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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand zur Prüfung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
EP 2 078 924 A1 ist bereits ein Rollenprüfstand für dynamische Messungen an einem Fahrzeug bekannt, mittels dem insbesondere eine Spur und ein Lenkwinkel vermessbar und einstellbar sind.
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Aus der
DE 10 2009 009 887 A1 ist bereits ein Rollenprüfstand für dynamische Messungen an einem Fahrzeug bekannt, mittels dem insbesondere Triebstranguntersuchungen durchführbar sind.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen Fahrzeugprüfungstand zur Durchführung dynamischer und statischer Messungen bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeugprüfstand zur Prüfung eines Fahrzeugs, mit zumindest zwei Fahrzeugaufnahmen, die jeweils zumindest ein um eine Raddrehachse drehbar gelagertes Radträgeranbindungselement aufweist, das dazu vorgesehen ist, koaxial zu einem Radträger eines Fahrzeugs angeordnet zu werden und drehfest mit dem Radträger verbunden zu werden.
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Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der Fahrzeugaufnahmen zumindest einen zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad aufweist, durch den das entsprechende Radträgeranbindungselement bewegbar ist. Dadurch kann auch für die Radträger des Fahrzeugs ein zusätzlicher Bewegungsfreiheitsgrad bereitgestellt werden, wodurch zusätzlich zu statischen Vermessungen in dem Fahrzeugprüfstand auch dynamische Vermessungen durchgeführt werden können. Unter einem „Radträger” des Fahrzeugs soll in diesem Zusammenhang ein Teil des Fahrzeugs verstanden werden, der zur festen Verbindung mit einem Rad vorgesehen ist, wie insbesondere ein Bremsscheibenträger, der Aufnahmen für Radbolzen aufweist. Unter „drehfest verbunden” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine starre Verbindung zwischen dem Radträgeranbindungselement und dem Radträger verstanden werden. Unter einem „Bewegungsfreiheitsgrad” soll insbesondere verstanden werden, dass das Radträgeranbindungselement in wenigstens einer Ebene verschiebbar und/oder um zumindest eine von der Raddrehachse abweichende Achse verkippbar ist. Unter „zusätzlich” soll insbesondere verstanden werden, dass das Radträgeranbindungselement diesen Bewegungsfreiheitsgrad zusätzlich zur Drehbarkeit um die Raddrehachse aufweist. Unter einer „Raddrehachse” soll insbesondere eine Drehachse verstanden werden, um die das Radträgeranbindungselement endlos drehbar ist, um eine Drehbewegung des Radträgers aufzunehmen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Vorzugsweise weisen die zumindest zwei Fahrzeugaufnahmen jeweils zumindest ein Gelenk auf, durch das das entsprechende Radträgeranbindungselement um zumindest eine senkrecht zu der Raddrehachse verlaufende Achse zumindest verkippbar ist. Dadurch können weitere Parameter von einem Fahrwerk des Fahrzeugs vorteilhaft vermessen und/oder eingestellt werden, wie insbesondere ein Sturz und/oder ein Lenkwinkel.
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Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Gelenk als ein Kugelgelenk ausgebildet. Dadurch kann das Gelenk besonders einfach ausgebildet werden. Grundsätzlich sind aber auch andere Gelenkarten verwendbar.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass der Fahrzeugprüfstand zumindest eine Führung aufweist, mittels derer zumindest eine der Fahrzeugaufnahmen zumindest teilweise gegenüber einem Grundgestell bewegbar ist. Dadurch können die entsprechende Fahrzeugaufnahme und mit ihr die entsprechende Radträgeranbindungseinheit bewegt werden, wodurch seitliche Kräfte einfach simuliert und/oder aus seitlichen Kräften resultierende Bewegungen gemessen werden können.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Fahrzeugprüfstand zumindest eine Aktuatoreinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen der Radträger zu bewegen. Dadurch kann der Radträger einfach mit Kräften beaufschlagt werden, wodurch insbesondere Fahrbahnparameter einfach simuliert werden können. Die Aktuatoreinheit kann dabei direkt an dem Radträger angreifen. Es ist aber auch denkbar, dass die Aktuatoreinheit an dem Radträgeranbindungselement angreift.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Fahrzeugprüfstand zumindest eine Aktuatoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Fahrzeugrahmen zu bewegen. Dadurch kann der Fahrzeugrahmen mit Kräften beaufschlagt werden, wodurch beispielsweise unterschiedliche Beladungszustände einfach simuliert werden können.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. in den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Fahrzeugprüfstand und
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2 den Fahrzeugprüfstand bei Verwendung eines Hilfsrahmens.
