WO2024088463A1 - Fahrzeugprüfstand sowie verfahren zur durchführung von mess- und einstellarbeiten an einem fahrzeug sowie zur durchführung von fahrsimulationen unter verwendung des fahrzeugprüfstandes - Google Patents

Fahrzeugprüfstand sowie verfahren zur durchführung von mess- und einstellarbeiten an einem fahrzeug sowie zur durchführung von fahrsimulationen unter verwendung des fahrzeugprüfstandes Download PDF

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WO2024088463A1
WO2024088463A1 PCT/DE2023/100709 DE2023100709W WO2024088463A1 WO 2024088463 A1 WO2024088463 A1 WO 2024088463A1 DE 2023100709 W DE2023100709 W DE 2023100709W WO 2024088463 A1 WO2024088463 A1 WO 2024088463A1
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WO
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vehicle
wheel
drive
test bench
support device
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/100709
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ismail Kurt
Timo Wallscheid
Thomas Engel
Marc Ney
Original Assignee
Dürr Assembly Products GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Dürr Assembly Products GmbH filed Critical Dürr Assembly Products GmbH
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle test bench according to the preamble of claim 1 and a method for carrying out measuring and adjustment work on a vehicle and for carrying out driving simulations using such a vehicle test bench according to claim 10.
  • the vehicle test bench is designed in such a way that there is a wheel mount for each wheel or wheel combination on each side of an axle. If the vehicle has twin wheels on one or more axles, these pairs of wheels each rest on a common wheel mount. These twin wheels are wheel combinations in the sense explained.
  • the wheel mounts can be designed as so-called crown rollers.
  • the wheel mount then has a roller.
  • the respective wheel rests on the crown line of the roller.
  • the wheel mounts can also be designed as so-called double rollers.
  • the wheel mount is designed with a double roller, the respective wheel of the vehicle sinks between these two rollers so that the wheel rests on both rollers. How deep the wheel sinks depends on the distance between the two rollers, the diameter of the rollers and the diameter of the wheel.
  • Such a vehicle test bench is already known (DE 10 2015 115 607 A1).
  • the wheel mounts of the vehicle test bench described there have rollers on which the wheels of the vehicle to be tested rest. These rollers can be rotated about a vertical axis (perpendicular to the longitudinal axes of the rollers). This allows forces to be introduced from the rollers of the wheel mount to the respective wheels of the vehicle by rotating the rollers of the wheel mount using a drive element.
  • this does not mean that the rollers are set in rotation about their longitudinal axis. Rather, it means that the rollers located in the horizontal plane are rotated in such a way that the orientation of the longitudinal axis of the respective roller changes in the horizontal plane. This makes it possible to introduce forces onto the vehicle wheel by changing the position of the longitudinal axis of the rollers of the wheel mount to the respective wheel axis of the standing wheel.
  • wheel mounts are also known as so-called floating plates. These have an operating state in which these floating plates are mounted with low friction, so that when the steering angle of the wheel resting on them changes, the floating plates can follow these changes in the steering angle.
  • floating plates are used for adjusting the parameters of the chassis geometry (toe and camber angles of the vehicle's wheels). If the vehicle's adjustment devices for the toe and camber angles are operated, this leads to a rotation of the wheel - with regard to the toe angle - which would also occur if a corresponding steering angle of the wheel was set via the steering wheel when the toe angle of the wheel was set.
  • This type of floating plate is used for adjusting the parameters of the chassis geometry because the floating plate follows the changes in the toe angle during the adjustment work in such a way that no mechanical stresses arise between the rollers of the wheel mount and the wheel resting on it.
  • the drive and/or loading units are positively and/or non-positively connected to at least one roller of the wheel mount in order to introduce forces onto this roller.
  • the drive and/or loading unit can be designed with a drive by which the respective roller of the wheel mount is driven or braked in the sense of rotation around its longitudinal axis, counter to the drive or braking torques that are introduced by the wheel of the vehicle onto the respective roller. It is also possible to couple an inertial mass to the roller (loading unit) in addition to or as an alternative to this drive, so that the moment of inertia of the roller is increased when the loading unit is coupled.
  • each wheel holder has a support device.
  • One or two rollers are attached to the support device (depending on whether the wheel holder is designed with a crown roller or double rollers). The wheels of the vehicle to be tested rest on these rollers in the manner described.
  • At least one of the rollers of a wheel hub is assigned a drive and/or load unit.
  • the first operating state is the operating state of the freely rotatable floating plate.
  • the respective support device In the first operating state of the wheel holders, the respective support device is mounted so as to be rotatable about a vertical axis in such a way that in this first operating state of the wheel holder, the support device is mounted so as to be freely rotatable.
  • the support device can therefore rotate as a result of forces transmitted from the upright wheels of the vehicle to the rollers.
  • the rollers of the wheel mounts are mounted in such a way that, with respect to a rotation about a vertical axis, these rollers can follow the rotations of the wheels in the sense of a steering angle of the wheels if this steering angle changes when the adjustment work is carried out.
  • the drive units remain connected to the rollers of the wheel mounts in such a way that these drive units are rotated when the respective roller rotates about the vertical axis.
  • the present invention is based on the object of expanding the application possibilities of the vehicle test bench.
  • At least parts of the drive and/or loading units can be mechanically coupled to and uncoupled from the respective roller.
  • At least the connectable and disconnectable parts of the drive and/or load units are not arranged on the respective support device.
  • the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units can be mechanically connected and disconnected to the respective roller.
  • This coupling and decoupling goes further than the coupling and decoupling of the drive and/or load unit on the state-of-the-art vehicle test bench.
  • the drive and/or load unit remains mechanically connected to the respective roller.
  • the coupling only separates the unit to the extent that there is no longer any frictional connection between an output of the drive unit and the load unit in relation to the rotation of the roller around its longitudinal axis. The same applies if an electric motor as a drive unit is switched off.
  • the mechanical coupling and uncoupling means that a separation takes place in such a way that, during mechanical uncoupling, the parts of the drive and/or loading unit that can be coupled and uncoupled represent a separate component (or several separate components) with respect to the roller, which no longer has a connection with the roller.
  • the parts of the drive and/or loading unit that can be coupled and uncoupled are uncoupled, these parts are also uncoupled with respect to a rotation of the respective roller (and thus also the other roller of the wheel holder and the support device) about the vertical axis.
  • the wheel mount of the wheel on which adjustment work is being carried out is in the first operating state.
  • This low-friction bearing i.e. negligible in the force balance
  • the orientation of the longitudinal axis of the wheel mount roller is adjusted to the toe angle of the wheel in such a way that no permanent deviations occur between the orientation of the longitudinal axis of the wheel mount roller in relation to the toe angle of the wheel, because frictional forces from the wheel mount bearing are also included in the force balance.
  • the wheel holder (supporting device) reaches the respective position at the end of the adjustment process in which the orientation of the longitudinal axes of the rollers correlates with the toe angle of the wheel on the stand. It has proven to be useful that the dynamics of the rotary movement of the supporting device are designed in such a way that the orientation of the longitudinal axes of the rollers follows the change in the respective toe angle as quickly as possible.
  • the design is advantageous in which the connectable and decoupleable parts of the drive and/or loading unit are not mounted on the support device and can be mechanically decoupled from the respective roller.
  • the connectable and decoupleable parts of the drive and/or loading unit do not contribute anything to the moment of inertia that influences the dynamics of the rotational movement of the wheel holder with the support device about the vertical axis in the first operating state.
  • This moment of inertia is reduced in this first operating state of the wheel holder by the mechanical decoupling of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or loading unit, so that the orientation of the rollers of the wheel holders in this first operating state follows a change in the respective track angle with very good dynamics.
  • connection of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units to the respective roller of the wheel mount during the mechanical coupling of the drive and/or load units to the respective roller is designed such that this connection follows a rotation of the longitudinal axis of the respective roller about the vertical axis.
  • the drive and/or load units in the vehicle test bench can be movable in the horizontal plane such that the longitudinal axis of the connection of the drive and/or load units to the respective roller follows the change in the orientation of the longitudinal axis of the respective roller when the support device rotates about the vertical axis.
  • the mechanical coupling and decoupling can refer to the drive and/or load units as a whole or just to parts of the drive and/or load unit. If only parts of the drive and/or load unit can be mechanically coupled and uncoupled, this can be useful if the respective roller is to be connected to both a drive unit and a load unit.
  • the drive unit for example as an electric motor - drives or brakes the corresponding roller in its rotation around the longitudinal axis relative to the rotation of the standing wheel.
  • the load unit is a flywheel mass that increases the moment of inertia of the respective roller with respect to rotation about its longitudinal axis. The moment of inertia of the load unit also means that it has a large mass.
  • the drive and/or load unit is not to be completely mechanically coupled and uncoupled, but only parts of the drive and/or load unit, it proves to be a sensible design in this context to design the load unit in such a way that it can be mechanically coupled and uncoupled in the sense described here, while the drive unit remains mechanically coupled to the respective roller. In the first operating state, the drive unit can then be uncoupled.
  • the uncoupling can be achieved by having a coupling that can be used to separate the drive train between the drive unit and the respective roller, or - in the case of an electric motor - by separating the electric motor from the electrical power supply to such an extent that the electric motor is free of current and voltage, so that the rotor of the electric motor rotates when the roller rotates about its longitudinal axis.
  • the “housing” of the drive train of the drive unit remains connected to the respective roller.
  • drive and/or loading unit can also be completely mechanically coupled and uncoupled from the respective roller.
  • This first operating state of the wheel mounts must be distinguished from the operating state in which the support devices of the wheel mounts are not mounted so that they rotate freely, but are fixed in terms of rotation around a vertical axis or are specifically rotated by means of drive means in order to apply forces to the respective wheel of the vehicle via this rotation.
  • the vehicle can be positioned sideways in the vehicle test bench. This also makes it possible to simulate cornering.
  • the support device is mounted so that it can rotate around a vertical axis.
  • the rotation of the support device also allows the rollers (which are mounted on the support device) to rotate in the same way. In this context, this does not mean that the rollers can rotate about their longitudinal axis.
  • This rotatability means that the rollers can rotate about the vertical axis - ie perpendicular to the longitudinal axis of the rollers.
  • wheel mounts in the functional scope of claim 1 into a vehicle test bench advantageously results in such a vehicle test bench being able to be used both to measure and adjust parameters of the chassis geometry (toe angle; camber angle of the vehicle's wheels) and to simulate driving situations of the vehicle (for example braking processes with rotating wheels or more complex driving situations of the vehicle with accelerations and - if the wheel mounts can be rotated via drive means - also cornering).
  • drive and/or load units are assigned to at least one of the rollers of a wheel mount.
  • At least parts of the drive and/or load units can be mechanically coupled to and uncoupled from the respective roller.
  • the drive and/or load unit is not only separated with regard to the frictional connection via a clutch or switched off as an electric motor without current and voltage, but is completely mechanically separated from the respective roller in the uncoupled state and mechanically connected again when coupled.
  • the drive and/or load units are basically coupled to the respective rollers of the wheel mounts.
  • a driving situation is described in which it is sensible to uncouple the connectable and uncoupleable parts of the drive and/or load units during an ongoing driving situation.
  • Claim 4 relates to a vehicle test bench in which, in the second operating state of the wheel supports, the support device is rotatable about at least one vertical axis by drive means, so that by the rotation of the respective support device, forces are transmitted via the at least one roller of the wheel support to the upright wheel of the vehicle to be tested.
  • the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units are mechanically decoupled when carrying out driving simulations at least when the specific driving situation consists in the vehicle being braked with a braking force that is above a defined threshold value.
  • connection of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units with the respective roller of the wheel mount during the mechanical coupling of the drive and/or load units with the respective roller is designed such that this connection follows a rotation of the longitudinal axis of the respective roller about the vertical axis, this can be done, for example, according to claim 7, in that a homokinetic universal joint shaft is a component of this connection.
  • the drive and/or load units in the vehicle test bench are movable in the horizontal plane in such a way that the longitudinal axis of the connection of the drive and/or load units to the respective roller follows the change in the orientation of the longitudinal axis of the respective roller when the support device rotates about the vertical axis, this applies to the parts of the drive and/or load units that cannot be mechanically coupled and uncoupled in any case, provided that these parts that cannot be coupled and uncoupled are attached to the support device. These parts rotate when the support device rotates about the vertical axis.
  • the longitudinal axis of the connection of these parts of the drive and/or loading units with the respective roller can follow the change in the orientation of the longitudinal axis of the respective roller when the support device rotates about the vertical axis, in that it is not mounted on the
  • the parts of the drive and/or load units attached to the support device are movable in the horizontal plane in the direction of the X coordinate (longitudinal axis of a vehicle standing in the vehicle test bench) and the Y coordinate (transverse direction in the horizontal plane to the longitudinal axis of a vehicle standing in the vehicle test bench). This ability to move in the X and Y directions can also be combined with the connection being made by a homokinetic cardan shaft.
