DE19953256A1 - Prüfstand für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Prüfstand für Kraftfahrzeuge zur Erzeugung einer Drehbewegung bzw. Drehbeschleunigung um die Fahrzeughochachse mit einem Pendelschlitten (1), der auf einer bogensegmentförmigen Bahn motorisch angetrieben hin- und herbewegbar ist und ein Räderpaar des zu prüfenden Fahrzeugs (F) aufnimmt, während das andere Räderpaar auf einer stationären Aufstandsfläche (2) steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge, und zwar einen Prüfstand, mit welchem fabrikneue Kraftfahr­ zeuge nach Abschluß der Endmontage und vor Werksauslieferung unter Straßenbedingungen getestet werden. Diese Prüfung be­ zweckt die Voraberkennung von möglichen. Mängeln, die sonst innerhalb etwa der ersten 3.000 km auftreten könnten. Dazu gehören beispielsweise Klapper- oder Knarrgeräusche, deren Ursache in Hohlräume gefallene Schrauben, fehlerhafte Schweißpunkte an Blechteilen, fehlende oder mangelhafte Be­ festigung irgendwelcher Bauteile sein können, oder auch nicht festsitzende elektrische Steckverbindungen. Um solche Mängel aufzuspüren, ist es notwendig, das Fahrzeug bei der Prüfung entsprechenden Belastungen auszusetzen, beispielsweise Rüt­ teln auf unebener Straße.

Diese Neufahrzeugprüfung wurde üblicherweise durch Fahren jedes Neufahrzeugs auf einer Teststrecke durchgeführt, die eine Rüttelstrecke und dgl. enthielt. Neben anderen Unzuläng­ lichkeiten hat diese herkömmliche Prüfmethode vor allem den Nachteil, daß die Neufahrzeuge, besonders bei schlechtem Wetter, der Verschmutzung ausgesetzt sind, was wiederum auf­ wendige Reinigungsarbeiten nach sich zieht.

Deshalb sind seit kurzem Prüfstände im Gebrauch, um diese Prüfung durchzuführen. Die Prüfstände sind als Rollenprüf­ stände mit vier walzenförmigen Rollen ausgebildet, auf denen jeweils ein Rad des zu prüfenden Fahrzeugs abrollt. Das Um­ fangsprofil jeder der vier walzenförmigen Rollen ist der Oberfläche eines holprigen. Straßenpflasters nachgebildet, so daß beim Testlauf des Fahrzeugs auf diesem Rollenprüfstand das Fahren auf einer holprigen Straße simuliert wird.

Diese bekannte, auf Prüfständen durchführbare Rüttelprüfung ermöglicht zwar das Feststellen von Quellen für Klapperge­ räusche oder sonstige abnorme Geräusche und das Feststellen lockerer elektrischer Steckverbindungen, kann aber die Prü­ fung der richtigen Funktion der in modernen Fahrzeugen viel­ fach vorhandener Fühler für elektronische Systeme nicht leisten. Beispielsweise ist mittels des Rütteltests auf dem Rollenprüfstand nicht verifizierbar, ob der Gearsensor eines elektronischen Schlupfregelsystems richtig anspricht. Die elektronische Schlupfregelung sorgt dafür, daß bei Kurven­ fahrt das jeweils schlupfbehaftete Rad zwangsweise abgebremst wird. Hier kann es aber lebenswichtig sein, daß eine Fehl­ funktion, beispielsweise durch eine Kabelvertauschung bei der Verdrahtung, ausgeschlossen wird und im Bedarfsfall mög­ licherweise das falsche Rad abgebremst und dadurch ein Unfall verursacht wird. Diese Funktion des Gearsensors kann nur bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs überprüft werden, was auf dem Straßensimulationsprüfstand nicht möglich ist und daher wei­ terhin die Neufahrzeugprüfung als echte Straßenfahrprüfung auf der Testfahrstrecke erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge zu schaffen bzw. derart auszubauen, daß auch eine Simulation der Kurvenfahrt zur Gearsensorprüfung möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den im Patentan­ spruch 1 bzw. im Patentanspruch 2 angegebenen Prüfstand ge­ löst.

