dass sich eine stark erhöhte Messgenauigkeit ergibt.

Description

VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG VON AUF KRAFTFAHRZEUGE IN EINEM WINDKANAL EINWIRKENDEN KRÄFTEN UND MOMENTEN
Die Erfindung betrifft eine Bandeinheit einer Windkanalwaage mit Laufbandsystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Bestimmung von in einem Windkanal auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Kräften und Momenten, wobei mittels eines Trapezlagers, das gegenüber einer normalen Null-Lage angehoben ist, und entsprechend ange- passter Prüfstandabdeckungen eine windexponierte Fläche minimiert ist. Die windexponierte Fläche des Endlosbands des Bandprüfstands kann hierbei auf einen Wert reduziert werden, der nur geringfügig über in Richtung der notwendigen Radaufstandsfläche (Reifenlatsch) liegt. Dadurch können Fehlerkräfte weiter reduziert werden, so dass sich eine stark erhöhte Messgenauigkeit der Windkanalwaage mit Laufbandsystem bzw. eines die Windkanalwaage einsetzenden Bandprüfstands ergibt.
Aus der DE 10 2008 019 699 AI ist beispielsweise ein Bandprüfstand für Kraftfahrzeuge bekannt, der eine Bandeinheit mit einer ersten Trommel und einer zweiten Trommel aufweist. Eine dieser Trommeln ist angetrieben und die andere wird über das Endlosband mitgeführt. Zwischen den Trommeln ist ein Hydraulikzylinder angeordnet, der den Abstand zwischen der Lauftrommel und der Leertrommel je nach Verfahrrichtung des Kolbens vergrößert oder verkürzt, wodurch sich die Vorspannung des Endlosbands entsprechend erhöht oder erniedrigt. Weiterhin ist gezeigt, dass eine der Trommeln in Bandlaufrichtung fest angeordnet ist und die andere Trommel beweglich gelagert ist. Weiterhin ist ein Lager gezeigt, dessen Ober- seite zwischen den Trommeln vorgesehen ist. Die Oberseite des Lagers ist hierbei fluchtend mit einer tangentialen Verbindungslinie der Oberseite der Trommeln angeordnet.
In der DE 197 02 421 C2 ist ein Versuchsstand zur Ermittlung von auf ein Kraft- fahrzeug oder dessen Komponenten einwirkenden Kräften und Momenten gezeigt, wobei eine Radbandeinheit auf eine Waagenbrücke montiert ist. Die Schwellenstütze stützt sich weiterhin auf der Waagenbrücke ab. Es ist jedoch eine Aussparung in der nicht gewogenen Grundplatte relativ groß gewählt, wodurch eine größere Fläche zur Generierung von Fehlerkräften offen steht.
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BESTÄTIGUNGSKOPIE Als Nachteil des vorgenannten Standes der Technik ist anzuführen, dass die dem Luftstrom ausgesetzte Fläche des Bandprüfstands relativ groß ist, so dass fehlerhafte Kräfte von dem Prüfstand gemessen werden.
Um die aerodynamischen Eigenschaften eines Kraftfahrzeuges zu optimieren, werden die Kraftfahrzeuge in einem sogenannten Windkanal realen Windverhältnissen ausgesetzt. Dabei ist es von größter Wichtigkeit, dass alle Strömungsverhältnisse um die Karosserie und am Unterboden möglichst realitätsgetreu nachgebildet Werden.
Aus diesem Grund wird das Fahrzeug nicht auf sonst übliche Rollenprüfstände, sondern auf sogenannte Flachbandeinheiten (Bandprüfstände) gestellt, da diese einen ebenen Einbau in die Grundplatte zulassen.
In der Mitte der Testvorrichtung kann hierbei ein sogenanntes Mittenlaufband eingebaut werden, das in der Regel mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Luftströmung betrieben wird. Dadurch stellen sich am Kraftfahrzeugunterboden realitätsnahe Druckverhältnisse ein. Während der Anströmung durch ein Fluid müssen die Fahrzeugkräfte über„X" (von vorne) und über„Y" (von der Seite) sowie die Auftriebskraft„Z" gemessen werden. Als Auftriebskraft ist hier der Unterschied zwischen der normalen Gewichtskraft ohne Anströmung und der Gewichtskraft mit Anströmung zu verstehen. Entsprechend den drei Kräften in X-, Y- und Z-Richtung können durch die Einbeziehung der Hebelarme entsprechend auch drei Momente in X-, Y- und Z-Richtung ermittelt werden, so dass eine solche Vorrichtung als 6- Komponenten-Waage bezeichnet wird.
