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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine
Prüfstandvorrichtung zum Prüfen der Fahrleistung eines
Kraftfahrzeuges. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Prüfvorrichtung, die eine Standprüfung der Fahrleistung in
verschiedenen Zuständen erlauben kann.
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In den Kraftfahrzeugindustrien ist eine Prüfstandvorrichtung
zur Prüfung der Fahrleistung verwendet worden, und
Konstruktionen von Prüfstandvorrichtungen sind in der ersten
(ungeprüften) Veröffentlichung zum japanischen Gebrauchsmuster
(Jikkai) Showa 53-28881 offenbart. In dem offenbarten System
sind ein Paar von Drehtrommeln vorgesehen, die durch das an
sie über die Fahrzeugantriebsräder übertragene
Motordrehmoment drehend angetrieben werden. Die Drehtrommeln sind mit
einer Kunstlast wie einer Schwungscheibe, um den
Fahrzeugfahrwiderstand darzustellen, und einen Dynamometer zum
Messen des Antriebsdrehmoments, das auf die Drehtrommeln
ausgeübt wird, versehen.
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Eine solche Prüfstandvorrichtung wird effektiv in den
Automobilindustrien oder Servicestationen verwendet, weil sie das
Prüfen der Fahrzeugleistung innerhalb einer Fabrik erlaubt.
Das durch den Prüfstand mittels einer solchen herkömmlichen
Prüfstandvorrichtung erzielte Resultat stimmt nicht präzise
mit dem, das in einem aktuellen Straßentest erzielt wird,
überein. Weiter werden insbesondere die Testresultate
hinsichtlich der Genauigkeit in einigen Arten von Testen
schlechter, wodurch eine solche Prüfstandvorrichtung
unanwendbar wird.
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Dasselbe gilt für eine bekannte Kraftfahrzeugprüfvorrichtung
(US-A-4,455,866), wo die Drehtrommeln ein Fahrzeug durch ein
endloses Drehband tragen.
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DE-A-30 40 355 beschreibt vier Drehbandanordnungen, von
denen jede einem Rad eines Vierrad-Kraftfahrzeuges zugeordnet
ist. Das Drehband besteht aus einzelnen waggonartigen
Elementen, die miteinander gelenkig verbunden sind und Rollen
haben, durch die sie auf einer Lagerplatte gehalten werden.
Eine Trommel jeder Anordnung kann durch einen elektrischen
Motor/Generator angetrieben oder abgebremst werden. Die
bekannte Vorrichtung ist sehr schwer und erfordert bestimmte
Antriebsmittel.
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Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine Prüfstandvorrichtung anzugeben, die die mit den
herkömmlichen Prüfvorrichtungen verbundenen Probleme lösen kann.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine
Prüfstandvorrichtung zu schaffen, die für einen gewöhnlichen
Fahrzeugsleistungstest unter verschiedenen Straßenbedingungen, wie
bergauf, bergab, gewellte Straße usw. verwendbar ist.
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Die Erfindung besteht in der Verwendung von zumindest einer
Drehbandanordnung mit einem Paar von Drehtrommeln, die in
paralleler und beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet
sind, einem metallischen Endlosband, das sich über die
Trommeln erstreckt und um diese herum gewickelt ist, und einem
Tragegerüst, das an einem spurweiten Montageabschnitt des
Bandes angeordnet und zwischen den Trommeln ausgerichtet
ist, wobei zu dem Tragegerüst ein steifer und stationärer
Träger und eine zwischen dem Träger und dem Band zur Wirkung
als hydrodynamisches Lager für das Band gebildete nicht
kompressible Fluidschicht gehören, in einer
Prüfstandvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug, indem der spurweite
Montageabschnitt ausgerichtet ist, um eine Fahrzeugradspurweite zur
Bildung einer Testfläche auzunehmen, um das Antriebsmoment
des Fahrzeugrades aufzunehmen, und indem eine Kunstlast,
welche den Fahrzeugfahrwiderstand simuliert, zusammen mit
zumindest einer der Trommeln, und Mittel zum Messen des
Antriebsmoments, das auf das Band über ein Fahrzeugantriebsrad
ausgeübt wird, vorgesehen werden.