Dabei beinhaltet der Patentanspruch 1 einen Prüfstand zur Gearsensorprüfung und Patentanspruch 2 einen kombinierten Prüfstand in Form eines Rollenprüfstands, der um die Funktion Gearsensorprüfung erweitert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die Simulierung des Kurvenfahrzustands des zu prüfenden Fahrzeugs mit ent­ sprechenden Beschleunigungen des Fahrzeugs um seine Hoch­ achse, auf welche der Gearsensor anspricht und Ausgangssig­ nale erzeugt, die während des Tests abgenommen und auf ihre Richtigkeit überprüft werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat dabei den Vorteil kompak­ ter Bauweise, einen verhältnismäßig geringen Platzbedarfs in der Breite, die bekanntermaßen bei Fertigungsstraßen im Ge­ gensatz zur Längsrichtung die kritische Dimension darstellt, weiter den Vorteil einer nur verhältnismäßig kleinen bewegten und zu beschleunigenden Masse und natürlich der Eliminierung der Notwendigkeit eines echten Straßenfahrtests.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Prinzipdar­ stellung eines Prüfstands nach der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Gearsensorprüfstand nach der Erfindung,

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Pendelschlittenbereich des Prüfstands nach der Erfin­ dung bei einer ersten Pendel­ schlitten-Ausführungsform,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Pendel­ schlittenbereich bei einer zwei­ ten Pendelschlitten-Ausführungs­ form,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Pendel­ schlittenbereich bei einer drit­ ten Pendelschlitten-Ausführungs­ form,

Fig. 6 in schematischer Seitenansicht einen kombinierten Rollenprüf­ stand mit Pendelschlitteneinheit nach der Erfindung, und

Fig. 7 eine schematische Draufsicht des kombinierten Prüfstands nach Fig. 6.

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht das Prinzip des erfindungsge­ mäßen Prüfstands. Kernstück ist ein beweglicher Schlitten 1, vorzugsweise in Gestalt eines Ringsegments, der auf einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn innerhalb eines vorgegebenen Bogensegments zwischen zwei möglichen Extrempositionen hin- und herverfahrbar ist, und zwar vorzugsweise symmetrisch zu einer mittigen Ruhestellung.

Während das zu testende Fahrzeug F mit zwei Rädern, vorzugs­ weise den Vorderrädern, auf dem Schlitten 1 und mit den übri­ gen Rädern auf einer stationären Aufstandsfläche 2 des Prüf­ stands steht, wird nun der Schlitten 1 über einen motorischen Antrieb in hin- und hergehende Bewegung versetzt und dadurch das zu testende Fahrzeug um seine Hochachse abwechseln in der einen und der anderen Drehrichtung bewegt. Über die Schlit­ tenbewegung sind Drehbeschleunigung und Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugs um seine Hochachse variabel wählbar, und das Ansprechverhalten des Gearsensors kann anhand seiner abge­ griffenen Ausgangssignale dabei unter variablen Bedingungen geprüft werden, wie sie bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs auf der Straße auftreten können.

Im folgenden werden nun die technischen Einzelheiten näher beschrieben.

Fig. 2 zeigt in schematischer Seitenansicht den Prüfstand P mit einem darauf befindlichen Fahrzeug F.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Pendelschlitten 1 auf einer bogenförmigen Führungsbahn 3 verfahrbar geführt. Der Pendelschlitten weist zwei Drehteller 4 auf, die zur Aufnahme jeweils eines Vorderrads des Fahrzeugs F dienen. Während der Pendelschlitten 1 innerhalb des von der bogenförmigen Füh­ rungsbahn 3 überspannten Bogenmaß-Winkels Dmax um Halbwinkel­ bögen d beiderseits einer die Ruheposition markierenden Mittellinie M in Richtung des Pfeils A pendelnd hin- und her­ bewegt wird, können sich die Drehteller 4 auf dem Pendel­ schlitten 1 jeweils frei in Richtung der Pfeile b drehen. Die Draufsicht nach Fig. 1 zeigt den Pendelschlitten 1 und das Fahrzeug F in dicker gezeichneten Vollinien in der einen End­ stellung der Hin- und Herbewegung und in dünneren Vollinien in der anderen Endstellung der Hin- und Herbewegung gemäß Pfeil a. Man sieht dabei, wie zwischen diesen beiden Einstel­ lungen die Drehteller 4 sich während der Schlittenbewegung entsprechend der immer parallel zur Fahrzeugslängsachse stehenden Vorderräder relativ zum Pendelschlitten 1 drehen, so daß durch die Schlittenbewegung kein Drehmoment auf die Vorderräder ausgeübt wird. Die Hinterräder führen bei dieser so herbeigeführten pendelnden Schwenkbewegung des Fahrzeugs F, wie aus Fig. 1 ebenfalls hervorgeht, eine bogenförmige Ab­ rollbewegung innerhalb eines entsprechenden Bogenbereichs auf der stationären Prüfstandfläche 2 aus, so daß also dort keine Schwenkbewegung eines ortsfest stehenden Rads auf der Auf­ standsfläche und damit keine übermäßige Reibbeanspruchung auftritt.