  • the parts of the drive and/or load units that are not mounted on the respective support device can also be mounted in such a way that these parts of the drive and/or load units are not only displaceable in the X and Y directions in the horizontal plane, but can also be rotated in such a way that the orientation of the connection of these parts of the drive and/or load units with the respective roller is adapted to the orientation of the longitudinal axis of the respective roller.
  • the corresponding parts of the drive and/or load units that are not mounted on the respective support device can be mounted on a carrier that is aligned in a first position so that the connection of these parts of the drive and/or load units is oriented in the same direction as the longitudinal axis of the respective roller.
  • the carrier of the drive and/or load unit can then be guided in the sense of a forced guide on a circular line in the horizontal plane that is concentric to the intersection of the horizontal plane with the vertical axis about which the support device can be rotated.
  • the vertical axis also intersects the longitudinal axis of the respective roller to which the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units are or can be coupled.
  • This connection can have a homokinetic joint shaft as a component. This can absorb mechanical stresses that can arise because the drive and/or load unit follows the rotary movement of the support device. This "following" results in a (small) time delay, so that the resulting mechanical stresses can be compensated by the homokinetic joint shaft.
  • a homokinetic universal joint shaft is part of the connection of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load unit during the mechanical coupling of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units with the respective roller.
  • the mechanical coupling and decoupling of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load unit to the respective roller takes place by means of a coupling element which is a Hirth gear.
  • a vehicle conveyor system is assigned to the vehicle test bench.
  • this vehicle conveyor system it is possible to automatically convey the vehicle to be tested into the vehicle test bench and then set it down so that the wheels of the vehicle rest on the wheel mounts of the vehicle test bench.
  • the measuring and adjustment work as well as the test procedures can be carried out on the vehicle.
  • the vehicle can be picked up again by the vehicle conveyor system and then conveyed out of the vehicle test bench.
  • Claim 10 relates to a method for carrying out measuring and adjustment work on a vehicle and for carrying out a vehicle test using a vehicle test bench according to one of claims 1 to 10.
  • the procedure comprises the following steps:
  • This method describes the procedure for carrying out the adjustment work for the parameters of the chassis geometry and for carrying out driving simulations on a test bench whose wheel mounts - in accordance with the embodiments of claims 1 to 6 - are set up for carrying out the two measures according to steps (i) and (ii). It is clear that the designations (i) and (ii) are merely markings that indicate a list. This does not entail a determination of the order of these two steps. It is also possible to first carry out driving simulations in the vehicle test bench and then carry out the adjustment work for the parameters of the chassis geometry. The order of step (ii) after step (i) has the advantage, however, that when the driving simulations are carried out on the vehicle, the parameters of the chassis geometry have already been fully adjusted.
  • the reference to claim 9 means that the two steps (i) and (ii) are carried out on a vehicle that has been conveyed into the vehicle test bench and set down there so that the wheels of the vehicle rest on the wheel supports of the vehicle test bench. After the two steps (i) and (ii) have been carried out, the vehicle is in this case picked up again by the vehicle conveyor system and conveyed out of the vehicle test bench.
  • Claim 11 relates to a method using a vehicle test bench with a vehicle conveyor system.
  • the Wheel supports each have double rollers.
  • the wheel supports of the vehicle test bench have lifting devices with a first operating position for lifting the wheels of the vehicle compared to a second operating position of the lifting devices, in which the wheels of the vehicle are in the sunken position between the two rollers of the wheel supports when carrying out simulated journeys of the vehicle.
  • the vehicle is picked up by the vehicle conveyor system in synchronization with the setting of the lifting devices in their first operating position.
  • the lifting means can be lifting sleepers, which are explained below in connection with Figure 3.
  • the lifting means can also consist of the distance between the longitudinal axes of the two rollers of a wheel holder being adjustable in the horizontal plane. If the distance between the longitudinal axes of the two rollers is set to a minimum, the wheel of the vehicle has sunk between the two rollers to a corresponding minimum. If the distance between the longitudinal axes of the two rollers is set to a larger distance, the wheel has sunk deeper accordingly. The distance between the longitudinal axes of the rollers can therefore be used as a lifting means. The minimum distance between the rollers then corresponds to the first operating position of the lifting means. If the rollers are set so that their longitudinal axes are further apart, this corresponds to the second operating position. The minimum distance between the longitudinal axes of the rollers is determined by the radius of the rollers and is - apart from other design constraints - at least the sum of the radii of the two rollers.
  • the synchronization of the setting of the first operating position of the lifting equipment with the picking up of the vehicle for removal proves to be advantageous in that the vehicle is picked up by the vehicle conveying system when the wheels of the vehicle are no longer sunk between the rollers of the wheel supports in order to carry out measuring and adjustment work on the parameters of the chassis geometry or to simulate vehicle journeys.
  • the control unit uses actuating means to act on the elements with which the drive and/or load unit is mechanically coupled and uncoupled under the corresponding operating conditions.
  • Switching between the first and second operating states can also occur depending on a request signal being input that measurement and adjustment work on the chassis geometry parameters is to be carried out.
  • the wheel mounts can be switched to the first operating state (if necessary one after the other, in order to stabilize the position and orientation of the vehicle via the wheel mounts that are then not in the first operating state).
  • the wheel mounts can be switched to the second operating state in order to carry out driving simulations.
  • the drive and/or load units can then be mechanically uncoupled again depending on the operating conditions detected.
  • Fig. 1 a vehicle test bench with a vehicle conveyor system
  • Fig. 2 the vehicle test bench according to Figure 1 without the vehicle conveyor system
  • Fig. 3 a wheel support with double rollers and a drive and/or
  • Fig. 4 the wheel support according to Figure 3 without the drive and/or load unit
  • Fig. 5 a perspective view (top view) of a wheel holder, in which an embodiment of a rotation of the support device (support plate) around a vertical axis, with rotation being effected by a motor drive,
  • Fig. 6 a view of the wheel holder from Figure 5 from below and
  • Fig. 7 an alternative design for mechanically coupling and decoupling the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units.
  • Figure 1 shows a vehicle test bench 1.
  • the forward direction of travel of a vehicle located in the vehicle test bench 1 is indicated by the arrow provided with the reference number 8.
  • a vehicle conveyor system can be seen, which is explained below.
  • the vehicle conveyor system has guide elements 2 and 3 arranged laterally next to a path along which the vehicle is to be moved. These guide elements can be conveyor belts.
  • the vehicle conveyor system also has gripping elements 4 and 5.
  • guide means 6 and 7 there are two guide means 6 and 7. These guide means 6 and 7 are shown in the illustration in Figure 1 in a first position in which the guide means 6 is located in front of a wheel of the vehicle.
  • the guide means 7 is located behind the wheel of the vehicle.
  • Each of the guide means 6 and 7 has a roller which rests against the respective wheel of the vehicle in the first position shown in Figure 1.
  • the guide means 6 and 7 can be pivoted into a second position, which is not shown in detail here.
  • these guide means 6 and 7 can each be rotated about a vertical axis by means of an actuating unit.
  • the guide means 6 can thus be pivoted forwards in the direction of travel of the vehicle and the guide means 7 can be pivoted backwards in the direction of travel of the vehicle.
  • These vertical axes are located in the area of the guide elements 3, so that the lane of the vehicle's wheel is clear when the guide means 6 and 7 are pivoted into the second position.
  • the vehicle can be "parked” by the vehicle conveyor system by pivoting the guide means 6 and 7 into the second position (i.e.: the guide means 6 and 7 are opened).
  • the vehicle can be picked up again by the vehicle conveyor system when the guide means 6 and 7 are pivoted into the first position, so that the guide means 6 and 7 are again located in front of (guide means 6) and behind (guide means 7) the respective wheel of the vehicle.
  • the wheel of the vehicle is moved according to the movement of the gripping elements 4 and 5 when their guide means 6 and 7 are in the first position (and each grip a wheel of the vehicle).
  • the wheel of the vehicle remains on the floor of the hall (or the lanes of the vehicle test bench 1) and rolls off there as the vehicle moves.
  • the vehicle's brakes are released and the vehicle's drive unit is disengaged and/or a transmission is in neutral (manual transmission) or in the "N" position (automatic transmission).
  • Figure 2 shows the vehicle test bench 1 according to Figure 1 without the vehicle conveyor system.
  • wheel supports 201, 202, 203 and 204 can be seen, each of which supports a wheel of a vehicle to be tested. It can be seen that the wheel supports each have double rollers, so that the wheel of the vehicle that is supported sinks between the two rollers of the respective wheel support. It can be seen that the wheel mounts 202 and 204 can be moved relative to the wheel mounts 201 and 203 in the direction of arrow 8 or also against the direction of arrow 8. This allows the vehicle test bench 1 to be adjusted so that vehicles with different wheel bases can be tested. The adjustment to the track width of the vehicle can be made by making the length of the axes of the double rollers of the wheel mounts large enough to cover the different track widths of different vehicles. If necessary, the test bench can be adjusted in this regard by making the wheel mounts 201 and 203 and 202 and 204 movable relative to one another in the horizontal plane in a direction perpendicular to the direction of arrow 8.
  • the reference numbers 213 and 214 as well as 215 and 216 indicate that the length of the lanes for the vehicle in the vehicle test bench 1 for the entry and exit (or the entry and exit) of the vehicle change in length in the corresponding areas, so that continuous lanes are available for the wheels of the vehicle.
  • the vehicle test bench 1 has measuring units 205, 206, 207 and 208 with which the parameters of the chassis geometry (toe angle, camber angle) of the respective wheels of the vehicle to be tested can be measured.
  • the measuring units can, for example, be designed as described in DE 102006 036 671 A1 or DE 10 2019 131 863 A1.
  • the individual wheel mounts 201, 202, 203 and 204 are each assigned a drive and/or load unit 209, 210, 211 and 212 such that this drive and/or load unit 209, 210, 211 and 212 each acts on one of the two rollers of the wheel mounts 201, 202, 203 and 204.
  • the wheel mounts 201, 202, 203, 204 with the load units 209, 210, 211 and 212 are described in more detail in Figures 3 to 5.
  • Figure 3 shows one of the wheel mounts 201 to 204 shown in Figure 2 in the vehicle test bench.
  • the wheel mount 301 has two rollers 302 and 303.
  • the wheel mount 301 is therefore a wheel mount with double rollers (302, 303).
  • a lifting threshold 304 can be seen. When the vehicle is driven out of the vehicle test bench, this lifting threshold 304 is raised. This raises the corresponding wheel of the vehicle so that this wheel is no longer sunk between the two rollers 302 and 303. This makes it easier to drive the vehicle out of the vehicle test bench.
  • a drive and/or loading unit 305 can be seen, which in the embodiment shown here is assigned to the roller 303 of the wheel holder 301.
  • the drive and/or loading unit can have an electric motor, via which the roller 303 of the wheel holder 301 can be driven or braked with respect to a rotation of the wheel standing on the wheel holder 301.
  • the drive and/or loading unit can have a flywheel, by means of which (with the drive and/or loading unit 305 coupled to the roller 303) the moment of inertia of the roller 303 is increased. This can be used, for example, to simulate driving resistance or a kinetic energy of the vehicle.
  • the moment of inertia of the rollers 302 and 303 counteracts a change in the speed of the standing wheel via the frictional forces of the two rollers 302 and 303 with respect to the standing wheel of the vehicle.
  • rollers 302 and 303 of the wheel holder 303 are arranged on a support device 306.
  • This support device 306 is mounted in such a way that this support device 306 can be rotated about a vertical axis.
  • the support device 306 is freely rotatable in the sense that the rotation of the support device 306 is subject to the forces which are introduced via a change in the wheel axis of the upright wheel of the vehicle onto the rollers 302 and 303 of the wheel support 301.
  • this support device can be rotated about the vertical axis by drive means such that by such a rotation of the support device 306, forces are introduced onto the upright wheel of the vehicle by changing the longitudinal axis of the rollers 302 and 303.
  • the wheel axis of the upright wheel follows the rotation of the longitudinal axis of the rollers 302 and 303 when the support device 306 rotates about the vertical axis.
  • forces are introduced onto the wheel of the vehicle which act in a lateral direction. This positions the vehicle as a whole in a lateral direction on the rollers of the wheel mounts. If the steering wheel of the vehicle is held, the wheel does not rotate, but rather the vehicle is only positioned in a lateral direction on the rollers of the wheel mounts.
  • the drive and/or loading unit 305 is connected to the roller 303 via a constant velocity joint shaft 307.
  • the drive and/or loading unit 305 can be completely mechanically decoupled from the roller 303.
  • the two Hirth gear elements 308 and 309 work together.
  • the Hirth gear element 308 can be moved towards the Hirth gear element 309 for coupling so that these two Hirth gear elements 308 and 309 are in engagement.
  • the Hirth gear element 308 can be moved away from the Hirth gear element 309 in the axial direction so that these two Hirth gear elements 308 and 309 are separated.
  • the drive and/or loading unit 305 is not arranged on the support device 306.
  • the support device 306 with the rollers 302 and 303 arranged thereon can be rotated about the vertical axis without the drive and/or loading unit 305 having to be rotated.
  • This also applies to the machine elements arranged between the drive and/or loading unit 305 up to and including the Hirth gear element 308.