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Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugprüfstands. Der Fahrzeugprüfstand dient zur Fahrwerkprüfung und zur Triebstrangprüfung. Der Fahrzeugprüfstand ist demzufolge einerseits zur Vermessung und Einstellung einer Geometrie von Achsen eines Fahrzeugs 10 vorgesehen. Mittels des Fahrzeugprüfstands sind insbesondere ein Lenkwinkel, eine Spur, ein Sturz und ähnliche Werte, die der Geometrie einer Achse des Fahrzeugs 10 zuzuordnen sind, messbar und einstellbar. Andererseits ist der Fahrzeugprüfstand für Triebstranguntersuchungen vorgesehen, wie insbesondere ein Durchfahren von Standard-Antriebs-Profilen, in denen Verbrauch und Abgasausstoß bestimmt und Verschleißmessungen in Triebstrangkomponenten durchgeführt werden können.
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Der Fahrzeugprüfstand dient dabei insbesondere zur Simulation realistischer Fahrmanöver, bei denen reale Fahrsituationen untersucht werden können, ohne dass dazu ein aufwändiger Feldversuch durchgeführt werden muss. Fahrsituationen, die mittels des Fahrzeugprüfstands untersucht werden können, sind beispielsweise Fahren in einer Kurve unter Last, Fahren mit Anhänger, Anfahren unter Last, Überfahren von Bodenwellen sowie Manöver mit hohen Geschwindigkeiten. Mittels des Fahrzeugprüfstands sind dabei sowohl statische als auch dynamische Untersuchungen möglich, in denen insbesondere auch Nickbewegungen, Wankbewegungen und Gierbewegungen dargestellt werden können.
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Grundsätzlich können auf dem Fahrzeugprüfstand alle Freiheitsgrade, die ein Fahrwerk des Fahrzeugs 10 aufweist, beeinflusst werden. In dem Prüfstand sind Bewegungen, die diesen Freiheitsgraden entsprechen, ungehindert möglich. Um die Freiheitsgrade bereitzustellen, umfasst der Fahrzeugprüfstand vier Fahrzeugaufnahmen, von denen die zwei Fahrzeugaufnahmen 11, 12 in den 1 und 2 dargestellt sind. Die restlichen Fahrzeugaufnahmen sind dazu symmetrisch angeordnet und gleich ausgeführt. Die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind jeweils für ein Rad des Fahrzeugs 10 vorgesehen und um eine Raddrehachse des entsprechenden Rads drehbar gelagert. Jede der Fahrzeugaufnahmen 11, 12 umfasst ein Radträgeranbindungselement 13, 14, das dazu vorgesehen ist, koaxial zu einem Radträger 15, 16 des Fahrzeugs 10 angeordnet und mit diesem drehfest verbunden zu werden, Die Radträgeranbindungselemente 13, 14 sind dabei zur direkten festen Verbindung mit den entsprechenden Radträgern 15, 16 des Fahrzeugs 10, an die normalerweise die Räder des Fahrzeugs 10 angeschraubt werden, vorgesehen. Der Fahrzeugprüfstand ist somit dazu vorgesehen, das Fahrzeug 10 ohne Räder aufzunehmen. Kräfte, die normalerweise über die Räder auf eine Straße abgeleitet werden, werden im Betrieb von den Fahrzeugaufnahmen 11, 12 des Fahrzeugprüfstands aufgenommen.