Jedoch ist es gewünschtenfalls möglich, den Aufstandsbereich für die Hinterräder des Fahrzeugs F ebenfalls als Drehteller auszubilden. Das ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn nur Fahr­ zeuge mit gleichem Radstand getestet werden sollen; bei der Ausführungsform wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und wo die Hinterräder einfach auf einer stationären Auf­ standsfläche abrollen, kann der Radstand zu zu testenden Fahrzeuge F variabel sein und braucht nicht mit dem Radius der Pendelschlittenbewegung um das Drehzentrum Z genau zu übereinstimmen.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, weist die ganze Anordnung nur eine sehr mäßige Baubreite B auf.

Fig. 3 zeigt einen detaillierteren Querschnitt durch die Pendelschlittenanordnung ähnlich dem Schnitt in Fig. 2. Diese zeigt also den Pendelschlitten 1 mit einem der beiden Dreh­ teller 4 und seine Abstützung und Führung auf der bogenseg­ mentförmigen Führungsbahn 3. Die Führungsbahn 3 besteht aus einer aus Bogensegmenten zusammengesetzten Linearführung 3a, auf welcher am Pendelschlitten 1 unterseitig angeordnete Laufwagen 5 (nur einer dargestellt) mit Stützrollen 5a und kurveninneren und kurvenäußeren Führungsrollen 5b abgestützt und geführt sind. Außerdem weist die Führungsbahn eine eben­ falls aus Bogensegmenten zusammengesetzte Tragschiene 3b auf, auf welcher der Pendelschlitten 1 mittels ebenfalls an dessen Unterseite angeordneten Zapfenlaufrollen 6 abgestützt ist.

Im Bereich der Linearführung 3a ist auch eine aus Bogenseg­ menten zusammengesetzte Zahnstange 7 angeordnet, mit welcher ein Ritzel 8 kämmt, das auf der Abtriebswelle eines unten am Pendelschlitten 1 befestigten Motors 9 sitzt.

Fig. 3 zeigt damit eine Ausführungsmöglichkeit für Führung und Antrieb des Pendelschlittens 1 in konkreter Form.

Fig. 4 zeigt in Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Antriebs des Pendelschlittens 1. Erkennbar sind wieder die beiden Drehteller 4 und die Laufwagen 5 und Zapfenlaufrollen 6 zur Führung und Abstützung des Pendelschlittens auf der Führungsbahn 3, wiederum bestehend aus Linearführung 3a und Tragschiene 3b.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt der Antrieb des Schlittens über einen in Querrichtung gemäß der Pfeile c auf querverlau­ fenden Führungsschienen 10 hin- und herverfahrbaren Antriebs­ wagen 11 mit einem Motor 12, der beispielsweise über ein Ritzel mit einer geradlinigen Zahnstange 13 oder dgl. zu­ sammenwirkt. Der Antriebswagen 11 fährt auf einer ersten Füh­ rungsschiene 10 und ist über Längsstreben 14 mit einem Hilfs­ wagen 15 verbunden, der auf einer zweiten parallelen Füh­ rungsschiene 10 verfahrbar ist. Entlang, der Streben 14 ist ein Gleitstein 16 längs des Pfeils e verschieblich, der über ein Drehgelenk 17 mit dem Pendelschlitten 1 gekuppelt ist, so daß der Gleitstein 16 relativ zum Pendelschlitten 1 gemäß dem Pfeil f drehbar ist. Dadurch wird also die geradlinige quer­ verlaufende Antriebsbewegung des Antriebswagens 11 in die bo­ genförmige Fahrbewegung des Pendelschlittens 1 umgesetzt.

Um die Anordnung stabiler und in ihrem Bewegungsverhalten ge­ nauer zu machen, ist vorzugsweise ein zweiter Antriebswagen 11a vorgesehen, der ebenfalls über einen Motor 12a angetrie­ ben wird und über Streben 14a mit einem entsprechenden Hilfs­ wagen 15a verbunden ist, wobei ein zweiter Gleitstein 16a auf den Streben 14a verschiebbar und über eine zweite Drehscheibe 17a gelenkig mit dem Pendelschlitten 1 verbunden ist.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Pendelschlitten­ antriebs.