  • This also applies to the homokinetic universal joint shaft 307 and the drive means with which the Hirth gear element 308 is moved in order to engage or separate the two Hirth gear elements 308 and 309.
  • the constant velocity joint shaft 307 is variable in length to such an extent that it can compensate for the change in the distance between the drive and/or load unit 305 and the Hirth gear element 308 during coupling and uncoupling.
  • homokinetic universal joint shaft 307 can compensate for changes in the orientation of the longitudinal axes of the Hirth gear elements 308 and 309 - at least when the support device rotates about the vertical axis with the drive and/or loading unit 305 coupled. This applies at least when these changes in orientation only occur by small angles.
  • the Hirth gearing (308, 309) of the wheel holder is separated in the first operating state of the wheel holder 301.
  • the Hirth gearing (308, 309) is advantageously mechanically coupled in order to carry out simulations of a vehicle journey.
  • FIG 4 shows the wheel holder 301 according to Figure 3 without the drive and/or load unit. Components that are the same as in Figure 3 are provided with identical reference numerals. It can be seen that the Hirth toothing element 309 is connected to the roller 303 via a belt drive 401.
  • Figure 5 shows a perspective view (top view) of a wheel holder 501, in which an embodiment of a rotation of the support device (support plate) 502 about a vertical axis is shown, whereby this rotation can be carried out by a drive element.
  • the drive element can be an electric motor.
  • the wheel holder has two rollers 302 and 303 and a ring 503 with an internal toothing.
  • a gear 504 is in engagement with its toothing either permanently or detachably with the internal toothing of the ring 503.
  • the drive element can rotate the gear 504 so that it interacts with the ring 503 with the internal toothing as a planetary gear when the toothing of the gear 504 is in engagement with the internal toothing of the ring 503.
  • the support device 502 is attached to the ring 503 so that the support device 502 rotates with the ring 503 when it rotates.
  • a combination of a drive unit 505 with a load unit 506 can be present as a drive and/or load unit.
  • the loading unit 506 is a flywheel mass for increasing the moment of inertia of the driven roller 303 when the loading unit 506 is mechanically coupled.
  • This mechanical coupling can be implemented via a Hirth gear 507.
  • the reference number 508 designates a homokinetic universal joint shaft, which is part of the connection between the loading unit 506 and the roller 303. If necessary, a clutch can also be integrated into this connection, so that at different speeds of the roller 303 with respect to the rotation about its longitudinal axis and the rotation of the flywheel mass, a continuous adjustment of the rotational speed of the flywheel mass to the rotational speed of the roller 303 can be carried out by slowly engaging the clutch.
  • the clutch disks are designed to be open and without a surrounding housing so that when this clutch is opened, the described mechanical decoupling of the load unit 506 can be implemented by separating the two clutch disks.
  • the difference between the Hirth toothing 507 and the connection via the clutch disks is that the Hirth toothing 507 is a positive connection, while the connection via the two clutch disks is a force-fit connection.
  • the loading unit 506 and the connection of the loading unit 506 to the roller 303 are not mounted on the support device 502. In the first operating state of the wheel support, this loading unit 506 is mechanically decoupled. As a result, the moment of inertia of the wheel support with respect to a Rotation around the vertical axis is reduced. As a result, the rollers 302, 302 of the wheel holder follow changes in the orientation of the wheel axis with high dynamics.
  • a drive unit 505 which acts on the roller 303 via a belt drive 509, so that the roller 303 can be accelerated or braked via the drive unit 505 in relation to the revolutions of a standing wheel.
  • the belt drive 509 acts on the roller 303 in such a way that this belt drive 509 remains in operative connection with the roller 303, even when the Hirth gearing 507 is open.
  • the drive unit 505 and the belt drive 509 are also mounted on the support device 502.
  • the drive unit 505 is therefore also rotated around the vertical axis with the rollers of the wheel holder in the first operating state.
  • the drive unit is therefore advantageously designed so that its weight and in particular its moment of inertia with respect to a rotation of the rollers of the wheel holder around the vertical axis remains as low as possible.
  • This design has the advantage that the drive unit 505 remains mechanically coupled to the roller 303. In this design, only the load unit is mechanically uncoupled for the rotation of the rollers of the wheel holder around the vertical axis.
  • a clutch can be present for this drive unit 505 to separate the drive train. If the drive unit 505 is an electric motor, this can be switched off without current or voltage. If the wheel also rotates around the wheel axis during adjustment work in addition to a change in the orientation of the wheel axis, the two rollers 302 and 303 are freely rotating. This largely avoids tensions in the chassis.
  • Figure 6 shows a view of the wheel holder 501 from Figure 5 from below.
  • the drive element 601 can be seen, via which the gear 504 can be driven. From the illustration in Figure 6 it can be seen in particular that the drive unit 505 is mounted on the support device 502.
  • the drive element 601 and the epicyclic gear are in an operating state in which the support device 502 is rotatable about the vertical axis via the drive element 601.
  • the gear 504 of the epicyclic gear can be separated from the internal toothing of the ring 503 to such an extent that the support device 502 can rotate freely as a result of forces transmitted from the wheel of the vehicle to the rollers of the wheel mount, without this being braked by the drive element 601.
  • the rotating parts of the drive of the support device 502 are mechanically decoupled from the (driven) rotation about the vertical axis.
  • the rotating parts of the drive in this sense are the gear 504 of the epicyclic gear as well as the rotor of the drive element 601 and the (rotating) connection of the drive element 601 to the gear 504 of the epicyclic gear.
  • the inertial masses and thus also the moments of inertia for the rotation of the support device 502 about the vertical axis as a result of forces that are transmitted from the respective wheel of the vehicle to the rollers of the wheel holder are thereby advantageously minimized.
  • the drive element 601 is not attached to the support device 502.
  • the first operating state of the wheel mounts differs from the second operating state in that in the first operating state there is no force-fitting and/or form-fitting connection between the drive element 601 and the support device 502, wherein in the second operating state there is a force-fitting and/or form-fitting connection between the drive element 601 and the support device 502, so that the support device 502 can be rotated about the vertical axis by means of the drive element 601.
  • the corresponding components of the drive are mechanically decoupled from the support device in the first operating state, so that the inertial masses and moments of inertia for the rotation of the support device 502 about the vertical axis in the first operating state are minimized.
  • Figure 7 shows an alternative design for mechanically coupling and decoupling the connectable and decoupleable parts of the drive and/or load units.
  • the mechanical coupling and decoupling of the connectable and decoupleable parts can be done in the following ways, for example:
  • Figure 7 shows a clamping system 701 in which gripping elements 702 are arranged on a plate 703 such that these gripping elements 702 are inserted into counter-gripping bearings 704 arranged on a plate 705 when the plates 703 and 705 are moved towards each other (and are correctly positioned relative to each other with respect to a rotation about the bisector of the plates 703 and 705).
  • the counter gripper bearings 704 advantageously also have closing elements which, when closed, hold the gripping elements 702 in a form-fitting manner in the respective counter gripper bearing 704.
  • the direction of movement of the closing elements is advantageously oriented perpendicular to the direction of movement of the gripping elements 702 when engaging and disengaging from the respective gripping element 704.
  • one of the two plates 703 or 705 is attached to the roller of the wheel support on which the drive and/or loading units are to act.
  • the other of the two plates 705 or 703 represents the end of the connection of the connectable and decoupleable parts of the drive and/or loading devices to this roller of the wheel support.
  • three gripping elements 702 and three counter-gripping elements 704 are provided.
  • a different number of gripping elements 702 and correspondingly also counter-gripping elements 704 can also be provided. It is only important that the gripping elements 702 and the counter-gripping elements 704 work together to ensure that the two plates 703 and 705 are positively secured against rotation relative to one another.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand (1) mit Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301; 501) für die Räder eines zu prüfenden Fahrzeugs. Die Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301; 501) weisen jeweils eine Tragvorrichtung (306; 502) auf, auf der jeweils eine oder zwei Rollen (302, 303) angebracht sind, auf denen die Räder des zu prüfenden Fahrzeugs aufstehen. Mindestens einer der Rollen (303) einer Radaufnahme (201, 202, 203, 204; 301; 502) ist eine Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211, 212; 305; 505, 506) zugeordnet. In einem ersten Betriebszustand der Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301; 501) ist die jeweilige Tragvorrichtung (306; 502) um eine vertikale Achse drehbar gelagert. In diesem ersten Betriebszustand der Radaufnahme (201, 202, 203, 204; 301; 501) ist die Tragvorrichtung (306; 502) frei drehend gelagert, so dass die Tragvorrichtung (306; 502) drehbar ist infolge von Kräften, die von den aufstehenden Rädern des Fahrzeugs auf die Rollen (302, 303) übertragen werden. Nach der vorliegenden Erfindung sind zumindest Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305; 506) mechanisch an die jeweilige Rolle (303) an- und abkoppelbar (308, 309). Zumindest die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305; 506) sind nicht auf der jeweiligen Trag Vorrichtung (306; 502) angeordnet.

Description

BESCHREIBUNG
Fahrzeugprüfstand sowie Verfahren zur Durchführung von Mess- und Einstellarbeiten an einem Fahrzeug sowie zur Durchführung von Fahrsimulationen unter Verwendung des Fahrzeugprüfstandes
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Durchführung von Mess- und Einstellarbeiten an einem Fahrzeug sowie zur Durchführung von Fahrsimulationen unter Verwendung eines solchen Fahrzeugprüfstandes nach Anspruch 10.
Es geht dabei um einen Fahrzeugprüfstand mit Radaufnahmen für die Räder eines zu prüfenden Fahrzeugs.
Der Fahrzeugprüfstand ist so ausgestaltet, dass für jedes Rad oder jede Radkombination auf jeder Seite einer Achse jeweils eine Radaufnahme vorhanden ist. Wenn das Fahrzeug an einer oder mehreren Achsen Zwillingsräder aufweist, stehen diese Paare von Rädern jeweils auf einer gemeinsamen Radaufnahme auf. Diese Zwillingsräder sind in dem erläuterten Sinn Radkombinationen.
Die Radaufnahmen können als sogenannte Scheitelrollen ausgestaltet sein. Die Radaufnahme weist dann eine Rolle auf. Das jeweilige Rad steht dabei auf der Scheitellinie der Rolle auf. Dabei sind üblicherweise noch sogenannte Halterollen vorhanden, die vor und hinter dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs an diesem Rad anliegen, um das Rad auf der Scheitellinie der Scheitelrolle zu halten, ohne dass das Rad abrutscht.
Die Radaufnahmen können auch als sogenannte Doppelrollen ausgeführt sein. Bei der Ausgestaltung der Radaufnahme mit der Doppelrolle sinkt das jeweilige Rad des Fahrzeugs zwischen diese beiden Rollen ein, so dass das Rad auf beiden Rollen aufsteht. Wie tief das Rad einsinkt, hängt von dem Abstand der beiden Rollen ab, vom Durchmesser der Rollen sowie vom Durchmesser des Rades. Es ist bereits ein derartiger Fahrzeugprüfstand bekannt (DE 10 2015 115 607 A1). Die Radaufnahmen des dort beschrieben Fahrzeugprüfstandes weisen Rollen auf, auf denen die Räder des zu prüfenden Fahrzeugs aufstehen. Diese Rollen sind um eine vertikale Achse (senkrecht zu den Längsachsen der Rollen) drehbar. Dadurch können Kräfte von den Rollen der Radaufnahme auf die jeweiligen Räder des Fahrzeugs eingeleitet werden, indem die Rollen der Radaufnahme mittels eines Antriebselements drehbar sind. Damit ist in diesem Zusammenhang nicht gemeint, dass die Rollen um ihre Längsachse in Rotation versetzt werden. Es ist in diesem Zusammenhang vielmehr gemeint, dass die in der horizontalen Ebene befindlichen Rollen so gedreht werden, dass sich die Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle in der horizontalen Ebene ändert. Dadurch ist es möglich, durch die Änderungen der Lage der Längsachse der Rollen der Radaufnahme zu der jeweiligen Radachse des aufstehenden Rades Kräfte auf das Fahrzeugrad einzuleiten. Es ist eine Kupplung vorhanden, über die das Antriebselement eingekuppelt oder ausgekuppelt werden kann.