Da das Fahrzeug durch die auftretenden X-Kräfte von den Bandeinheiten geschoben werden würde, ist es erforderlich, dass das Fahrzeug über Schwellenstützen (sogenannte Rocker Panel) gehalten wird. Dabei werden die vier Radbandeinheiten und die vier Schwellenstützen auf den Wiegerahmen montiert. Alle anderen Teile der Plattform sind mit dem nicht gewogenen Prüf standsauf bau verbunden. Idealerweise ist die von oben sichtbare Bandaufstandsfläche genau so groß wie der Reifenlatsch der jeweiligen Räder des zu prüfenden Kraftfahrzeugs. Dies ist natürlich nur theoretisch zu erreichen. In der Praxis sind die Radbandeinheiten deutlich größer als der Reifenlatsch. Dadurch werden Teile der Radbandeinheit und damit der Windkanalwaage dem sich einstellenden Strömungsverhältnissen an bzw. unter dem Fahrzeug ausgesetzt. Entsprechend dem sich einstellenden Druckverhältnis und der exponierten Fläche bilden sich Fehlerkräfte, die sich zum tatsächlichen Aufbzw. Abtrieb addieren. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Bandprüfstand für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Bestimmung von in einem Windkanal auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Kräften und Momenten, zu schaffen, der eine verbesserte Messgenauigkeit ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bandeinheit bzw. eine Vorrichtung, insbesondere zur Bestimmung von in einem Windkanal auf ein Kraftfahrzeug wirkende Kräfte und Momente gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Die Aufgabe kann dadurch realisiert werden, dass ein das Endlosband stützendes Lager, welches unterhalb eines Obertrums des Endlosbands zwischen der ersten und der zweiten Trommel angeordnet ist, um einen vorbestimmten Abstand AL oberhalb einer oberen tangentialen Verbindungslinie der Trommelaußenflächen angeordnet ist. Durch dieses Anheben des Lagers überhalb der an sich normalen Null-Lage kann die windexponierte Fläche des Bandprüfstands bzw. des Endlosbands minimiert werden, da die dem Lager zugeordneten Endbereiche der Prüfstandsabdeckung (Borde) über bzw. oberhalb der jeweiligen Trommel und damit näher zum Lager hin vorgesehen werden können. Die dem Lager zugeordneten Endbereiche der Prüfstandsabdeckung können sich innerhalb eines Bereichs befin- den, der durch die Drehachsen der Trommeln gebildet wird. Die der Windströmung ausgesetzte Fläche des Bandprüfstands wird im Wesentlichen durch den von der Prüfstandsabdeckung freigelassenen Bereich des Lagers bestimmt. Dieser Bereich kann durch die erfindungsgemäße Lösung minimiert werden, so dass dieser in Richtung auf den sich ergebenden Reifenlatsch verkleinert werden kann. Dadurch ergeben sich die vorgenannten Vorteile, nämlich dass die exponierte Flä- che minimiert wird und sich die dadurch ergebenden Fehlerkräfte verringern. Die im Windkanal eingesetzte Windkanalwaage bzw. die Bandeinheit kann folglich noch genauere und hochpräzisere Messwerte ermitteln.
Die Oberseite des Lagers kann eine nach außen gewölbte Form aufweisen. Dadurch ist eine Minimierung der der Strömung ausgesetzten Fläche möglich, da dadurch die Prüfstandsabdeckung näher an die auf der Oberseite des Lagers gebildete not- wendige Reifenaufstandsfläche rücken kann.
Das Lager kann ein sogenanntes Trapezlager sein, welches zumindest teilweise aus einem porösen Material besteht, und mit einem Fluid, vorzugsweise Luft, beaufschlagt wird. Durch die Ausgestaltung des Lagers als Luftlager wird eine starke Verminderung der Reibung zwischen dem Endlosband und dem Lager erzielt. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit der Messergebnisse betreffend der Kräfte des Fahrzeugrads, die in Fahrtrichtung wirken.