Bei der Anordnung nach Fig. 5 erfolgt der Antrieb des Pendel­ schlittens über eine durch einen Motor 18 in der einen oder anderen Drehrichtung gemäß den Pfeilen g angetriebene Ge­ windespindel 19, die mit einer Spindelmutter 20 in einem am Pendelschlitten 1 angeordneten Flansch 21 gemäß dem Pfeil h drehbar eingebaut ist.

Die Gewindespindel 19 ist an ihrem einen Ende in einem den Motor 18 tragenden Wagen 22 und mit ihrem anderen Ende in einen Hilfswagen 23 gelagert. Der Wagen 22 und der Hilfswagen 23 sind auf längsverlaufenden Schienen 24 verfahrbar. Während der Pendelschlitten 1 seine bogenförmige Fahrbewegung aus­ führt, bewegt sich auch die Spindelmutter 20 auf einer bogen­ förmigen Bahn und führt damit gleichzeitig eine Längs- und Querbewegung aus. Die Querbewegung erfolgt längs der Gewinde­ spindel 19, und die Längsbewegung wird durch die Verfahrbar­ keit von Wagen 22 und Hilfswagen 23 längs der Schienen 24 er­ möglicht.

Zur Aussteifung der Anordnung kann ein zweiter Wagen 22a und ein zweiter Hilfswagen 23a auf den Schienen 24 verfahrbar sein, die über eine Spindel 19a miteinander verbunden sind, die mit in weiteren Flanschen 21a drehbar angeordneten Spin­ delführungen 20a zusammenwirken.

Ein solcher Antrieb kann auch mit ortsfest eingebauter Gewin­ despindel 19 erfolgen, wenn die Spindelmutter 20 über einen radial zur Bogenfahrbewegung des Pendelschlittens 1 ver­ schiebbaren Gleitstein mit diesem gekuppelt ist.

Weitere nicht dargestellte Ausführungsformen für den Antrieb des Pendelschlittens sind selbstverständlich möglich. Eine derartige Möglichkeit besteht beispielsweise darin, am bogen­ inneren oder bogenäußeren Umfang des Pendelschlittens eine bogensegmentförmige Zahnstange anzubringen, mit welcher ein motorisch angetriebenes Antriebszahnrad kämmt. Das wäre eine Variation der Anordnung nach Fig. 3.

Eine weitere Antriebsmöglichkeit, die eine große Bandbreite hinsichtlich der konkreten Ausführungsform ermöglicht, ist die Verwendung eines Kettentriebs.

Die Fig. 6 und 7 zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht einen kombinierten Prüfstand, mit dem alle Prüfungen an einem Neufahrzeug ausgeführt werden können. Der Prüfstand kombi­ niert einen Rollenprüfstand mit vier walzenförmigen Rollen für den Straßensimulationstest mit einer Pendelschlittenan­ ordnung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist. Die Pen­ delschlittenanordnung mit dem Pendelschlitten 1 ist vorder­ halb des vorderen Rollenpaars der vier walzenförmigen Rollen R des Rollenprüfstands angeordnet, und zwar mit solcher Distanz, daß das Fahrzeug F nach Absolvieren von Rütteltests und dgl. auf den Rollen R den Gearsensortest mit auf dem Pen­ delschlitten 1 stehenden Vorderrädern und auf der stationären Aufstandsfläche 2 zwischen dem vorderen Paar Rollen R und dem hinteren Paar Rollen R aufstehenden Hinterrädern durchführen kann.

Claims (14)

1. Prüfstand für Kraftfahrzeuge zur Erzeugung von Drehbewe­ gungen bzw. Drehbeschleunigungen des Fahrzeugs (F) um seine Hochachse, mit einem Pendelschlitten (1), der auf einer bogensegmentförmigen Führungsbahn (3) motorisch angetrieben hin- und herverfahrbar ist und Aufstandsflächen für ein Räderpaar des zu testenden Fahrzeugs aufweist, und mit einer stationären Aufstandsfläche (2) für das andere Räderpaar des Fahrzeugs.