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Eine Drehbandanordnung, wie sie durch die vorliegende
Erfindung verwendet wird, ist per se aus der US-A-4,324,128
bekannt. Bei dem bekannten hydrodynamischen Haltelager für ein
Band an einer Reifentestmaschine wird jedoch eine der
Trommeln angetrieben, so daß das Band und der zu testende Reifen
positiv durch eine der Trommeln angetrieben werden. Dies
führt zu einer gleichmäßigen Spannung in dem Band. Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Drehbandanordnung durch die
Antriebsräder angetrieben. Dies führt zu einer
Spannungsdiskontinuität von der Stelle, wo die Antriebsräder mit dem
Band in Kontakt stehen, und es ist überraschend, das die
hydrodynamische Lagerung hierdurch nicht beeinflußt wird.
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In einer bevorzugten Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung führen Mechanismen die Höheneinstellung der
zugehörigen Drehbandanordnung durch.
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In einer ersten praktischen Ausführungsform der Erfindung
ist für jedes Rad eine separate Drehbandanordnung
vorgesehen.
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In einer bevorzugten zweiten Ausführungsform wird eine
gemeinsame Drehbandanordnung für die Vorder- bzw. Hinterräder
des Kraftfahrzeuges vorgesehen.
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In einer bevorzugten dritten Ausführungsform ist eine
gemeinsame Drehbandanordnung für die linken bzw. rechten
Räder des Kraftfahrzeuges vorgesehen.
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In einer vierten Ausführungsform ist eine gemeinsame
Drehbandanordnung für alle vier Räder eines allradgetriebenen
Fahrzeuges vorgesehen.
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Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der
nachfolgend gegebenen detaillierten Beschreibung und aus den
beiliegenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung verständlich, die jedoch nicht zur Einschränkung der
Erfindung auf die besondere Ausführungsform, sondern nur zur
Erläuterung und zum Verständnis herangezogen werden soll.
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In den Zeichnungen:
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Figur 1 ist ein Abschnitt, der die bevorzugte
Ausführungsform einer Drehbandanordnung einer
Prüfstandvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Figur 2 ist eine Draufsicht, die einen Entwurf einer
ersten Ausführungsform des bevorzugten
Aufbaus der Drehbandanordnung von Figur 1
zeigt;
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Figur 3 ist eine Draufsicht, die einen Entwurf einer
zweiten Ausführungsform des bevorzugten
Aufbaus der Drehbandanordnung von Figur 1
zeigt;
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Figur 4 ist eine Draufsicht, die einen Entwurf einer
dritten Ausführungsform des bevorzugten
Aufbaus der Drehbandanordnung von Figur 1
zeigt;
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Figur 5 ist eine Draufsicht, die einen Entwurf einer
vierten Ausführungsform des bevorzugten
Aufbaus der Drehbandanordnung von Figur 1
zeigt;
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Figur 6 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht
der bevorzugten Ausführungsform der
Drehbandanordnung von Figur 1;
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Figur 7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII - VII
von Figur 6.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Wie nun die Zeichnungen, insbesondere Figur 1, zeigen,
besitzt die bevorzugte Ausführungsform einer
Prüfstandvorrichtung eine Drehbandanordnung 10. Die Drehbandanordnung 10
besitzt ein Paar von Drehtrommeln 11 und 12 und ein endloses
Metallband 13. Das Paar von Trommeln 11 und 12 sind in
paralleler Beziehung, wobei die Drehachse im wesentlichen
senkrecht zu der Längsachse des Fahrzeugs gerichtet ist, und in
in Längsrichtung beabstandeter Beziehung zueinander, um
einen bestimmten Abstand 14 zwischen sich zu halten,
vorgesehen. Das Band 13 erstreckt sich über das Paar von Trommeln
11 und 12 und ist um die Außenumfänge von diesen gewickelt.