Die Oberseite des Lagers kann zwei abgeschrägte erste Bereiche und einen fla- chen, gerade verlaufenden zweiten Bereich aufweisen, der zwischen den ersten Bereichen angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung des Lagers können die dem Lager zugewandten Enden der Prüfstandsabdeckung an den gerade verlaufenden zweiten Bereich heranrücken, so dass eine Minimierung der Luftströmung ausgesetzten Fläche des Endlosbands erzielt wird.
Der Radius des Übergangs zwischen den ersten Bereichen und dem zweiten Bereich kann größer oder gleich dem minimal zulässigen Biegeradius des Endlosbands sein. Der Radius des Übergangs kann größer oder gleich dem Radius der Trommeln sein. Durch eine derartige Ausgestaltung des Übergangs kann sicherge- stellt werden, dass die Dauerfestigkeit des Endlosbands, vorzugsweise ein Stahlband, erhalten bleibt, da dessen zulässiger Biegeradius nicht unterschritten wird.
An dieser Stelle sei ausdrücklich angemerkt, dass die zwei abgeschrägten ersten Bereiche mit einem bestimmten Radius an den zweiten Bereich anschließen kön- nen, wobei der Radius bis an das außen liegende Ende der ersten Bereiche reichen kann. Dieser Radius kann sich auch über den Verlauf, ausgehend vom Übergang zum Ende des ersten Bereichs erstrecken. Hierbei kann der Radius auch in einen flach verlaufenden Abschnitt übergehen und/oder sich beliebig ändern.
Der flache zweite Bereich des Lagers kann im Wesentlichen parallel zur oberen tangentialen Verbindungslinie der Trommelaußenflächen angeordnet sein. Dadurch wird ein symmetrisches Ablaufen des Endlosbands über das Lager gewährleistet. Weiterhin kann das Lager eine Unterseite mit einem ersten und einem zweiten Radius aufweisen, wobei die Radien gleich oder größer sind als der Radius der Trommeln. Durch eine derartige Ausgestaltung der Unterseite des Lagers kann einerseits eine optimierte Positionierung des Lagers zwischen bzw. über den Trommeln sichergestellt werden und andererseits die Generierung von Strömungsturbulenzen minimiert werden.
Weiterhin kann die Prüfstandsabdeckung an einer dem Lager bzw. dem freien Bereich des Endlosbands zugewandten Seite einen keilförmigen Endbereich aufweisen. Dieses sogenannte Brillenmesser (die Prüfstandsabdeckung kann auch als Brille bezeichnet werden) kann eine Oberseite aufweisen, die parallel zur Oberseite des Lagers angeordnet ist. Die Oberseite der Prüfstandsabdeckung kann hierbei um die Dicke des Endlosbands DB höher angeordnet sein als die Oberseite des Lagers selbst. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine bündige Fläche von der Prüfstandsabdeckung auf das auf dem Lager laufende Endlosband und wieder auf die Prüfstandsabdeckung erreicht wird. Dadurch können die entstehenden Verwirbelungen und Fehlerkräfte wesentlich minimiert werden. Hierzu trägt auch das Brillenmesser bei, welches an seiner Unterseite im Endbereich der jeweiligen Prüfstandsabdeckung eine zum abgeschrägten ersten Bereich des Lagers kongruente Form aufweist. Hierbei ist abhängig von den einzuhaltenden Toleranzen ein Abstand zwischen der Innenseite bzw. der Spitze des keilförmigen Endbereichs der Prüfstandsabdeckung von 1 bis 2 mm zum Endlosband beispielsweise möglich. Bezüglich der minimalen Radien des Übergangs und/oder den minimalen Radien der abgeschrägten ersten Bereiche kann beispielsweise bei einer Trommel mit ei- nem Durchmesser von 280 mm ein Minimalradius von 140 mm vorliegen. Die Dik- ke des Endlosbands kann hierbei beispielsweise 0,3 mm betragen.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des relativ zur oberen tangentialen Verbin- dungslinie der Trommelaußenflächen angehobenen Lagers und alternativ oder zusätzlich der entsprechenden Form der abgeschrägten ersten Bereiche und alternativ oder zusätzlich in Verbindung mit einer Prufstandsabdeckung mit Endbereichen, die Unterflächen aufweisen, welche im Wesentlichen kongruent zum abgeschrägten ersten Bereich des Lagers verlaufen, kann eine hochgenaue Erfassung von Kräften und/oder Momenten bei einem Einsatz im Windkanal erreicht werden. Dies resultiert unter Anderem aus der starken Minimierung der der Luftströmung ausgesetzten Fläche des Endlosbands, wobei die Größe und Form dieser Fläche dem sich ergebenden Reifenlatsch stark angenähert werden kann. Weiterhin ergeben sich diese Vorteile aus der Möglichkeit, sämtliche Störströmungen bzw. Turbulenzen stark zu vermindern, da die Endbereiche der Prüfstandsabdeckung sehr nahe und innenseitig kongruent an die äußeren Endbereiche der Oberseite des Lagers angenähert werden können.