2. Prüfstand für Kraftfahrzeuge in Form eines Rollenprüf­ stands mit vier walzenförmigen Rollen (R) zur Aufnahme je­ weils eines Rads eines zu testenden Fahrzeugs (F) bei einem Straßensimulationstest, und mit einer Einrichtung zur Er­ zeugung einer Drehbewegung bzw. Drehbeschleunigung des Fahr­ zeugs (F) um seine Hochachse, die einen in Fahrzeuglängsrich­ tung bezüglich der vier Rollen (R) versetzt angeordneten Pen­ delschlitten (1) aufweist, der motorisch angetrieben längs einer bogensegmentförmigen Führungsbahn (3) hin- und herver­ fahrbar ist und Aufstandsflächen für ein Räderpaar des Fahr­ zeugs (F) aufweist, während eine stationäre Aufstandsfläche (2) für das andere Räderpaar des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs­ richtung zwischen den beiden Rollenpaaren angeordnet ist.

3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Pendelschlit­ ten (1) um gleiche Winkelbereiche beiderseits einer durch eine der Fahrzeuglängsrichtung entsprechenden Längsmittel­ achse (M) des Prüfstands hin- und herverfahrbar ist.

4. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auf­ standsflächen für das Räderpaar auf den Pendelschlitten (1) durch zwei Drehteller (4) gebildet sind, die jeweils zur Auf­ nahme eines Rads dienen und frei um eine Hochachse drehbar auf bzw. an dem Pendelschlitten angeordnet sind.

5. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Füh­ rungsbahn (3) durch Führungselemente (3a, 3b) mit Tragflächen und Seitenführungsflächen gebildet ist, mit welchem am Pendelschlitten angeordnete Stützrollen (5a, 6) und Führungs­ rollen (5b) zusammenwirken.

6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei entlang der Führungsbahn (3) eine bogensegmentförmige Zahnstange (7) verläuft, mit welcher ein Antriebsritzel (8) einer am Pendel­ schlitten angeordneten motorischen Antriebseinheit (9) kämmt.

7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der An­ trieb des Pendelschlittens über einen motorisch auf Führungs­ schienen (10) querverfahrbaren Antriebswagen (11, 15) erfolgt, der mittels eines längsverschiebbaren und über ein Drehgelenk (17) mit dem Pendelschlitten verbundenen Gleit­ stein (16) auf dem Pendelschlitten (1) wirkt.

8. Prüfstand nach Anspruch 7, wobei zwei mit Querabstand an­ geordnete Antriebswagen (11, 15, 11a, 15a) in Querrichtung auf Führungsschienen (10) verfahrbar und über jeweils einen drehbar mit dem Pendelschlitten (1) verbundenen Gleitstein (16, 16a) auf den Pendelschlitten wirken.

9. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der An­ trieb des Pendelschlittens durch eine motorisch angetriebene querverlaufende Gewindespindel (19) erfolgt, die mit einer am Pendelschlitten (1) schwenkbar (h) verbundene Spindelmutter (20) zusammenwirkt, und wobei die Gewindespindel (19) in Richtung der Längsmittelachse (M) des Prüfstands mittels einer auf Führungsschienen (24) geführten Fahrwagenanordnung .(22, 23) verschiebbar ist.

10. Prüfstand nach Anspruch 9, wobei eine mit der Gewinde­ spindel (19) parallele Zusatzspindel (19a) mit mindestens einer zusätzlichen schwenkbaren Spindelführung (20a) am Pendelschlitten (1) zusammenwirkt und ebenfalls mittels einer Fahrwagenanordnung (22a, 23a) entlang der Prüfstandlängs­ mittelachse (M) verfahrbar ist.

11. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der An­ trieb des Pendelschlittens (1) über eine querverlaufende, motorisch angetriebene Gewindespindel erfolgt, die mit einer Spindelmutter zusammenwirkt, die über einen radial zur Bogen­ fahrbewegung des Pendelschlittens verschiebbar sowie schwenk­ bar mit dem Pendelschlitten verbundenen Gleitstein mit dem Pendelschlitten gekuppelt ist.

12. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Pendelschlitten (1) an seiner bogeninneren oder bogenäußeren Seite mit einer bogensegmentförmigen Zahnstange versehen ist, mit welcher ein Antriebsritzel eines ortsfest am Prüfstand angeordneten Antriebsmotors kämmt.

13. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der An­ trieb des Pendelschlittens über einen Kettentrieb erfolgt.

14. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die stationäre Aufstandsfläche (2) durch einen das betreffende Räderpaar des Fahrzeugs aufnehmenden Drehteller gebildet ist.