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Das Band 13 ist drehbar mittels eines Tragegerüsts 15
gehalten. Das Tragegerüst 15 besitzt einen steifen Träger 16, der
zwischen dem Paar von Trommeln 11 und 12 angeordnet ist.
Eine Gleitplatte 17 ist an dem Träger 16 montiert. Die
Gleitplatte 17 hat eine Oberseite 18, die zu der Unterseite 19
des oberen Abschnitts 20 des Bandes paßt. Eine Schmiermittel-
Fluidschicht 21 ist zwischen den zueinander passenden
Flächen 17 und 18 des Trägers 16 und des Bandes 13 gebildet.
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Die Schmiermittel-Fluidschicht 21 ist aus einem nicht
kompressiblen Fluid in flüssigem Zustand wie Wasser gebildet.
Um die Schmiermittel-Fluidschicht 21 zu bilden, sind eine
Mehrzahl von Wasserzuführöffnungen 22 durch die Gleitplatte
17 gebildet. Die Wasserzuführöffnungen 22 sind über den
Gesamtbereich der Gleitplatte 17 verteilt, um die Bildung
eines gleichmäßigen Fluiddrucks in der
Schmiermittel-Fluidschicht 21 zu erreichen. Obwohl es nicht in den Zeichnungen
gezeigt ist, sind diese Wasserzuführöffnungen 22 mit einer
Wasserzuführleitung verbunden, die wiederum mit einer
Wasserquelle verbunden ist, um das unter Druck stehende Wasser
zuzuführen. Ein Ablauf (nicht gezeigt) ist entlang des Umfangs
der Gleitplatte 17 gebildet und auch der
Schmiermittel-Fluidschicht 21 zugeordnet, um einen Teil des Wassers in der
Schmiermittel-Fluidschicht zu sammeln und abzuführen.
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Der Wasserzuführdruck, die Strömungsgeschwindigkeit usw. und
die Abwasserströmungsgeschwindigkeit können eingestellt
werden, so daß die Schmiermittel-Fluidschicht mit einem
vorbestimmten Druck gebildet wird. Ein Beispiel der
Wasserzuführund -abführanordnung, die in der bevorzugten Ausführungsform
der Drehbandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden soll, wird in den Figuren 6 und 7 ersichtlich
sein. In der gezeigten Anordnung ist die Gleitplatte 17 mit
einer Mehrzahl von sich quer erstreckenden Rillen 171
versehen, die in Längsausrichtung angeordnet sind. Andererseits
ist eine Entwässerungsrille 171 entlang der Umfangskante der
Gleitplatte 17 gebildet. Dank der äußeren Umfangskante der
Entwässerungsrille 172 befindet sich ein Dichtungselement
174 zur Herstellung eines flüssigkeitsdichten Sitzes
zwischen dem Band 13. Wie aus Figur 7 ersichtlich ist, ist das
Dichtungselement 174 aus einem Filzmaterial gemacht. Das
Dichtungselement 174 wird in Richtung des Bandes 13 mittels
einer Vorspannfeder vorgespannt.
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Eine Mehrzahl von Wasserzuführöffnungen 22 öffnet zu den
zuvor genannten sich quer erstreckenden Rillen 171 an deren
oberen Enden. Die oberen Enden der Wasserzuführöffnungen 22
sind mit einer Wasserzuführleitung 175 verbunden, die sich
durch die Gleitplatte 17 erstreckt und mit einer
Druckwasserguelle verbunden ist. Eine Entwässerungsrille 172 ist mit
einer Abwasserleitung 176 verbunden, um das in die
Entwässerungsrille 172 eintretende Wasser abzuführen.
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Es sollte bemerkt werden, daß das Wasserzuführsystem und
-abführsystem, das für die bevorzugte Ausführungsform der
Drehbandanordnung 10, wie sie zuvor beschrieben ist, anwendbar
ist, auch in dem US-Patent 4,324,128, herausgegeben am
13. April 1982 an William J. Langer, offenbart ist. Die
Offenbarung des zuvor genannten US-Patents wird auch hier
zum Offenbarungsgehalt gemacht.