Im Folgenden werden beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung anhand von schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Gesamtprüf Stands von oben;
Figur 2 schematische Ansichten einer Bandeinheit gemäß dem Stand der Technik; Figur 3 schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Bandeinheit;
Figur 3a eine vergrößerte schematische Ansicht der in Figur 3 gezeigten Bandeinheit;
Figur 3b eine Ansicht des Lagers; und
Figur 4 schematische Ansichten einer Bandeinheit mit einem Trapezlager, das eine geringere Breite als die jeweiligen Trommeln aufweist.
In der Figur 1 ist ein Gesamtprüf stand 23 von oben dargestellt. Eine runde Grundplatte 24 ist beispielsweise um +/- 185 ° zu einer Luftdüse 25 drehbar, um eine Anströmung eines auf Bandeinheiten 1 aufstehenden Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) von allen Seiten zu ermöglichen. Weiterhin ist unterhalb des Fahrzeugs ein Mittenband 26 angeordnet. Dieses Mittenband 26 kann angetrieben werden, um die Prüfsituation des Kraftfahrzeugs weiter zu optimieren. Die dargestellten vier Bandeinheiten 1 können zumindest in Fahrtrichtung einstellbar sein, um entsprechende Fahrzeugachsabstände vorzuwählen. Die dadurch freiwerdenden Räume können über Jalousien oder entsprechende Einlegteile 27 abgedeckt werden.
In der Figur 2 ist die Bandeinheit 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Es han- delt sich dabei um eine Ausführung gemäß dem Stand der Technik. Dargestellt sind eine erste Trommel 2 und eine zweite Trommel 3, die ein Endlosband 4 tragen und antreiben, bzw. abbremsen. Eine freie Fläche 22 des Endlosbands 4 wird durch ein Lager 5 unterstützt, so dass das Endlosband 4 auch unter Krafteinwirkung durch ein Fahrzeugrad eine für das Rad ebene Fläche bildet.
Die beiden Trommeln 2, 3 sind auf einen Wiegerahmen 28 montiert. Weiterhin ist eine Prüfstandsabdeckung 15 vorgesehen, die das Endlosband 4 bzw. die Trommeln 2, 3 tangiert, d. h. die Prüfstandsabdeckung 15 ist derart angeordnet, dass sich insgesamt eine ebene Fläche (Oberfläche der Prüfstandsabdeckung 15 - Oberfläche des Endlosbands 4 - Oberfläche der Prüfstandsabdeckung 15) ergibt. Die windausgesetzte Fläche des Endlosbands 4 ist hierbei jedoch wesentlich größer als die nutzbare Fläche über dem Lager 5. Dies führt zu Fehlerkräften, da die der Strömung ausgesetzte Fläche des Prüfstands größer als unbedingt notwendig ist. Die Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Bandeinheit 1, bei dem die der Strömung ausgesetzte Fläche (freie Fläche 22) im Vergleich zum Stand der Technik (Figur 2) wesentlich kleiner ausgebildet ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein angehobenes Lager 5 (Trapezlager) verwendet wird. In der Figur 3a ist eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bandeinheit 1 dargestellt. Eine Oberseite 6 des Lagers 5 ist derart angeordnet, dass diese um einen vorbestimmten Abstand AL oberhalb einer oberen tangentialen Verbindungslinie 9 von Trommelaußenflächen 7, 8 angeordnet ist. Das Endlosband 4 verläuft über die Oberseite 6 des Lagers 5, so dass sich ein Gesamtabstand der Oberseite 6 des Lagers 5 mit darauf laufendem Endlosband 4 von AL + DB des Endlosbands 4) ergibt. Die rechts und links des Lagers 5 angeordneten Prüfstandsabdeckungen 15 haben eine Oberfläche 17, die bündig mit der Oberseite 6 des Lagers 5 mit darauf angeordnetem Endlosband 4 ist. Das heißt, dass sich die Oberfläche 17 der Prüfstandsabdeckung 15 im Wesentlichen in einer Ebene mit der Oberfläche des Endlosbands 4 befindet, welches sich auf der Oberseite des Lagers 6 bzw. auf einem flach verlaufenden zweiten Bereich 11 des Lagers 5 abläuft bzw. aufliegt.