Es sind auch andere Arten von Radaufnahmen als sogenannte Schwimmplatten bekannt. Diese weisen einen Betriebszustand auf, in dem diese Schwimmplatten reibungsarm gelagert sind, so dass die Schwimmplatten bei Änderungen des Lenkwinkels des darauf stehenden Rades diesen Änderungen des Lenkwinkels folgen können. Diese Schwimmplatten werden für Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie verwendet (Spur- und Sturzwinkel der Räder des Fahrzeugs). Werden die Einstellmittel des Fahrzeugs für die Spur- und Sturzwinkel betätigt, führt dies - betreffend den Spurwinkel - zu einer Drehung des Rades, die ebenso eintreten würde, wenn bei eingestelltem Spurwinkel des Rades über das Lenkrad ein entsprechender Lenkwinkel des Rades eingestellt wird. Diese Art von Schwimmplatten wird für die Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie verwendet, weil dabei die Schwimmplatte den Änderungen des Spurwinkels bei den Einstellarbeiten so folgt, dass keine mechanischen Spannungen auftreten zwischen den Rollen der Radaufnahme und dem darauf aufstehenden Rad. Die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten sind form- und/oder kraftschlüssig mit mindestens einer Rolle der Radaufnahme verbunden, um Kräfte auf diese Rolle einzuleiten. Die Antriebs- und/oder Belastungseinheit kann mit einem Antrieb ausgestaltet sein, durch den die jeweilige Rolle der Radaufnahme im Sinne einer Rotation um deren Längsachse angetrieben oder gebremst wird entgegen den Antriebs- oder Bremsmomenten, die von dem Rad des Fahrzeugs auf die jeweilige Rolle eingeleitet werden. Es ist auch möglich, zusätzlich oder alternativ zu diesem Antrieb eine träge Masse an die Rolle anzukuppeln (Belastungseinheit), so dass das Trägheitsmoment der Rolle bei eingekuppelter Belastungseinheit erhöht ist.
Vorliegend weisen die Radaufnahmen jeweils eine Tragvorrichtung auf. Auf der Trag Vorrichtung sind jeweils eine oder zwei Rollen angebracht (abhängig davon, ob die Radaufnahme mit einer Scheitelrolle oder mit Doppelrollen ausgestaltet ist). Auf diesen Rollen stehen in der beschriebenen Art und Weise die Räder des zu prüfenden Fahrzeugs auf.
Mindestens einer der Rollen einer Radaufnahme ist eine Antriebs- und/oder Belastungseinheit zugeordnet.
Der erste Betriebszustand ist der Betriebszustand der frei drehbar gelagerten Schwimmplatte.
In diesem Betriebszustand lassen sich Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie (Spurwinkel und Sturzwinkel der Räder) vornehmen. In diesem Betriebszustand folgen die Rollen der Radaufnahme durch die Drehung um die vertikale Achse den Änderungen der Orientierung der Radachse des jeweils aufstehenden Rades bei der Durchführung der Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie.
In dem ersten Betriebszustand der Radaufnahmen ist die jeweilige Tragvorrichtung um eine vertikale Achse derart drehbar gelagert, dass in diesem ersten Betriebszustand der Radaufnahme die Trag Vorrichtung frei drehend gelagert ist. Die Tragvorrichtung ist also drehbar infolge von Kräften, die von den aufstehenden Rädern des Fahrzeugs auf die Rollen übertragen werden.
Damit ist die Radaufnahme, die in Fahrzeugprüfständen verwendet wird, in denen Fahrsimulationen durchgeführt werden, in ihrer Funktionalität so erweitert, dass in diesem Fahrzeugprüfstand auch Einstellarbeiten an den Parametern der Fahrwerkgeometrie durchgeführt werden können.
Aus dem Stand der Technik (DE 10 2004 001 439 A1 und EP 2 677 293 B1) ist es bereits bekannt, einen Fahrzeugprüfstand so auszuführen, dass mit diesem Fahrzeugprüfstand in einem ersten Betriebszustand Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie durchgeführt werden können, wobei in einem zweiten Betriebszustand Fahrsimulationen durchgeführt werden können. Dazu sind Antriebseinheiten für die Rollen der Radaufnahmen vorhanden, mit denen im zweiten Betriebszustand durch ein Antreiben oder Bremsen der Rollen hinsichtlich einer Rotation um deren Längsachse Kräfte eingeleitet werden können, die auf das jeweilige Rad des Fahrzeugs einwirken. Im ersten Betriebszustand sind die Rollen der Radaufnahmen so gelagert, dass diese Rollen hinsichtlich einer Drehung um eine vertikale Achse den Drehungen der Räder im Sinne eines Lenkwinkels der Räder folgen können, wenn sich dieser Lenkwinkel bei der Durchführung der Einstellarbeiten ändert. Die Antriebseinheiten bleiben dabei mit den Rollen der Radaufnahmen insoweit verbunden, dass diese Antriebseinheiten bei der Drehung der jeweiligen Rolle um die vertikale Achse mitgedreht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten des Fahrzeugprüfstands zu erweitern.
Nach der vorliegenden Erfindung sind zumindest Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mechanisch an die jeweilige Rolle an- und abkoppelbar.
Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands nach der vorliegenden Erfindung sind außerdem zumindest die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten nicht auf der jeweiligen Trag Vorrichtung angeordnet. Die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten sind mechanisch an die jeweilige Rolle an- und abkoppelbar.
Dieses An- und Abkoppeln ist weitergehend als das Ein- und Auskuppeln der Antriebs- und/oder Belastungseinheit bei dem Fahrzeugprüfstand nach dem Stand der Technik. Bei dem Ein- und Auskuppeln bleibt die Antriebs- und/oder Belastungseinheit mechanisch mit der jeweiligen Rolle verbunden. Über die Kupplung erfolgt eine Trennung lediglich insoweit, als kein Kraftschluss mehr besteht zwischen einem Abtrieb der Antriebseinheit und der Belastungseinheit bezogen auf die Rotation der Rolle um deren Längsachse. Entsprechendes gilt, wenn ein Elektromotor als Antriebseinheit stromlos geschaltet wird.
Das mechanische An- und Abkoppeln nach der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass eine Trennung insoweit erfolgt, dass bei einem mechanischen Abkoppeln die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit gegenüber der Rolle ein separates Bauteil (oder mehrere separate Bauteile) darstellen, das (die) keine Verbindung mehr mit der Rolle aufweist (aufweisen). Insbesondere sind damit bei einem Abkoppeln der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit diese Teile auch bezüglich einer Drehung der jeweiligen Rolle (und damit auch der anderen Rolle der Radaufnahme sowie der Tragvorrichtung) um die vertikale Achse abgekoppelt.
Bei dieser Ausgestaltung erweist es sich somit als vorteilhaft, dass die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit
> durch die Möglichkeit der mechanischen Abkopplung von der Rolle und
> die Tatsache, dass die Antriebs- und/oder Belastungseinheit nicht auf der Tragvorrichtung angebracht ist, in diesem abgekoppelten Zustand bei einer Drehung der Tragvorrichtung nicht mitgedreht werden muss. Das Trägheitsmoment bezüglich einer Drehung der Trag Vorrichtung um die vertikale Achse ist damit reduziert. Dies ist besonders vorteilhaft für die Durchführung von Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie. Bei diesen Einstellarbeiten werden die Einstellmittel am Fahrzeug so betätigt, dass sich die Parameter der Fahrwerkgeometrie der einzelnen Räder ändern. Es ist vorteilhaft, wenn dabei keine mechanischen Spannungen im Fahrwerk und/oder den Rädern auftreten.
Deswegen befindet sich die jeweilige Radaufnahme des Rades, an dem Einstellarbeiten vorgenommen werden, im ersten Betriebszustand. Zur Vermeidung der mechanischen Spannungen ist es wichtig, dass die Radaufnahme möglichst reibungsarm so gelagert ist, dass die Tragvorrichtung durch die von dem Rad eingeleiteten Kräfte (insbesondere bei einer Änderung der Einstellung des Spurwinkels) durch eine Drehung dieser Änderung des Spurwinkels mit einer hohen Dynamik folgen. Diese reibungsarme (d.h.: in der Kräftebilanz vernachlässigbare) Lagerung führt dazu, dass die Einstellung der Orientierung der Längsachse der Rolle der Radaufnahme auf den Spurwinkel des Rades so erfolgt, dass keine bleibenden Abweichungen zwischen der Orientierung der Längsachse der Rolle der Radaufnahme in Bezug zu dem Spurwinkel des Rades auftreten, weil Reibungskräfte der Lagerung der Radaufnahme mit in die Kräftebilanz eingehen.
Zur Vermeidung von mechanischen Spannungen im Fahrwerk des Fahrzeugs ist es auch sinnvoll, dass dieses „Folgen“ der Orientierung der Längsachse der Rolle(n) der Radaufnahme zu der Änderung der Orientierung der Radachse des aufstehenden Rades möglichst schnell erfolgt.
Um diese mechanischen Spannungen möglichst effektiv zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nicht nur darauf zu achten, dass die Radaufnahme (Tragvorrichtung) am Ende des Einstellvorganges die jeweilige Position erreicht, in der die Orientierung der Längsachsen der Rollen mit dem Spurwinkel des aufstehenden Rades korrelieren. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Dynamik der Drehbewegung der Tragvorrichtung so ausgelegt ist, dass die Orientierung der Längsachsen der Rollen der Änderung des jeweiligen Spurwinkels möglichst schnell folgen. In dieser Hinsicht ist die Ausgestaltung vorteilhaft, bei der die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit nicht auf der Tragvorrichtung montiert sind und von der jeweiligen Rolle mechanisch abgekoppelt werden können. In diesem abgekoppelten Zustand tragen die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit nichts zum Trägheitsmoment bei, das die Dynamik der Drehbewegung der Radaufnahme mit der Tragvorrichtung um die vertikale Achse im ersten Betriebszustand beeinflusst. Dieses Trägheitsmoment wird in diesem ersten Betriebszustand der Radaufnahme durch die mechanische Abkopplung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit reduziert, so dass die Orientierung der Rollen der Radaufnahmen in diesem ersten Betriebszustand einer Änderung des jeweiligen Spurwinkels mit einer sehr guten Dynamik folgt.
Weiterhin ist bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 1 die Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Radaufnahme bei der mechanischen Ankopplung der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle so ausgeführt, dass diese Verbindung einer Drehung der Längsachse der jeweiligen Rolle um die vertikale Achse folgt. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Ausgestaltung der Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle können die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten im Fahrzeugprüfstand in der horizontalen Ebene so bewegbar sein, dass die Längsachse der Verbindung der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Änderung der Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle bei einer Drehung der Trag Vorrichtung um die vertikale Achse folgt.
Das mechanische An- und Abkoppeln kann sich auf die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten insgesamt beziehen oder auch lediglich auf Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit. Soweit lediglich Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit mechanisch an- und abkoppelbar sind, kann dies sinnvoll sein, wenn die jeweilige Rolle sowohl mit einer Antriebseinheit als auch mit einer Belastungseinheit verbunden sein soll. Über die Antriebseinheit wird - beispielsweise als Elektromotor - die entsprechende Rolle in ihrer Rotation um die Längsachse relativ zur Umdrehung des aufstehenden Rades angetrieben oder gebremst. Die Belastungseinheit ist eine Schwungmasse, durch die das Trägheitsmoment der jeweiligen Rolle bezüglich einer Rotation um deren Längsachse erhöht wird. Das Trägheitsmoment der Belastungseinheit bedingt auch, dass dieses eine große Masse aufweist. Sofern die Antriebs- und/oder Belastungseinheit dann nicht vollständig mechanisch an- und abkoppelbar sein soll, sondern lediglich Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit, erweist es sich in diesem Zusammenhang als eine sinnvolle Ausgestaltung, die Belastungseinheit in dem hier beschriebenen Sinne mechanisch an- und abkoppelbar auszugestalten, während die Antriebseinheit mechanisch an die jeweilige Rolle angekoppelt bleibt. Im ersten Betriebszustand kann die Antriebseinheit dann ausgekuppelt werden. Das Auskuppeln kann realisiert werden, indem eine Kupplung vorhanden ist, durch die der Antriebsstrang zwischen der Antriebseinheit und der jeweiligen Rolle trennbar ist, oder - bei einem Elektromotor - indem der Elektromotor von der elektrischen Energieversorgung insoweit getrennt wird, dass der Elektromotor ström- und spannungsfrei ist, so dass der Rotor des Elektromotors bei einer Rotation der Rolle um deren Längsachse mitdreht. In dem hier beschriebenen Fall bleibt das „Gehäuse“ des Antriebsstrangs der Antriebseinheit mit der jeweiligen Rolle verbunden.
Es liegt dabei auch im Rahmen der Erfindung, dass die Antriebs- und/oder Belastungseinheit auch vollständig von der jeweiligen Rolle mechanisch an- und abkoppelbar sein kann.
Dieser erste Betriebszustand der Radaufnahmen ist von dem Betriebszustand zu unterscheiden, bei dem die Tragvorrichtungen der Radaufnahmen nicht freidrehend gelagert sind, sondern hinsichtlich der Drehung um eine vertikale Achse feststehend sind oder über Antriebsmittel gezielt gedreht werden, um über diese Drehung Kräfte auf das jeweilige Rad des Fahrzeugs einzuleiten. Mit der Ausgestaltung der gezielten Drehung der Radaufnahme lässt sich das Fahrzeug im Fahrzeugprüfstand in seitlicher Richtung positionieren. Es lassen sich damit auch Kurvenfahrten simulieren.
Die Trag Vorrichtung ist um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Durch die Drehung der Trag Vorrichtung sind auch die Rollen (die auf der Trag Vorrichtung angebracht sind) in demselben Sinne drehbar. Damit ist in diesem Zusammenhang nicht gemeint, dass die Rollen um ihre Längsachse rotieren können. Mit dieser Drehbarkeit ist gemeint, dass die Rollen um die vertikale Achse - d.h.: senkrecht zur Längsachse der Rollen - drehbar sind.