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Die Radträger 15, 16 des Fahrzeugs 10 weisen jeweils eine Bremsscheibenaufnahme auf, die mehrere Radbolzenaufnahmen umfasst. Für einen normalen Betrieb werden die Räder gemeinsam mit Bremsscheiben mittels der Radbolzenaufnahmen und in die Radbolzenaufnahmen eingeschraubten Radbolzen mit den Radträgern 15, 16 verbunden. Die Radträgeranbindungselemente 13, 14 sind dazu vorgesehen, mittels der Radbolzenaufnahmen mit den Radträgern 15, 16 verbunden zu werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Lochkreise, die die Radträger 15, 16 des Fahrzeugs 10 aufweisen können, weisen die Radträgeranbindungselement 13, 14 jeweils mehrere Langlöcher auf, mittels derer das entsprechende Radträgeranbindungselement 13, 14 mit dem zugehörigen Radträger 15, 16 verbunden werden kann. Alternativ sind auch unterschiedliche Adapter für die Radträgeranbindungselemente 13, 14 denkbar.
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Um für die Radträger 15, 16 die Freiheitsgrade bereitstellen zu können, die das Fahrwerk des Fahrzeugs 10 aufweist, weisen die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 jeweils selbst zusätzlich Bewegungsfreiheitsgrade auf, durch die das entsprechende Radträgeranbindungselement 13, 14 in einem Betrieb gegenüber dem Grundgestell 19 bewegbar ist. Die Fahrzeugaufnahmen 11,12 umfassen jeweils ein Gelenk, durch das das entsprechende Radträgeranbindungselement 13, 14 um senkrecht zu der Raddrehachse verlaufende Achsen verkippbar bzw. verdrehbar ist. Die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 umfassen jeweils eine prüfstandseitige Koppelstange, die mittels einer Lagerung in dem Grundgestell 19 des Fahrzeugprüfstands gelagert ist, und fahrzeugseitig das Radträgeranbindungselement 13, 14, das im Betrieb fest mit dem entsprechenden Radträger 15, 16 des Fahrzeugs 10 verbunden ist. Das Gelenk der entsprechenden Fahrzeugaufnahme 11, 12 ist zwischen der prüfstandseitigen Koppelstange und dem entsprechenden Radträgeranbindungselement 13, 14 angeordnet. Die prüfstandseitigen Koppelstangen der Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind jeweils mit einem Motor und einer Bremse verbunden, wodurch die Koppelstangen mit einem Antriebs- und einem Bremsmoment beaufschlagt werden können, durch die die unterschiedlichen Fahrsituationen simuliert werden können.
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Die Gelenke der Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind jeweils als Kugelgelenke ausgebildet. Die Gelenke übertragen damit zwischen den prüfstandseitigen Koppelstangen und den Radträgeranbindungselementen 13, 14 jeweils ein Moment. Gleichzeitig kann aber der entsprechende Radträger 15, 16, der über das entsprechende Radträgeranbindungselement 13, 14 mit der prüfstandseitigen Koppelstange verbunden ist, gegenüber dem Grundgestell 19 des Prüfstands verkippt werden. Das Kugelgelenk lässt dabei eine Verkippung der Radträgeranbindungselemente 13, 14 um beliebige Achsen zu, die senkrecht zu der Raddrehachse verlaufen, wie insbesondere eine Kippbewegung in horizontaler Richtung, die einer Lenkbewegung entspricht, und eine Kippbewegung in vertikaler Richtung, die einer Veränderung des Sturzes entspricht. In Verbindung mit der Drehbewegung weisen die Radträgeranbindungselemente 13, 14 zumindest zwei zusätzliche Bewegungsfreiheitgrade auf, die jeweils durch das Gelenk bereitgestellt werden.