Ein keilförmiger Endbereich 16 der Prüfstandsabdeckung 15, das sogenannte Brillenmesser, kann hierbei eine Unterfläche 18 aufweisen, die im Wesentlichen kongruent mit dem jeweiligen abgeschrägten ersten Bereich 10 des Lagers 5 verläuft. Durch ein Anpassen der Unterfläche 18 der Prüfstandsabdeckung 15 (Brille) an den abgeschrägten jeweiligen ersten Bereich 10 des Lagers 5 kann der sich ergebende Spalt zwischen der Oberseite des Endlosbands 4 und der Unterfläche 18 der Prüfstandsabdeckung 15 minimiert werden. Dadurch können Luftverwirbelungen und sich dadurch ergebende Störungen des Messvorgangs weiter minimiert werden. Ferner ist es durch die Ausbildung des keilförmigen Endbereichs 16 (Brillen- messer) möglich, die Prüfstandsabdeckung 15 noch näher zur Aufstandsfläche (zweiter Bereich 11) des Lagers 5 anzuordnen, wodurch die sich durch Strömungseinflüsse ergebenden Störungen noch weiter minimiert werden können. Zwischen den rechts und links des Lagers 5 vorgesehen abgeschrägten ersten Bereichen 10 und dem flachen zweiten Bereich 11 ist ein Übergang 21 vorgesehen. Der Radius des Übergangs 21 kann hierbei größer oder gleich dem minimal zulässigen Biegeradius des Endlosbands 4 sein. Der Radius des Übergangs kann auch anhand des Radius der Trommeln 2, 3 gewählt werden, wobei der Radius zumindest gleich dem Radius der Trommeln 2, 3 gewählt werden sollte. Durch die vorgenannte Wahl des minimalen Radius wird sichergestellt, dass die Biegebelastung des Endlosbands 4 nicht den zulässigen Wert überschreitet, wodurch die Dauerfestigkeit eventuell vermindert werden könnte.
Die rechts und links des zweiten Bereichs 11 des Lagers 5 angeordneten ersten Bereiche 10 können nach dem Übergang 21 einen flachen Bereich aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die abgeschrägten ersten Bereiche 10 rechts und links zueinander unterschiedlich ausgebildet sind. Unabhängig davon, ob die abgeschrägten ersten Bereiche 10 gleich oder unterschiedlich zueinander ausgebildet sind, können diese auch insgesamt mit einem bestimmten Radius versehen sein; es ist auch denkbar, dass Teilbereiche vorgesehen sind, die eine gerade verlaufende Fläche aufweisen und Teilbereiche, die einen entsprechenden Radius aufweisen. Die vorgesehen Radien können insgesamt eine konvexe Form ergeben. Abhängig von bestimmten Gegebenheiten könnten aber auch andere Formen bzw. Flächenverläufe der ersten Bereiche 10 denkbar sein.