Vorteilhaft ergibt sich durch die Integration von Radaufnahmen im Funktionsumfang des Anspruchs 1 in einen Fahrzeugprüfstand, dass mit einem solchen Fahrzeugprüfstand sowohl Mess- und Einstellarbeiten von Parametern der Fahrwerkgeometrie (Spurwinkel; Sturzwinkel der Räder des Fahrzeugs) vorgenommen werden können, als auch Fahrsituationen des Fahrzeugs simuliert werden können (beispielsweise Bremsvorgänge bei drehenden Rädern oder auch komplexere Fahrsituationen des Fahrzeugs mit Beschleunigungen und - sofern die Radaufnahmen über Antriebsmittel drehbar sind - auch Kurvenfahrten).
Für die Durchführung der Simulation der Fahrsituationen sind Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mindestens einer der Rollen einer Radaufnahme zugeordnet.
Weiterhin sind zumindest Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mechanisch an die jeweilige Rolle an- und abkoppelbar.
Im Unterschied zu dem bekannten Stand der Technik wird die Antriebs- und/oder Belastungseinheit damit nicht lediglich hinsichtlich des Kraftschlusses über eine Kupplung getrennt oder als Elektromotor ström- und spannungsfrei geschaltet, sondern im abgekoppelten Zustand insoweit vollständig mechanisch von der jeweiligen Rolle getrennt und beim Ankoppeln wieder mechanisch verbunden.
Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 2 sind in dem ersten Betriebszustand der Radaufnahme die an- und abkoppelbaren Teile der jeweiligen Antriebs- und/oder Belastungseinheit mechanisch abgekoppelt.
Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die zu bewegenden Massen reduziert sind. Dies gilt insbesondere auch für das Trägheitsmoment. Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 3 sind in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen zur Durchführung von Fahrsimulationen des Fahrzeugs die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten vollständig mechanisch angekoppelt. Allenfalls abhängig von bestimmten Fahrsituationen sind die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mechanisch abgekoppelt.
Dies bringt den Vorteil mit sich, dass über die angekoppelten Antriebs- und/oder Belastungseinheiten Fahrwiderstände simuliert werden können (ggf. auch Umstände, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs verursachen wie beispielsweise eine Fahrt bergab). Die mit der Antriebs- und/oder Belastungseinheit verbundene Rolle der Radaufnahme wird durch die Antriebs- und/oder Belastungseinheit entsprechend beschleunigt oder gebremst. Durch die Ankopplung einer Belastungseinheit kann das Trägheitsmoment der Rolle erhöht werden.
Im zweiten Betriebszustand sind die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten grundsätzlich an die jeweiligen Rollen der Radaufnahmen angekoppelt. Im Zusammenhang mit Anspruch 6 ist eine Fahrsituation beschrieben, bei der es sinnvoll ist, bei einer laufenden Fahrsituation die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten abzukoppeln.
Anspruch 4 betrifft einen Fahrzeugprüfstand, bei dem in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen die Tragvorrichtung um wenigstens eine vertikale Achse drehbar ist durch Antriebsmittel, so dass durch die Drehung der jeweiligen Tragvorrichtung über die wenigstens eine Rolle der Radaufnahme Kräfte auf das aufstehende Rad des zu prüfenden Fahrzeugs übertragen werden.
Bei einer solchen Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands ist es auch möglich, das Fahrzeug in dem Fahrzeugprüfstand durch eine entsprechende Drehung der Radaufnahme seitlich zu positionieren oder auch Kurvenfahrten zu simulieren. Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 5 sind Teile der Antriebsmittel im ersten Betriebszustand der jeweiligen Radaufnahme von der Tragvorrichtung mechanisch abgekoppelt.
Vorteilhaft lassen sich damit die Trägheitsmomente nochmals reduzieren, die einer Drehung der Tragvorrichtung der jeweiligen Radaufnahme um die vertikale Achse entgegenwirken, wenn in dem ersten Betriebszustand von dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs Kräfte auf die Rollen der Radaufnahme eingeleitet werden.
Bei der Ausgestaltung eines Fahrzeugprüfstandes gemäß Anspruch 6 sind in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten bei der Durchführung von Fahrsimulationen zumindest dann mechanisch abgekoppelt, wenn die bestimmte Fahrsituation darin besteht, dass das Fahrzeug mit einer Bremskraft gebremst wird, die oberhalb eines definierten Schwellwertes liegt.
Bei vollständig angekoppelten Antriebs- und/oder Belastungseinheiten können die Reaktionskräfte bei Bremsvorgängen mit einer hohen Bremskraft dazu führen, dass das Fahrzeug aus den Radaufnahmen herausgehoben wird. Dies kann zu Beschädigungen am Fahrzeug führen. Außerdem können derartige mehr oder weniger unkontrollierte Bewegungen des Fahrzeugs ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Es hat sich deswegen als vorteilhaft erwiesen, bei derartigen starken Bremsvorgängen die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mechanisch abzukoppeln. Dies führt dazu, dass die Gegenkräfte zu den Bremskräften des Fahrzeugs deutlich reduziert werden. Bei vollständig abgekoppelten Antriebs- und/oder Belastungseinheiten wirken dann nur noch die vergleichsweisen geringen Trägheitsmomente der Rollen in Verbindung mit den Reibungskräften zwischen dem jeweils aufstehenden Rad mit der jeweiligen Rolle dem Bremsmoment des Fahrzeugs entgegen. Dies führt dazu, dass die Rollen entsprechend schnell auf die Drehzahl „0“ gebracht werden, so dass dann keine Reaktionskräfte zu den Bremskräften des Fahrzeugs auf das Fahrzeug wirken. Wenn die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten nicht vollständig mechanisch abgekoppelt werden, sondern lediglich Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten, führt dies vorteilhaft dennoch zu einer Reduzierung der Trägheitsmomente und - ggf. - Antriebskräfte, die über die Rollen dem Bremsvorgang des Fahrzeugs entgegenwirken.
Durch das Abkoppeln der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten bei starken Bremsvorgängen kann damit verhindert werden, dass die Räder des Fahrzeugs bei einem Bremsvorgang aus den Radaufnahmen des Fahrzeugprüfstands herausgehoben werden.
Soweit die Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Radaufnahme bei der mechanischen Ankopplung der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle so ausgeführt ist, dass diese Verbindung einer Drehung der Längsachse der jeweiligen Rolle um die vertikale Achse folgt, kann dies beispielsweise gemäß Anspruch 7 erfolgen, indem eine homokinetische Gelenkwelle ein Bestandteil dieser Verbindung ist.
Soweit die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten im Fahrzeugprüfstand in der horizontalen Ebene so bewegbar sind, dass die Längsachse der Verbindung der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Änderung der Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle bei einer Drehung der Trag Vorrichtung um die vertikale Achse folgt, gilt dies für die nicht mechanisch an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten ohnehin, soweit diese nicht an- und abkoppelbaren Teile auf der Tragvorrichtung angebracht sind. Diese Teile drehen bei einer Drehung der Tragvorrichtung um die vertikale Achse mit.
Bei den Teilen der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten, die nicht auf der Trag Vorrichtung angebracht sind, kann die Längsachse der Verbindung dieser Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Änderung der Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle bei einer Drehung der Tragvorrichtung um die vertikale Achse folgen, indem diese nicht auf der Trag Vorrichtung angebrachten Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten in der horizontalen Ebene beweglich sind in Richtung der X-Koordinate (Längsachse eines in dem Fahrzeugprüfstand stehenden Fahrzeugs) sowie der Y-Koordinate (Querrichtung in der horizontalen Ebene zur Längsachse eines in dem Fahrzeugprüfstand stehenden Fahrzeugs). Diese Verschiebbarkeit in derX- und Y- Richtung kann weiterhin kombiniert werden damit, dass die Verbindung durch eine homokinetische Gelenkwelle ausgeführt ist. Dadurch lässt sich berücksichtigen, dass sich die Orientierung der Längsachse der Rolle der Radaufnahme im Fahrzeugprüfstand ändert, wenn die Tragvorrichtung (und damit auch die Rolle der Radaufnahme) gedreht wird. Alternativ oder zusätzlich zu der Ausführung der Verbindung mit einer homokinetischen Gelenkwelle können die Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten, die nicht auf der jeweiligen Trag Vorrichtung angebracht sind, auch so gelagert sein, dass diese Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten in der horizontalen Ebene nicht nur in X- und Y-Richtung verschiebbar sind, sondern zusätzlich noch so drehbar sind, dass die Orientierung der Verbindung dieser Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle der Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle angepasst wird. Die entsprechenden Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten, die nicht auf der jeweiligen Trag Vorrichtung angebracht sind, können auf einem Träger angebracht sein, der in einer ersten Position so ausgerichtet ist, dass die Verbindung dieser Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten in der gleichen Richtung orientiert ist wie die Längsachse der jeweiligen Rolle. Der Träger der Antriebs- und/oder Belastungseinheit kann dann jeweils im Sinne einer Zwangsführung auf einer Kreislinie in der horizontalen Ebene geführt sein, die konzentrisch zum Schnittpunkt der horizontalen Ebene mit der vertikalen Achse erfolgt, um die die Trag Vorrichtung drehbar ist. Vorteilhaft schneidet dabei die vertikale Achse auch die Längsachse der jeweiligen Rolle, an der die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten angekoppelt sind bzw. ankoppelbar sind. Damit können die Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit, die nicht auf der Tragvorrichtung angebracht sind, so bewegt werden, dass diese in X- und Y- Richtung verschiebbar sind und dabei gleichzeitig so gedreht werden, dass die Orientierung der Verbindung der entsprechenden Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit der Orientierung der Längsachse der Rolle entspricht. Vorteilhaft kann diese Verbindung als Bestandteil eine homokinetische Gelenkwelle aufweisen. Damit können mechanische Spannungen aufgenommen werden, die entstehen können, weil die Antriebs- und/oder Belastungseinheit der Drehbewegung der Trag Vorrichtung folgt. Durch dieses „Nachfolgen“ ergibt sich ein (geringer) zeitlicher Verzug, so dass die dadurch auftretenden mechanischen Spannungen durch die homokinetische Gelenkwelle kompensiert werden können.
Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 7 ist eine homokinetische Gelenkwelle Bestandteil der Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit bei der mechanischen Ankopplung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten mit der jeweiligen Rolle.
Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 8 erfolgt die mechanische An- und Abkopplung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit an die jeweilige Rolle mittels eines Kopplungsgliedes, das eine Hirth-Verzahnung ist.
Bei der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands gemäß Anspruch 9 ist dem Fahrzeugprüfstand ein Fahrzeugfördersystem zugeordnet. Mittels dieses Fahrzeugfördersystems ist es möglich, das zu prüfende Fahrzeug automatisiert in den Fahrzeugprüfstand hinein zu fördern und dann abzusetzen, so dass die Räder des Fahrzeugs auf den Radaufnahmen des Fahrzeugprüfstands aufstehen.
In diesem Zustand können die Mess- und Einstellarbeiten sowie die Prüfverfahren an dem Fahrzeug durchgeführt werden. Wenn dies abgeschlossen ist, kann das Fahrzeug durch das Fahrzeugfördersystem wieder aufgenommen und dann aus dem Fahrzeugprüfstand ausgefördert werden.
Anspruch 10 betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Mess- und Einstellarbeiten an einem Fahrzeug sowie zur Durchführung einer Fahrzeugprüfung unter Verwendung eines Fahrzeugprüfstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Das Verfahren umfasst bei einem Fahrzeug, dessen Räder auf den Radaufnahmen des Fahrzeugprüfstandes aufstehen, die folgenden Schritte:
(i) Durchführen von Mess- und Einstellarbeiten von Parametern der Fahrwerkgeometrie, wobei sich dabei die jeweiligen Radaufnahmen in dem ersten Betriebszustand befinden und
(ii) Simulation von Fahrbedingungen für das zu prüfende Fahrzeug, wobei sich dabei die Radaufnahmen in dem zweiten Betriebszustand befinden.
Dieses Verfahren beschreibt die Vorgehensweise zur Durchführung der Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie sowie zur Durchführung von Fahrsimulationen auf einem Prüfstand, dessen Radaufnahmen - entsprechend den Ausgestaltungen der Ansprüche 1 bis 6 - für die Durchführung der beiden Maßnahmen nach den Schritten (i) und (ii) eingerichtet sind. Es ist ersichtlich, dass die Bezeichnungen (i) und (ii) lediglich Markierungen sind, die eine Aufzählung kennzeichnen. Eine Festlegung der Reihenfolge dieser beiden Schritte ist damit nicht verbunden. Es ist auch möglich, in dem Fahrzeugprüfstand zunächst Fahrsimulationen durchzuführen und anschließend die Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie vorzunehmen. Die Reihenfolge des Schritts (ii) nach dem Schritt (i) hat allerdings den Vorteil, dass bei der Durchführung der Fahrsimulationen bei dem Fahrzeug die Parameter der Fahrwerkgeometrie bereits fertig eingestellt sind.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 10 bedeutet die Bezugnahme auf den Anspruch 9, dass die beiden Schritte (i) und (ii) bei einem Fahrzeug durchgeführt werden, das in den Fahrzeugprüfstand hinein gefördert ist und dort abgesetzt ist, so dass die Räder des Fahrzeugs auf den Radaufnahmen des Fahrzeugprüfstandes aufstehen. Nach der Durchführung der beiden Schritte (i) und (ii) wird in diesem Fall das Fahrzeug wieder von dem Fahrzeugfördersystem aufgenommen und aus dem Fahrzeugprüfstand ausgefördert.