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Die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind zudem linear bewegbar. Zwischen dem Grundgestell 19 des Fahrzeugprüfstands und den Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind jeweils verschiedene Führungen 17, 18 angeordnet, die eine Bewegung der Fahrzeugaufnahmen 11, 12 in unterschiedliche Richtungen ermöglichen. Die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 sind dabei unabhängig voneinander bewegbar. Ein Teil der Führungen 17, 18 jeder Fahrzeugaufnahme 11, 12 sind für eine Bewegung parallel zu einer Aufstandsfläche des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Ein weiterer Teil der Führung 17, 18 ist für eine Bewegung senkrecht zu der Aufstandsfläche vorgesehen. Die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 weisen damit jeweils drei weitere Bewegungsfreiheitsgrade auf.
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Zudem umfasst der Fahrzeugprüfstand eine Aktuatoreinheit 20, die dazu vorgesehen ist, die einzelnen Radträger 15, 16 unabhängig voneinander zu bewegen. Die Aktuatoreinheit 20 umfasst eine Mehrzahl von Aktuatoren, die an den einzelnen Fahrzeugaufnahmen 11, 12 angeordnet sind. Die Aktuatoren wirken parallel zu den Führungen 17, 18, durch die die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 bewegbar sind. Mittels der Aktuatoren können auf die einzelnen Radträger 15, 16 unabhängig voneinander Kräfte ausgeübt werden, die zu einem Eintauchen bzw. Einfedern, einer Querbelastung oder einer Längsbelastung führen. indem die Akuatoren auf die Fahrzeugaufnahmen 11, 12 unterschiedliche Kräfte ausüben, wobei gleichzeitig mittels der Motoren und Bremsen unterschiedliche Antriebs- und Bremsmomente erzeugt werden, sind die unterschiedlichen Fahrsituationen simulierbar.
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Zudem umfasst der Fahrzeugprüfstand eine Aktuatoreinheit 21, die dazu vorgesehen ist, einen Fahrzeugrahmen 22 des Fahrzeugs 10 zu bewegen. Die Aktuatoreinheit 21 umfasst eine Mehrzahl von Aktuatoren, die im Betrieb wirkungsmäßig zwischen dem Fahrzeugrahmen 22 bzw. einer Karosserie des Fahrzeugs 10 und dem Grundgestell 19 des Fahrzeugprüfstands angeordnet sind. Mittels der Aktuatoreinheit 21 sind beispielsweise unterschiedliche Beladungszustände des Fahrzeugs 10 simulierbar. Soll ein beladenes Fahrzeug 10 simuliert werden, stellt die Aktuatoreinheit 21 eine Kraft bereit, durch die der Fahrzeugrahmen 22 des Fahrzeugs 10 in Richtung des Grundgestells 19 gezogen wird, wodurch das Fahrwerk des Fahrzeugs 10 entsprechend höher belastet wird. Zudem sind mittels der Aktuatoreinheit 21 unterschiedliche dynamische Fahrsituationen, wie beispielsweise Hubbewegungen der gesamten Karosserie, simulierbar.
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In einem Betrieb wird ein Gewicht des Fahrzeugs 10 im Wesentlichen von den Radträgeranbindungselementen 13, 14, den Gelenken und den Koppelstangen getragen. Zur Sicherung des Fahrzeugs 10 in dem Fahrzeugprüfstand ist vorgesehen, das Fahrzeug 10 über fahrzeugseitige Aufnahmen, die fest mit dem Fahrzeugrahmen 22 des Fahrzeugs 10 verbunden sind, an dem Grundgestell 19 zu befestigen. Für die Befestigung sind fahrzeugseitig Wagenheberaufnahmen vorgesehen. Im Betrieb sind zwischen den Wagenheberaufnahmen des Fahrzeugs 10 und dem Grundgestell 19 des Fahrzeugprüfstands Sicherungselemente angeordnet, die das Fahrzeug 10 gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben sichern (vgl. 1).