Das Lager 5 kann weiterhin eine Unterseite 12 aufweisen, die zumindest teilweise parallel zur Oberseite 6 des Lagers verläuft. Rechts und links angrenzend an die Unterseite 12 des Lagers 5 können erste und zweite Radien 13, 14 vorgesehen sein, wobei diese Radien gleich oder größer ausgebildet sein können wie die jeweiligen Radien der Trommeln 2, 3. Durch das Vorsehen von den Radien 13, 14 in der gewählten Form, also gleich oder etwas größer als der Radius der jeweiligen Trommel 2, 3 können zum Einen die Formerfordernisse für das Lager 5 erfüllt werden und andererseits an Anschmiegen der Form an die Außenfläche der Trommeln 2, 3 erzielt werden. Dadurch können Luftverwirbelungen auf ein Minimum reduziert werden, was wiederum die Messgenauigkeit der Vorrichtung erhöht. Die Übergangsfläche zwischen den äußeren Enden der Radien 13, 14 und den jeweiligen äußeren Enden der ersten Bereiche 10 können mittels gerade verlaufenden Abschlussflächen 29 (siehe Fig. 3b), die horizontal angeordnet sein können, erfolgen. Der Wiegerahmen 28 ist in diesem Bespiel mit einer Halterung der Trommel 3 fest verbunden, wobei die Trommel 2 in Laufrichtung des Endlosbands 4 beweglich gelagert ist. Dadurch kann mittels eines nicht dargestellten Hydraulikzylinders eine gewünschte Vorspannung auf das Endlosband 4 ausgeübt werden, wobei sich der Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) einerseits gegen den Wiegerahmen 28 abstützt und andererseits mit einer Halterung der Trommel 2 in Verbindung steht.
Weiterhin ist ein Abstand AL + De dargestellt, welcher dem Abstand zwischen der oberen tangentialen Verbindungslinie 9 der Trommelaußenflächen 7, 8 und der Oberfläche 17 der Prüfstandsabdeckung 15 und/oder dem Abstand zwischen der oberen tangentialen Verbindungslinie 9 der Trommelaußenflächen 7, 8 und der Oberseite des Endlosbands 4, welches auf dem flachen zweiten Bereich 11 aufliegt bzw. verläuft, entspricht. In der Figur 3b ist eine vergrößerte Ansicht des Lagers 5 mit den abgeschrägten ersten Bereichen 10 und dem flachen zweiten Bereich 11 dargestellt. Der Übergang 21 zwischen dem flachen zweiten Bereich 11 und den abgeschrägten ersten Bereichen 10 kann fließend realisiert werden, wobei, wie schon vorstehend erwähnt, die abgeschrägten ersten Bereiche 10 unterschiedliche Formen aufweisen können, wobei beispielsweise eine insgesamt runde Form möglich ist, die einen konstanten Radius aufweisen kann. In der dargestellten Ausführung, die nur ein Beispiel darstellt, verläuft der flache zweite Bereich 11 in den jeweiligen Übergang 21 und dann in den abgeschrägten jeweiligen ersten Bereich 10, wobei der abgeschrägte erste Bereich 10 eine gerade verlaufende Fläche 10a aufweist. In dem jeweiligen rechten und linken Endbereichen des Lagers 5 ist die Vertikalfläche 29 vorgesehen, die wiederum in die Radien 13, 14 übergeht, wobei sich dann die Unterseite 12 anschließt. Wie vorstehend schon erläutert, kann die Unterseite 12 parallel zur Oberseite 6 des Lagers 5 ausgebildet sein, das heißt parallel zum zweiten Bereich 11 der Oberseite 6.
In der Figur 4 ist eine Ausführung dargestellt, bei der der Bandprüfstand für schmale Fahrzeugräder ebenso Verwendung finden kann bzw. für Fahrzeugräder, die im Vergleich zu der Trommelbreite eine geringere Breite aufweisen. Dafür wird ein schmales Endlosband 4 auf die Trommeln 2, 3 aufgelegt, wobei es durch die ange- hobene Position des Lagers 5 möglich ist, die Prüfstandsabdeckung 15 teilweise durchgehend zu gestalten (durchgehender Bereich 30). Dadurch können störende Auf- bzw. Abtriebskräfte von dem gewogenen Teil in optimaler Weise fern gehalten werden. Erfindungsgemäß kann somit eine Bandeinheit insbesondere für den Einsatz in Windkanälen vorgesehen sein, die dazu beiträgt, die Messgenauigkeit in Verbindung mit einer Unterflurwaage zu erhöhen, da die Flächen, welche der Windströmung ausgesetzt sind, stark minimiert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Bandeinheit für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Bestimmung von in einem Windkanal auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Kräften und Momenten, mit
- zumindest einer Bandeinheit (1), die eine erste Trommel (2) und eine zweite Trommel (3) aufweist, wobei ein Endlosband (4) um die erste und zweite Trommel (2, 3) geschlungen ist, und
einem das Endlosband (4) stützenden Lager (5), das unterhalb eines Obertrums des Endlosbands (4) zwischen der ersten und zweiten Trommel (2, 3) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Lager (5) eine Oberseite (6) aufweist, die um einen vorbestimmten Abstand AL oberhalb einer oberen tangentialen Verbindungslinie (9) der Trommelaußenflächen (7, 8) angeordnet ist.
2. Bandeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (6) des Lagers (5) eine nach außen gewölbte Form aufweist.
3. Bandeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Lager (5) zugewandter Endbereich (15a) einer Prüfstandsabdeckung (15) oberhalb der jeweiligen Trommel (2, 3) angeordnet ist.
4. Bandeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Trommel (2, 3) und dem Lager (5) verlaufender Abschnitt des Endlos- bands (4) zwischen einer Innenseite des Endbereichs (15a) und der Trommel (2, 3) angeordnet ist.
5. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Fläche (22) des Endlosbands (4), die nicht durch die Prüfstandsabdeckung (15) abgedeckt ist, im wesentlichen einer Größe eines Reifenlatschs eines auf dem Endlosband (4) aufstehenden Fahrzeugreifens entspricht, zuzüglich einer Positionierungstoleranz des Fahrzeugs.
6. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (5) ein Trapezlager ist, das zumindest teilweise aus einem porösen Material besteht und mit einem Fluid, vorzugsweise Luft, beaufschlagt wird.
7. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (6) des Lagers (5) zwei abgeschrägte erste Bereiche (10) und einen flachen, gerade verlaufenden zweiten Bereich (11) aufweist, der zwischen den ersten Bereichen (10) angeordnet ist.
8. Bandeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Übergangs (21) größer oder gleich dem minimal zulässigen Biegeradius des Endlosbands (4) ist.
9. Bandeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Übergangs (21) größer oder gleich dem Radius der Trommel (2, 3) ist.
10. Bandeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bereiche (10) kreisbogenförmig ausgebildet sind, wobei deren Radius größer oder gleich dem minimal zulässigen Biegeradius des Endlosbands (4) und/oder größer oder gleich dem Radius der Trommel (2, 3) ist.
11. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flache zweite Bereich (11) des Lagers (5) im Wesentli- chen parallel zur oberen Verbindungslinie (9) verläuft.
12. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lager (5) eine Unterseite (12) mit einem ersten und einem zweiten Radius (13, 14) aufweist, wobei die Radien gleich oder größer sind als der Radius der Trommeln (2, 3).
13. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prüfstandsabdeckung (15) an einer dem Lager (5) bzw. dem freien Bereich des Endlosbands (4) zugewandten Seite einen keilförmigen Endbereich (16) aufweist.
14. Bandeinheit nach Anspruch 13, wobei der keilförmige Endbereich (16) eine gerade verlaufende Oberfläche (17) aufweist, die im wesentlichen bündig mit der Oberseite (6) des Lagers (5) mit darauf angeordnetem Endlosband (4) angeordnet ist, eine Unterfläche (18) aufweist, die im wesentlichen kongruent zum abgeschrägten ersten Bereich (10) des Lagers (5) verläuft und der keilförmige Endbereich (16) in Richtung auf das Lager (5) im wesentlichen spitz ausläuft.
15. Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei Verwendung eines schmalen Endlosbandes (4) eine längs verlaufende Abdeckplat- te (20) in dem Zwischenraum zwischen den Trommeln (2, 3) angeordnet ist, wobei die Abdeckplatte (20) im Wesentlichen bündig mit der Ober- bzw. Außenseite des auf dem flachen zweiten Bereich (11) des Lagers (5) laufenden Endlosbands (4) angeordnet ist.
16. Windkanalwaage mit einer Bandeinheit nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche.
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