Anspruch 11 betrifft ein Verfahren unter Verwendung eines Fahrzeugprüfstands mit einem Fahrzeugfördersystem. Bei dem Fahrzeugprüfstand weisen die Radaufnahmen jeweils Doppelrollen auf. Die Radaufnahmen des Fahrzeugprüfstands weisen Hebemittel auf mit einer ersten Betriebsposition zum Anheben der Räder des Fahrzeugs gegenüber einer zweiten Betriebsposition der Hebemittel, bei der die Räder des Fahrzeugs in der zwischen den beiden Rollen der Radaufnahmen eingesunkenen Position bei der Durchführung von simulierten Fahrten des Fahrzeugs sind. Hierbei erfolgt das Aufnehmen des Fahrzeugs durch das Fahrzeugfördersystem synchronisiert mit der Einstellung der Hebemittel in deren erste Betriebsposition.
Die Hebemittel können Hebeschwellen sein, die nachfolgend im Zusammenhang mit Figur 3 erläutert werden. Die Hebemittel können auch darin bestehen, dass der Abstand der Längsachsen der beiden Rollen einer Radaufnahme in der horizontalen Eben veränderbar einstellbar ist. Wenn der Abstand der Längsachsen der beiden Rollen minimal eingestellt ist, ist das Rad des Fahrzeugs entsprechend minimal zwischen die beiden Rollen eingesunken. Ist der Abstand der Längsachsen der beiden Rollen größer eingestellt, ist das Rad entsprechend tiefer eingesunken. Der Abstand zwischen den Längsachsen der Rollen kann also als Hebemittel verwendet werden. Der minimale Abstand der Rollen entspricht dann der ersten Betriebsposition der Hebemittel. Wenn die Rollen so eingestellt sind, dass deren Längsachsen einen größeren Abstand aufweisen, entspricht dies der zweiten Betriebsposition. Der minimale Abstand zwischen den Längsachsen der Rollen ist durch den Radius der Rollen bedingt und beträgt - abgesehen von sonstigen konstruktiven Randbedingungen mindestens der Summe der Radien der beiden Rollen.
Die Synchronisierung der Einstellung der ersten Betriebsposition der Hebemittel mit dem Aufnehmen des Fahrzeugs zum Ausfördern erweist sich insofern als vorteilhaft, weil das Aufnehmen des Fahrzeugs durch das Fahrzeugfördersystem dann erfolgt, wenn die Räder des Fahrzeugs nicht mehr zwischen die Rollen der Radaufnahmen eingesunken sind, um Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie durchzuführen oder um Fahrten des Fahrzeugs simulieren.
Soweit im Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungen beschrieben wurde, dass das mechanische An- und Abkoppeln der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten abhängig von bestimmten Betriebsbedingungen erfolgen soll (beispielsweise Bremsen des Fahrzeugs mit einer Bremskraft oberhalb eines Schwellwertes), kann das mechanische Abkoppeln automatisiert erfolgen, indem von einer Steuereinheit die entsprechenden Betriebsbedingungen erkannt werden. Über Stellmittel wirkt die Steuereinheit bei den entsprechenden Betriebsbedingungen auf die Glieder ein, mit denen die Antriebs- und/oder Belastungseinheit mechanisch an- und abgekoppelt wird.
Eine Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand kann auch abhängig davon erfolgen, dass ein Anforderungssignal eingegeben wird, dass Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie durchgeführt werden sollen. Auf dieses Anforderungssignal können die Radaufnahmen (ggf. nacheinander, um über die Radaufnahmen, die sich dann nicht im ersten Betriebszustand befinden, die Position und Orientierung des Fahrzeugs zu stabilisieren) in den ersten Betriebszustand geschaltet werden. Wenn ein Bestätigungssignal eingegeben wird, dass die Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie abgeschlossen sind, können die Radaufnahmen in den zweiten Betriebszustand geschaltet werden, um Fahrsimulationen durchzuführen. Bei den Fahrsimulationen kann dann in Abhängigkeit von erkannten Betriebsbedingungen wieder ein mechanisches Abkoppeln der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen dabei:
Fig. 1 : einen Fahrzeugprüfstand mit einem Fahrzeugfördersystem, Fig. 2: den Fahrzeugprüfstand nach Figur 1 ohne das Fahrzeugfördersystem,
Fig. 3: eine Radaufnahme mit Doppelrollen sowie einer Antriebs- und/oder
Belastungseinheit, die einer der beiden Rollen der Radaufnahme zugeordnet ist,
Fig. 4: die Radaufnahme nach Figur 3 ohne die Antriebs- und/oder Belastungseinheit,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht (Draufsicht) auf eine Radaufnahme, bei der ein Ausführungsbeispiel einer Drehung der Tragvorrichtung (Trägerplatte) um eine vertikale Achse dargestellt ist, wobei die Drehung durch einen motorischen Antrieb erfolgt,
Fig. 6: eine Ansicht der Radaufnahme aus Figur 5 von unten und
Fig. 7: eine alternative Konstruktion zum mechanischen An- und Abkoppeln der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten.
Figur 1 zeigt einen Fahrzeugprüfstand 1. Die Fahrtrichtung in Vorwärtsrichtung eines in dem Fahrzeugprüfstand 1 befindlichen Fahrzeugt ist durch den Pfeil gekennzeichnet, der mit der Bezugsziffer 8 versehen ist.
Es ist ein Fahrzeugfördersystem zu sehen, das nachfolgend erläutert wird.
Das Fahrzeugfördersystem weist Führungselemente 2 und 3 auf, die seitlich neben einer Strecke angeordnet sind, entlang der das Fahrzeug bewegt werden soll. Diese Führungselemente können Förderbänder sein.
Das Fahrzeugfördersystem weist weiterhin Greifelemente 4 und 5 auf.
Zu dem Greifelement 5 ist zu sehen, dass zwei Führungsmittel 6 und 7 vorhanden sind. Diese Führungsmittel 6 und 7 sind in der Darstellung der Figur 1 in einer ersten Position gezeigt, in der sich das Führungsmittel 6 vor einem Rad des Fahrzeugs befindet. Das Führungsmittel 7 befindet sich hinter dem Rad des Fahrzeugs. Jedes der Führungsmittel 6 und 7 weist eine Rolle auf, die in der in der Figur 1 gezeigten ersten Position an dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs anliegt.
Die Führungsmittel 6 und 7 sind in eine zweite Position schwenkbar, die hier nicht näher dargestellt ist. Dazu sind diese Führungsmittel 6 und 7 mittels einer Stelleinheit jeweils um eine vertikale Achse drehbar. Damit ist das Führungsmittel 6 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach vorne schwenkbar und das Führungsmittel 7 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach hinten. Diese vertikalen Achsen befinden sich dabei im Bereich des Führungselemente 3, so dass die Fahrspur des Rades des Fahrzeugs frei ist, wenn die Führungsmittel 6 und 7 in die zweite Position geschwenkt sind. Wenn sich die Führungselemente 6 und 7 in der ersten Position befinden, wird das Rad des Fahrzeugs gegriffen. Wenn die Greifelemente 4 und 5 entlang der Führungselemente 2 und 3 bewegt werden, wird damit das Fahrzeug mit der Bewegung der Greifelemente 4 und 5 mitbewegt. Die Bewegung der Greifelemente 4 und 5 entlang der Führungselemente 2 und 3 erfolgt synchronisiert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeug von dem Fahrzeugfördersystem "abgestellt" werden, indem die Führungsmittel 6 und 7 in die zweite Position geschwenkt werden (d.h.: Die Führungsmittel 6 und 7 werden geöffnet). Das Fahrzeug kann von dem Fahrzeugfördersystem wieder aufgenommen werden, wenn die Führungsmittel 6 und 7 in die erste Position geschwenkt werden, so dass sich die Führungsmittel 6 und 7 wieder vor (Führungsmittel 6) und hinter (Führungsmittel 7) dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs befinden.
Das Rad des Fahrzeugs wird entsprechend der Bewegung der Greifelemente 4 und 5 bewegt, wenn sich deren Führungsmittel 6 und 7 in der ersten Position befinden (und dabei jeweils ein Rad des Fahrzeugs umgreifen). Das Rad des Fahrzeugs steht weiterhin auf dem Boden der Halle (bzw. den Fahrspuren des Fahrzeugprüfstands 1) auf und rollt bei der Bewegung des Fahrzeugs dort ab. Die Bremsen des Fahrzeugs sind dazu gelöst und die Antriebseinheit des Fahrzeugs ist ausgekuppelt und/oder ein Getriebe ist in der Leerlaufstellung (Schaltgetriebe) bzw. in der Stellung „N“ (Automatikgetriebe).
Figur 2 zeigt den Fahrzeugprüfstand 1 nach Figur 1 ohne das Fahrzeugfördersystem.
Es sind vier Radaufnahmen 201, 202, 203 und 204 zu sehen, auf denen jeweils ein Rad eines zu prüfenden Fahrzeugs aufsteht. Es ist zu sehen, dass die Radaufnahmen jeweils Doppelrollen aufweisen, so dass das jeweils aufstehende Rad des Fahrzeugs zwischen diese beiden Rollen der jeweiligen Radaufnahme einsinkt. Es ist zu sehen, dass die Radaufnahmen 202 und 204 gegenüber den Radaufnahmen 201 und 203 in Richtung des Pfeils 8 oder auch entgegen der Richtung des Pfeils 8 verschiebbar sind. Dadurch kann der Fahrzeugprüfstand 1 so eingestellt werden, dass damit Fahrzeuge geprüft werden können, die zueinander unterschiedliche Radstände aufweisen. Die Anpassung an die Spurbreite des Fahrzeugs kann erfolgen, indem die Länge der Achsen der Doppelrollen der Radaufnahmen so groß ist, dass damit die unterschiedlichen Spurbreiten von verschiedenen Fahrzeugen abgedeckt werden können. Gegebenenfalls kann diesbezüglich eine Anpassung des Prüfstands erfolgen, indem die Radaufnahmen 201 und 203 sowie 202 und 204 relativ zueinander in der horizontalen Ebene in einer Richtung senkrecht zur Richtung des Pfeils 8 verschiebbar sind.
In der Darstellung der Figur 2 ist mit den Bezugsziffern 213 und 214 sowie 215 und 216 gekennzeichnet, dass sich die Länge der Fahrspuren für das Fahrzeug in dem Fahrzeugprüfstand 1 für das Ein- und Ausfahren (bzw. das Ein- und Ausfördern) des Fahrzeugs in der Länge in den entsprechenden Bereichen verändern, so dass für die Räder des Fahrzeugs jeweils durchgehende Fahrspuren vorhanden sind.
In der Darstellung der Figur 2 ist außerdem zu sehen, dass in dem Fahrzeugprüfstand 1 Messeinheiten 205, 206, 207 und 208 vorhanden sind, mit denen die Parameter der Fahrwerkgeometrie (Spurwinkel, Sturzwinkel) der jeweiligen Räder des zu prüfenden Fahrzeugs vermessen werden können. Die Messeinheiten können beispielsweise ausgestaltet sind wie in der DE 102006 036 671 A1 oder der DE 10 2019 131 863 A1 beschrieben.
Es ist weiter zu sehen, dass den einzelnen Radaufnahmen 201, 202, 203 und 204 jeweils eine Antriebs- und/oder Belastungseinheit 209, 210, 211 und 212 derart zugeordnet, dass diese Antriebs- und oder Belastungseinheit 209, 210, 211 und 212 jeweils auf eine der beiden Rollen der Radaufnahmen 201, 202, 203 und 204 wirkt. Die Radaufnahmen 201, 202, 203, 204 mit den Belastungseinheiten 209, 210, 211 und 212 sind in den Figuren 3 bis 5 näher beschrieben. Figur 3 zeigt eine der Radaufnahmen 201 bis 204, die in der Figur 2 im Fahrzeugprüfstand dargestellt sind. Die Radaufnahme 301 weist zwei Rollen 302 und 303 auf. Damit ist die Radaufnahme 301 eine Radaufnahme mit Doppelrollen (302, 303).
Es ist eine Hebeschwelle 304 zu sehen. Beim Ausfahren des Fahrzeugs aus dem Fahrzeugprüfstand wird diese Hebeschwelle 304 angehoben. Damit wird das entsprechende Rad des Fahrzeugs angehoben, so dass dieses Rad nicht mehr zwischen die beiden Rollen 302 und 303 eingesunken ist. Das Ausfahren des Fahrzeugs aus dem Fahrzeugprüfstand wird dadurch erleichtert.