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsprüfstands. Hier umfasst der Fahrzeugprüfstand zusätzlich einen Hilfsrahmen 23, der für eine feste Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen 22 des Fahrzeugs 10 vorgesehen ist. Der Hilfsrahmen 23 kann dabei anstelle der Sicherungselemente mittels der Wagenheberaufnahmen fest mit dem Fahrzeugrahmen 22 verbunden werden. Die Aktuatoreinheit 21, die dazu vorgesehen ist, den Fahrzeugrahmen 22 zu bewegen, greift in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Hilfsrahmen 23 an. Es ist aber auch denkbar, dass die Aktuatoreinheit 21 direkt an dem Fahrzeugrahmen 22 angreift.
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Für einen Betrieb des Fahrzeugprüfstands müssen die Räder des Fahrzeugs 10 von den Radträgern 15, 16 des Fahrzeugs 10 gelöst werden. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das Fahrzeug 10 nach einem Entfernen der Räder mittels eines Krans in dem Fahrzeugprüfstand zu positionieren und anschließend die Radträgeranbindungselemente 13, 14 fest mit den Radträgern 15, 16 zu verbinden.
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Alternativ kann das Fahrzeug 10 auch mittels des Hilfsrahmens 23 in den Fahrzeugprüfstand eingebracht werden. Der Hilfsrahmen 23 ist für einen Transport des Fahrzeugs 10 ohne dessen Räder vorgesehen. Der Hilfsrahmen 23 weist vier Rollen auf, die für einen Transport des Fahrzeugs 10 dessen Räder ersetzen. Die Rollen des Hilfsrahmens 23 sind dabei zumindest teilweise um 360 Grad drehbar. Vorzugsweise sind alle vier Rollen um 360 Grad drehbar, wobei für einen Spurführung an zwei der Rollen eine Arretierung vorgesehen sein kann. Für den Betrieb des Fahrzeugprüfstands sind die Rollen einklappbar bzw. versenkbar oder entfernbar.
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Um das Fahrzeug 10 in den Fahrzeugprüfstand einzubringen, wird in einem ersten Schritt das Fahrzeug 10 an dem Hilfsrahmen 23 befestigt. Der Fahrzeugrahmen 22 wird dabei über die Wagenheberaufnahmen mit dem Hilfsrahmen 23 verbunden. Anschließend wird das Fahrzeug 10 mittels des Hilfsrahmens 23 in den Fahrzeugprüfstand hineintransportiert und zwischen den Radträgeranbindungselementen 13, 14 positioniert. Danach werden die Radträger 15, 16 fest mit den entsprechenden Radträgeranbindungselementen 13, 14 verbunden.
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Für den Transport des Fahrzeugs 10 werden die Räder des Fahrzeugs 10 von ihren Radträgern 15, 16 gelöst, nachdem der Hilfsrahmen 23 an dem Fahrzeug 10 befestigt wurde. Der Hilfsrahmen 23 kann dabei dazu verwendet werden, das Fahrzeug 10 anzuheben, um die Räder von den Radträgern 15, 16 zu lösen. Dabei werden sämtliche Räder von dem Fahrzeug 10 gelöst. Der Hilfsrahmen 23 nimmt damit für den Transport das Gewicht des Fahrzeugs 10 vollständig auf. Anschließend verbleibt der Hilfsrahmen 23 für eine Vermessung und/oder Einstellung des Fahrzeugs 10 in dem Prüfstand an dem Fahrzeug 10. In dem Prüfstand kann das Fahrzeug 10 inklusive des Hilfsrahmens 23 mittels der Aktuatoreinheit 21 angehoben werden. Sobald die Rollen des Hilfsrahmens 23 entlastet sind, können sie eingeklappt werden und der Prüfstand kann in Betrieb genommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2078924 A1 [0002]
- DE 102009009887 A1 [0003]