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Eine Kunstlast wie eine Schwungscheibe wird zumindest für
eine der Drehtrommeln 11 und 12 verwendet, um einen
Fahrzeugfahrwiderstand bei der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs zu
simulieren. Auch ist ein Dynamometer mit einer der
Drehtrommeln gekuppelt, um das Drehmoment zu messen, welches auf das
Band über die Abtriebsräder des Fahrzeugs übertragen wird.
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Die Drehbandanordnung 10, welche wie zuvor beschrieben
aufgebaut ist, kann in verschiedener Weise verwendet werden, wie
in den Figuren 2 bis 5 dargestellt ist, um einen
Prüfstandtest durchzuführen.
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In der ersten Anordnung sind vordere linke, vordere rechte,
hintere linke und hintere rechte Drehbandanordnungen 10FL,
10FR, 10RL und 10RR unabhängig für das jeweils vordere
linke, vordere rechte, hintere linke und hintere rechte Rad
30FL, 30FR, 30RL und 30 RR vorgesehen, wie in Figur 2
gezeigt ist. Die Drehbandanordnungen 10 sind so angeordnet,
daß die Räder 30FL, 30FR, 30RL und 30RR eines Fahrzeugs 32
jeweils an entsprechenden Positionen plaziert sind, wo das
Tragegerüst 15 vorgesehen ist.
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In einer solchen Anordnung ist jede der Drehbandanordnungen
10FL, 10FR, 10RL und 10RR mit Mechanismen versehen, die eine
Höheneinstellung der zugeordneten Drehbandanordnungen
durchführen, so daß die Höhe der Bandoberflächen, auf denen die
Fahrzeugräder plaziert sind, unabhängig voneinander
eingestellt werden kann. Daher kann mit dem gezeigten Aufbau eine
wellige Straße, bergauf, bergab usw. zusätzlich zu der
Simulation einer flachen Straße simuliert werden.
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In der zweiten Anordnung sind vordere und hintere
Drehbandanordnungen 10F und 10R in seitlich paralleler Beziehung
zueinander vorgesehen, wie in Figur 3 gezeigt ist. Die
Vorderräder 30FL und 30FR sind auf der vorderen Drehbandanordnung
10F plaziert, andererseits sind die Hinterräder 30RL und
30RR auf der hinteren Drehbandanordnung 10R plaziert. Jede
der Drehbandanordnungen 10F und 10R ist mit
Höheneinstellmechanismen versehen, um die Höhe der Bandoberfläche, auf der
das Fahrzeugrad montiert ist, einzustellen. Daher kann
ähnlich wie bei der vorigen ersten Anordnung nicht nur eine
flache Straße, sondern auch eine Straße bergauf und bergab
simuliert werden.
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In der dritten Ausführungsform sind linke und rechte
Drehbandanordnungen 10L und 10R in Längsrichtung parallel
zueinander vorgesehen, wie in Figur 4 gezeigt ist. Das vordere
linke und hintere linke Rad 30FL und 30 RL sind auf der
linken Drehbandanordnung 10L plaziert, und das vordere rechte
und hintere rechte Rad 30FR und 30RR sind auf der rechten
Drehbandanordnung 10R plaziert. In einem solchen Fall kann
durch Einstellung der Kunstlast, die für die linke bzw.
rechte Drehbandanordnung verwendet wird, die
Bandantriebsgeschwindigkeit
durch die linken und rechten Antriebsräder
unterschiedlich zueinander eingestellt werden. Hierdurch
kann eine kurvige Straße simuliert werden, um den Betrieb
einer Differentialgetriebeeinheit zu testen.
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In der vierten Ausführungsform ist eine einzige
Drehbandanordnung 10 vorgesehen. In einem solchen Fall sind das
vordere linke, vordere rechte, hintere linke und hintere rechte
Rad 30FL, 30FR, 30RL und 30RR auf der einzigen Bandanordnung
montiert. Daher kann ein Prüfstandtest unter im wesentlichen
äquivalenten Bedingungen wie im aktuellen Straßentest
durchgeführt werden.