Weiterhin ist eine Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 zu sehen, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Rolle 303 der Radaufnahme 301 zugeordnet ist.
Die Antriebs- und/oder Belastungseinheit kann einen Elektromotor aufweisen, über den Rolle 303 der Radaufnahme 301 gegenüber einer Rotation des auf der Radaufnahme 301 aufstehenden Rades angetrieben oder gebremst werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu dem Elektromotor kann die Antriebs- und/oder Belastungseinheit eine Schwungmasse aufweisen, durch die (bei an die Rolle 303 angekoppelter Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305) das Trägheitsmoment der Rolle 303 erhöht wird. Damit können beispielsweise Fahrwiderstände oder eine kinetische Energie des Fahrzeugs simuliert werden. Das Trägheitsmoment der Rollen 302 und 303 wirkt einer Änderung der Drehzahl des aufstehenden Rades über die Reibungskräfte der beiden Rollen 302 und 303 gegenüber dem aufstehenden Rad des Fahrzeugs entgegen.
Es ist zu sehen, dass die beiden Rollen 302 und 303 der Radaufnahme 303 auf einer Tragvorrichtung 306 angeordnet sind. Diese Tragvorrichtung 306 ist so gelagert, dass diese Tragvorrichtung 306 um eine vertikale Achse gedreht werden kann.
In einem ersten Betriebszustand der Radaufnahme 301 ist die Tragvorrichtung 306 frei drehbar in dem Sinne, dass die Drehung der Tragvorrichtung 306 den Kräften folgt, die über eine Änderung der Radachse des aufstehenden Rades des Fahrzeugs auf die Rollen 302 und 303 der Radaufnahme 301 eingeleitet werden.
Es gibt weiterhin einen zweiten Betriebszustand, in dem diese Tragvorrichtung durch Antriebsmittel derart um die vertikale Achse gedreht werden kann, dass durch eine derartige Drehung der Trag Vorrichtung 306 durch die Änderung der Längsachse der Rollen 302 und 303 Kräfte auf das aufstehende Rad des Fahrzeugs eingeleitet werden.
Wenn das Lenkrad des Fahrzeugs nicht festgehalten wird, folgt dabei die Radachse des aufstehenden Rades der Drehung der Längsachse der Rollen 302 und 303 bei der Rotation der Trag Vorrichtung 306 um die vertikale Achse. Außerdem werden Kräfte auf das Rad des Fahrzeugs eingeleitet, die in seitlicher Richtung wirken. Dadurch wird das Fahrzeugs insgesamt in seitlicher Richtung auf den Rollen der Radaufnahmen positioniert. Wenn das Lenkrad des Fahrzeugs festgehalten wird, erfolgt keine Drehung des Rades, sondern nur die Positionierung des Fahrzeugs in seitlicher Richtung auf den Rollen der Radaufnahme.
Es ist zu sehen, dass die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 mit der Rolle 303 über eine homokinetische Gelenkwelle 307 verbunden ist.
Die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 kann mechanisch vollständig von der Rolle 303 abgekoppelt werden. Dazu wirken die beiden Hirth-Verzahnungselemente 308 und 309 zusammen. Zum mechanischen An- und Abkoppeln kann das Hirth- Verzahnungselement 308 zum Ankoppeln so auf das Hirth-Verzahnungselement 309 zu bewegt werden, dass diese beiden Hirth-Verzahnungselement 308 und 309 in Eingriff sind. Zum mechanischen Abkoppeln kann das Hirth-Verzahnungselement 308 in axialer Richtung so von dem Hirth-Verzahnungselement 309 wegbewegt werden, dass diese beiden Hirth-Verzahnungselemente 308 und 309 getrennt sind.
Es ist zu sehen, dass die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 nicht auf der Tragvorrichtung 306 angeordnet ist. Im mechanisch abgekoppelten Zustand der Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 (die beiden Hirth-Verzahnungselemente 308 und 309 sind dann getrennt - wie in der Figur 3 dargestellt) ist die Tragvorrichtung 306 mit den darauf angeordneten Rollen 302 und 303 um die vertikale Achse drehbar, ohne dass dabei die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 mitgedreht werden müsste. Dies gilt ebenso für die Maschinenelemente, die zwischen der Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 bis (einschließlich) dem Hirth-Verzahnungselement 308 angeordnet sind. Dies betrifft damit auch die homokinetische Gelenkwelle 307 sowie die Antriebsmittel, mit denen das Hirth- Verzahnungselement 308 bewegt wird, um die beiden Hirth-Verzahnungselemente 308 und 309 in Eingriff zu bringen oder zu trennen.
Die homokinetische Gelenkwelle 307 ist insoweit längenveränderlich, dass sie die Änderung des Abstands zwischen der Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 und dem Hirth-Verzahnungselement 308 beim An- und Abkoppeln ausgleichen kann.
Außerdem kann die homokinetische Gelenkwelle 307 - zumindest bei Drehungen der Trag Vorrichtung um die vertikale Achse bei angekoppelter Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 - Änderungen der Orientierung der Längsachsen der Hirth- Verzahnungselemente 308 und 309 ausgleichen. Dies gilt zumindest dann, wenn diese Änderungen der Orientierung nur um geringe Winkel erfolgt.
Wenn bei abgekoppelter Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 auch Drehungen der Trag Vorrichtung 306 um die vertikale Achse auch um größere Winkel ermöglicht werden sollen, ist es vorteilhaft, die Antriebs- und/oder Belastungseinheit sowie auch die Maschinenelemente zwischen der Antriebs- und/oder Belastungseinheit bis (einschließlich) zu dem Hirth-Verzahnungselement 308 beweglich zu lagern. Diese Beweglichkeit kann eine Verschiebung in der horizontalen Ebene in Richtung des Pfeils 8 sowie auch senkrecht zu dem Pfeil 8 betreffen. Besonders vorteilhaft wird die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 so gelagert, dass diese auf einer Kreisbahn beweglich ist, deren Mittelpunkt der Schnittpunkt der Horizontalen Ebene mit der vertikalen Achse ist, um die die Tragvorrichtung 306 drehbar ist. Diese Drehbarkeit bedeutet, dass die homokinetische Gelenkwelle 307 nur geringe Lageänderungen ausgleichen muss, die durch die mechanische Trägheit bedingt sind, mit der die Antriebs- und/oder Belastungseinheit 305 einer Drehung der Tragvorrichtung 306 folgt.
Vorteilhaft ist bei der Radaufnahme die Hirth-Verzahnung (308, 309) im ersten Betriebszustand der Radaufnahme 301 getrennt.
Im zweiten Betriebszustand ist die Hirth-Verzahnung (308, 309) vorteilhaft mechanisch angekoppelt, um Simulationen einer Fahrt des Fahrzeugs durchzuführen.
Figur 4 zeigt die Radaufnahme 301 nach Figur 3 ohne die Antriebs- und/oder Belastungseinheit. Gleiche Bauteile zur Figur 3 sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Es ist zu sehen, dass das Hirth-Verzahnungselement 309 über einen Riemenantrieb 401 mit der Rolle 303 verbunden ist.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht (Draufsicht) auf eine Radaufnahme 501 , bei der ein Ausführungsbeispiel einer Drehung der Tragvorrichtung (Trägerplatte) 502 um eine vertikale Achse dargestellt ist, wobei diese Drehung durch ein Antriebselement erfolgen kann. Das Antriebselement kann ein Elektromotor sein. In der Darstellung der Figur 5 ist zu sehen, dass die Radaufnahme zwei Rollen 302 und 303 aufweist sowie einen Kranz 503 mit einer Innenverzahnung. Ein Zahnrad 504 ist mit seiner Verzahnung entweder dauerhaft oder lösbar mit der Innenverzahnung des Kranzes 503 in Eingriff.
Durch das Antriebselement kann das Zahnrad 504 gedreht werden, so dass dieses mit dem Kranz 503 mit der Innenverzahnung als Umlaufgetriebe zusammenwirkt, wenn die Verzahnung des Zahnrads 504 mit der Innenverzahnung des Kranzes 503 in Eingriff ist.
Dir Tragvorrichtung 502 ist auf dem Kranz 503 befestigt, so dass die Tragvorrichtung 502 bei einer Drehung des Kranzes 503 mit dem Kranz 503 mitgedreht wird. In der Darstellung der Figur 5 ist zu sehen, dass als Antriebs- und/oder Belastungseinheit eine Kombination einer Antriebseinheit 505 mit einer Belastungseinheit 506 vorhanden sein kann.
Die Belastungseinheit 506 ist eine Schwungmasse zur Erhöhung des Trägheitsmomentes der angetriebenen Rolle 303, wenn die Belastungseinheit 506 mechanisch angekoppelt ist. Diese mechanische Ankopplung kann über eine Hirth- Verzahnung 507 realisiert sein. Mit der Bezugsziffer 508 ist eine homokinetische Gelenkwelle bezeichnet, die Bestandteil der Verbindung der Belastungseinheit 506 mit der Rolle 303 ist. Ggf. kann in dieser Verbindung zusätzlich eine Kupplung integriert sein, so dass bei unterschiedlichen Drehzahlen der Rolle 303 bezüglich der Rotation um deren Längsachse und der Rotation der Schwungmasse durch ein langsames Einkuppeln eine kontinuierliche Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Schwungmasse an die Drehgeschwindigkeit der Rolle 303 erfolgen kann.
Es ist grundsätzlich möglich, anstelle der Hirth-Verzahnung 507 zwei miteinander korrespondierende Kupplungsscheiben zu verwenden. In diesem Fall sind die Kupplungsscheiben allerdings insoweit offen und ohne umgebendes Gehäuse ausgestaltet, dass beim Öffnen dieser Kupplung durch eine Trennung der beiden Kupplungsscheiben die beschriebene mechanische Abkopplung der Belastungseinheit 506 umgesetzt werden kann. Dies gilt für das mechanische An- und Abkoppeln nicht nur für das hier dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern grundsätzlich auch für andere konstruktive Gestaltungen der Radaufnahme in Verbindung mit der jeweiligen Antriebs- und/oder Belastungseinheit. Der Unterschied zwischen der Hirth-Verzahnung 507 und der Verbindung über die Kupplungsscheiben besteht darin, dass die Hirth-Verzahnung 507 eine formschlüssige Verbindung ist, während die Verbindung über die beiden Kupplungsscheiben eine kraftschlüssige Verbindung ist.
Die Belastungseinheit 506 sowie die Verbindung der Belastungseinheit 506 mit der Rolle 303 sind nicht auf der Tragvorrichtung 502 angebracht. Im ersten Betriebszustand der Radaufnahme ist diese Belastungseinheit 506 mechanisch abgekoppelt. Dadurch wird das Trägheitsmoment der Radaufnahme bezüglich einer Drehung um die vertikale Achse reduziert. Dadurch folgen die Rollen 302, 302 der Radaufnahme Änderungen der Orientierung der Radachse mit einer hohen Dynamik.
Es ist zu sehen, dass eine Antriebseinheit 505 vorhanden ist, die über einen Riemenantrieb 509 auf die Rolle 303 einwirkt, so dass die Rolle 303 über die Antriebseinheit 505 gegenüber den Umdrehungen eines aufstehenden Rades beschleunigt oder gebremst werden kann. Der Riemenantrieb 509 greift derart an der Rolle 303 an, dass dieser Riemenantrieb 509 in Wirkverbindung mit der Rolle 303 bleibt, auch wenn die Hirth-Verzahnung 507 geöffnet ist.
Es ist zu sehen, dass die Antriebseinheit 505 sowie der Riemenantrieb 509 ebenfalls auf der Tragvorrichtung 502 angebracht sind. Die Antriebseinheit 505 wird deswegen auch im ersten Betriebszustand mit den Rollen der Radaufnahme um die vertikale Achse mitgedreht. Vorteilhaft ist die Antriebseinheit deswegen so konstruiert, dass deren Gewicht und insbesondere auch deren Trägheitsmoment bezüglich einer Drehung der Rollen der Radaufnahme um die vertikale Achse möglichst gering bleibt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass die Antriebseinheit 505 mechanisch an die Rolle 303 angekoppelt bleibt. Für die Drehung der Rollen der Radaufnahme um die vertikale Achse wird bei dieser Ausgestaltung also lediglich die Belastungseinheit mechanisch abgekoppelt.
Ggf. kann zu dieser Antriebseinheit 505 zur Trennung des Antriebsstrangs noch eine Kupplung vorhanden sein. Soweit die Antriebseinheit 505 ein Elektromotor ist, kann dieser ström- und spannungslos geschaltet werden. Sofern das Rad außer einer Änderung der Orientierung der Radachse bei den Einstellarbeiten zusätzlich noch eine Rotation um die Radachse erfährt, sind die beiden Rollen 302 und 303 entsprechend freidrehend. Spannungen im Fahrwerk werden dadurch weitgehend vermieden.
Figur 6 zeigt eine Ansicht der Radaufnahme 501 aus Figur 5 von unten. Es ist das Antriebselement 601 zu sehen, über das das Zahnrad 504 antreibbar ist. Der Darstellung der Figur 6 ist insbesondere zu entnehmen, dass die Antriebseinheit 505 auf der Tragvorrichtung 502 angebracht ist.
In dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahme sind das Antriebselement 601 und das Umlaufgetriebe (Zahnrad 504 und Innverzahnung des Kranzes 503) in einem Betriebszustand, in dem die Trag Vorrichtung 502 über das Antriebselement 601 um die vertikale Achse drehbar ist.
In dem ersten Betriebszustand kann das Zahnrad 504 des Umlaufgetriebes von der Innenverzahnung des Kranzes 503 insoweit getrennt werden, dass sich die Tragvorrichtung 502 frei drehen kann infolge von Kräften, die von dem Rad des Fahrzeugs auf die Rollen der Radaufnahme übertragen werden, ohne dass dies durch das Antriebselement 601 gebremst wird. Durch diese mechanische Trennung des Zahnrades 504 des Umlaufgetriebes von der Innenverzahnung des Kranzes 503 werden die drehenden Teile des Antriebs der Tragvorrichtung 502 zur (angetriebenen) Drehung um die vertikale Achse mechanisch abgekoppelt. Die drehenden Teile des Antriebs sind in diesem Sinne das Zahnrad 504 des Umlaufgetriebes sowie der Rotor des Antriebselements 601 und die (drehende) Verbindung des Antriebselements 601 mit dem Zahnrad 504 des Umlaufgetriebes. Die trägen Massen und damit auch die Trägheitsmomente für die Drehung der Tragvorrichtung 502 um die vertikale Achse in Folge von Kräften, die von dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs auf die Rollen der Radaufnahme übertragen werden, wird dadurch vorteilhat minimiert. Um die durch das Antriebselement 601 bedingte angetriebene Drehung der Tragvorrichtung 502 um die vertikale Achse vornehmen zu können, ist das Antriebselement 601 nicht an der Tragvorrichtung 502 angebracht.
Alternativ zu dieser Ausgestaltung (mechanische Trennung des Zahnrades 504 von der Innenverzahnung des Kranzes 503) für den ersten Betriebszustand ist es auch möglich, das Antriebselement 601 ström- und spannungslos zu schalten. Die rotierenden Teile des Antriebs (Rotor des Antriebselements 601, Zahnrad 504 des Umlaufgetriebes sowie die Verbindung zwischen dem Antriebselement 601 und dem Zahnrad 504 des Umlaufgetriebes) bleiben dann mechanisch angekoppelt und werden bei einer Drehung der Tragvorrichtung 502 in Folge von Kräften, die von dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs in die Rollen der Radaufnahmen eingeleitet werden, mitgedreht.
Es ist offensichtlich, dass die Kraftübertragung von dem Antriebselement 601 zur Drehung der Tragvorrichtung 502 nicht zwingend über ein Umlaufgetriebe realisiert sein muss. Der erste Betriebszustand der Radaufnahmen unterscheidet sich von dem zweiten Betriebszustand dadurch, dass in dem ersten Betriebszustand keine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement 601 und der Trag Vorrichtung 502 besteht, wobei in dem zweiten Betriebszustand eine kraft und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement 601 und der Tragvorrichtung 502 besteht, so dass die Tragvorrichtung 502 mittels des Antriebselements 601 um die vertikale Achse drehbar ist.
Vorteilhaft sind die entsprechenden Bauteile des Antriebs im ersten Betriebszustand mechanisch von der Tragvorrichtung abgekoppelt, so dass die trägen Massen und Trägheitsmomente für die Drehung der Tragvorrichtung 502 um die vertikale Achse im ersten Betriebszustand minimiert sind.
Figur 7 zeigt eine alternative Konstruktion zum mechanischen An- und Abkoppeln der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten.
Das mechanische An- und Abkoppeln der an- und abkoppelbaren Teile kann beispielsweise auf folgende Arten erfolgen:
> Kraftschlüssige Verbindung:
> Kupplungsscheiben ohne Kupplungsgehäuse - entsprechend den Erläuterungen im Zusammenhang mit Figur 5,
> Greifelemente, die eine Scheibe kraftschlüssig umgreifen - entsprechend der Funktionsweise eines Spannfutters mit Spannbacken (bekannt aus Werkzeugmaschinen wie Drehbänken, Drechselmaschinen oder auch als Bohrfutter von Bohrmaschinen), Formschlüssige Verbindung: Hirth-Verzahnung > Spannsystem, bei dem Greifelemente in Gegengreiflager eingreifen, in denen die Greifelemente formschlüssig gehalten werden.
Figur 7 zeigt ein Spannsystem 701 , bei dem Greifelemente 702 so auf einer Platte 703 angeordnet sind, dass diese Greifelemente 702 in Gegengreiflager 704 eingeschoben werden, die auf einer Platte 705 angeordnet sind, wenn die Platten 703 und 705 aufeinander zu bewegt werden (und dabei hinsichtlich einer Drehung um die Mittelsenkrechte der Platten 703 und 705 richtig zueinander positioniert sind).
Die Gegengreiflager 704 weisen vorteilhaft noch Schließelemente auf, die in deren geschlossenem Zustand die Greifelemente 702 formschlüssig in dem jeweiligen Gegengreiflager 704 halten. Die Bewegungsrichtung der Schließelemente ist dabei vorteilhaft senkrecht orientiert zur Bewegungsrichtung der Greifelemente 702 beim Ein- und Ausrücken in das jeweilige Greifelement 704 bzw. aus dem jeweiligen Greifelement 704.
Eine der beiden Platten 703 oder 705 ist im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung an der Rolle der Radaufnahme angebracht, auf die die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten einwirken sollen. Die andere der beiden Platten 705 oder 703 stellt den Abschluss der Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinrichtungen zu dieser Rolle der Radaufnahme dar.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 7 sind drei Greifelemente 702 und drei Gegengreifelemente 704 vorgesehen. Es kann auch eine andere Zahl von Greifelementen 702 und entsprechend dann auch von Gegengreifelementen 704 vorgesehen sein. Wichtig ist lediglich, dass die Greifelemente 702 und die Gegengreifelemente 704 im Zusammenwirken eine formschlüssige Verdrehsicherung der beiden Platten 703 und 705 relativ zueinander bewirken.

Claims

ANSPRÜCHE Fahrzeugprüfstand (1 ) mit Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501 ) für die Räder eines zu prüfenden Fahrzeugs,
> wobei die Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501 ) jeweils eine Tragvorrichtung (306; 502) aufweisen, auf der jeweils eine oder zwei Rollen (302, 303) angebracht sind, auf denen die Räder des zu prüfenden Fahrzeugs aufstehen, wobei mindestens einer der Rollen (303) einer Radaufnahme (201 , 202, 203, 204; 301 ; 502) eine Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211 , 212; 305; 505, 506) zugeordnet ist, wobei in einem ersten Betriebszustand der Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501) die jeweilige Trag Vorrichtung (306; 502) um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist,
> wobei in diesem ersten Betriebszustand der Radaufnahme (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501) die Trag Vorrichtung (306; 502) frei drehend gelagert ist, so dass die Trag Vorrichtung (306; 502) drehbar ist infolge von Kräften, die von den aufstehenden Rädern des Fahrzeugs auf die Rollen (302, 303) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet,
> dass zumindest Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211 , 212; 305; 506) mechanisch an die jeweilige Rolle (303) an- und abkoppelbar sind (308, 309),
> dass zumindest die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211 , 212; 305; 506) nicht auf der jeweiligen Tragvorrichtung (306; 502) angeordnet sind,
> wobei die Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211 , 212; 305; 506) mit der jeweiligen Rolle (303) der Radaufnahme (201 , 202, 203, 204; 301 ) bei der mechanischen Ankopplung (308, 309; 507) der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211 , 212; 305; 506) mit der jeweiligen Rolle (303) so ausgeführt ist, dass diese Verbindung einer Drehung der Längsachse der jeweiligen Rolle (303) um die vertikale Achse folgt (307) und/oder
> wobei die Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305; 505, 506) im Fahrzeugprüfstand (1) in der horizontalen Ebene so bewegbar sind, dass die Längsachse der Verbindung (307, 308; 309;
507, 509) der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305; 505, 506) mit der jeweiligen Rolle (303) der Änderung der Orientierung der Längsachse der jeweiligen Rolle (303) bei einer Drehung der Tragvorrichtung (306; 502) um die vertikale Achse folgt. Fahrzeugprüfstand nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Betriebszustand der Radaufnahme (201 , 202, 203, 204;
301 ; 501) die an- und abkoppelbaren Teile der jeweiligen Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211, 212; 305; 506) vollständig mechanisch abgekoppelt sind (308, 309; 507). Fahrzeugprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
> dass in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301; 501) zur Durchführung von Fahrsimulationen des Fahrzeugs die jeweilige Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211, 212; 305;
505, 506) vollständig mechanisch angekoppelt ist (308, 309; 507) und
> dass allenfalls abhängig von bestimmten Fahrsituationen die an- und abkoppelbaren Teile der jeweiligen Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211 , 212; 305; 506) vollständig mechanisch abgekoppelt sind (308, 309; 507). Fahrzeugprüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301 ; 501) die Tragvorrichtung (306; 502) um wenigstens eine vertikale Achse drehbar ist durch Antriebsmittel (601 , 503, 504), so dass durch die Drehung der jeweiligen Tragvorrichtung (306; 502) über die wenigstens eine Rolle (302, 303) der Radaufnahme (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501 ) Kräfte auf das aufstehende Rad des zu prüfenden Fahrzeugs übertragen werden. Fahrzeugprüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Antriebsmittel (601, 504) im ersten Betriebszustand der Radaufnahme (201 , 202, 203, 204; 301; 501) von der Tragvorrichtung (306; 502) mechanisch abgekoppelt sind. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Betriebszustand der Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301 ; 501) die an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305; 506) bei der Durchführung von Fahrsimulationen zumindest dann mechanisch abgekoppelt sind (308, 309; 507), wenn die bestimmte Fahrsituation darin besteht, dass das Fahrzeug mit einer Bremskraft gebremst wird, die oberhalb eines definierten Schwellwertes liegt. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil der Verbindung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211, 212; 305; 506) bei der mechanischen Ankopplung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheiten (209, 210, 211, 212; 305) mit der jeweiligen Rolle (303) eine homokinetische Gelenkwelle (307; 508) ist. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische An- und Abkopplung der an- und abkoppelbaren Teile der Antriebs- und/oder Belastungseinheit (209, 210, 211, 212; 305; 506) an die jeweilige Rolle (303) mittels eines Kopplungsgliedes erfolgt, das eine Hirth- Verzahnung (308, 309; 507) ist.
9. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeugprüfstand (1) ein Fahrzeugfördersystem (2, 3, 4, 5, 6, 7) zugeordnet ist zum automatisierten Einfördern des Fahrzeugs in den Fahrzeugprüfstand (1). zum Absetzen des Fahrzeugs derart, dass die Räder des Fahrzeugs auf den Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301) des Fahrzeugprüfstands (1) aufstehen
> zum Aufnehmen des Fahrzeugs durch das Fahrzeugfördersystem (2, 3, 4, 5, 6, 7), und zum Ausfördern des Fahrzeugs aus dem Fahrzeugprüfstand (1).
10. Verfahren zur Durchführung von Mess- und Einstellarbeiten an einem Fahrzeug sowie zur Durchführung einer Fahrzeugprüfung unter Verwendung eines Fahrzeugprüfstandes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Fahrzeug, dessen Räder auf den Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301; 501) des Fahrzeugprüfstandes (1) aufstehen, die folgenden Schritte umfasst:
(i) Durchführen von Mess- und Einstellarbeiten von Parametern der Fahrwerkgeometrie, wobei sich dabei die jeweiligen Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301 ; 501) in dem ersten Betriebszustand befinden und
(ii) Simulation von Fahrbedingungen für das zu prüfende Fahrzeug, wobei sich dabei die Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301; 501) in dem zweiten Betriebszustand befinden. Verfahren nach Anspruch 10 unter Verwendung eines Fahrzeugprüfstand gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
> dass die Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301 ; 501 ) jeweils Doppelrollen (302, 303) aufweisen,
> dass die Radaufnahmen (201 , 202, 203, 204; 301; 501) des Fahrzeugprüfstands (1) Hebemittel (304) aufweisen mit einer ersten Betriebsposition zum Anheben der Räder des Fahrzeugs gegenüber einer zweiten Betriebsposition der Hebemittel (304), bei der die Räder des Fahrzeugs in der zwischen den beiden Rollen (302, 303) der
Radaufnahmen (201, 202, 203, 204; 301; 501) eingesunkenen Position bei der Durchführung von simulierten Fahrten des Fahrzeugs sind, und dass das Aufnehmen des Fahrzeugs durch das Fahrzeugfördersystem (2, 3, 4, 5, 6, 7) synchronisiert erfolgt mit der Einstellung der Hebemittel (304) in deren erste Betriebsposition.
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