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Dokumentenidentifikation DE102004046557A1 30.03.2006
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Bremsen von Kraftfahrzeugen
Anmelder Weyreuther, Willi, 66121 Saarbrücken, DE
Erfinder Müller, Roland, 66453 Gersheim, DE
DE-Anmeldedatum 13.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004046557
Offenlegungstag 30.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.03.2006
IPC-Hauptklasse G01L 5/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Bremsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren ständig miteinander gekoppelten angetriebenen Achsen, wobei die Bremswirkung der zu prüfenden Bremsen am Antrieb des jeweiligen Rollensatzes erfasst wird. Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Bremsen innerhalb kurzer Zeit ohne gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Räder mit großer Genauigkeit zu prüfen. Das in kurzer zeitlicher Abfolge fortlaufende Abtasten der Spielgrenzen des kompletten Antriebsstrangs ermöglicht den Verzicht auf zusätzlich extern anzubringende Sensoren wie beispielsweise optische Reflektoren an den Rädern oder zusätzlicher mechanischer Komponenten wie z. B. Freilaufrollen oder Kraftmessplatten vor und hinter dem Bremsenprüfstand. Somit kann jeder handelsübliche Rollenbremsenprüfstand aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens in einen Allradbremsenprüfstand umgerüstet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso für Zwei-Rollensatz- wie für Vier-Rollensatz-Prüfstände geeignet. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar für die Bremsenprüfung von vierradangetriebenen Fahrzeugen mit starr gekoppelten Achsen sowie von Lastkraftwagen oder Baumaschinen mit starr gekoppelten Doppel- oder Mehrfachachsen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Bremsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren ständig miteinander gekoppelten angetriebenen Achsen, wobei bei einem Zwei-Rollensatz-Prüfstand während der Prüfung die Räder der zu prüfenden Achse jeweils auf einem in gegensinniger Richtung angetrieben Rollensatz aufstehen und die Räder der nicht zu prüfenden Achse(n) auf den Boden aufstehen oder bei einem Vier-Rollensatz-Prüfstand alle Räder beider Fahrzeugachsen auf je einem in gleichsinniger Richtung angetriebenen Rollensatz aufstehen, und die Bremswirkung der zu prüfenden Bremsen am Antrieb des jeweiligen Rollensatzes erfasst wird.

Wenn ein Kraftfahrzeug über mehrere unlösbar starr miteinander gekoppelte Achsen verfügt, können bei der Prüfung der Bremsen der einzelnen Räder einer Achse Ausgleichskräfte, auch Scheinbremskräfte genannt, zwischen diesen Rädern entstehen, die die einzelnen Bremskraftwerte verfälschen, da die Räder der zu prüfenden Achse zusätzlich zu einem Differentialgetriebe zwischen beiden Rädern dieser Achse noch über eine starre Drehverbindung mit einer weiteren Achse verbunden sind. Das Problem ist nun, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem sich die zu prüfenden Räder gleich schnell drehen, ohne sich gegenseitig bei der Messung der Bremsmomente zu beeinflussen.

Aus der DE 25 18 850 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Lösung des Problems die beiden Räder der zu prüfenden Achse gegensinnig gleich schnell angetrieben werden. Dieses Verfahren kann jedoch nicht in ausreichendem Maße eine gleiche Drehgeschwindigkeit der beiden zu prüfenden Räder einer Achse sicherstellen, da bei Erhöhung der Bremskräfte zwangsläufig ein gewisser Schlupf zwischen den Reiboberflächen der Antriebsrollen und der Reifenoberfläche entsteht. Da der entstehende Schlupf, und die damit verbundene Drehzahl zwischen dem rechten und dem linken Rad der zu prüfenden Achse unterschiedlich groß sein kann, entstehen zwangsläufig Scheinbremskräfte, die das Messergebnis verfälschen.

Aus der DE 36 03 508 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Unfangsgeschwindigkeiten der gegensinnig angetriebenen Räder der zu prüfenden Achse erfasst und von einer Regeleinrichtung auf einen gleichen Wert geregelt wird. Wenn die Durchmesser der angetriebenen Räder unterschiedlich sind, ist auch dieses Verfahren nicht in der Lage, die Drehzahl der angetriebenen Räder gleich groß zu halten. Dies kann insbesondere durch ungleich abgefahrene Bereifung, unterschiedliches Reifenprofil oder unterschiedlichen Luftdruck hervorgerufen werden.

Aus der EP 0 236 715 B1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Drehgeschwindigkeiten der gegensinnig angetriebenen Räder der zu prüfenden Achse direkt gemessen, und durch Steuerung der Antriebe, der diese Räder antreibenden Rollensätze, gleich groß gehalten wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass es nicht bei herkömmlich verfügbaren Rollenbremsenprüfständen angewendet werden kann, da zusätzliche optische Reflexsensoren an jedem Rollensatz benötigt werden, und dass zusätzlich an den zu prüfenden Rädern vorzugsweise selbstklebende optische Reflektoren oder funktional vergleichbare optische Vorrichtungen angebracht werden müssen. Zusätzlich zu dem höheren Herstellungspreis für einen solchen Prüfstand, kommt noch der höhere Wartungsaufwand für das optische Messsystem, da optische Sensoren durch Schmutz und Staub rasch außer Funktion gesetzt werden können. Dies führt letztlich zu einem erheblichen manuellen Mehraufwand, der vom Anwender zu erbringen ist.

Aus der DE 41 22 818 C2 ist ein Verfahren bekannt, in dem einer der gegensinnig angetriebenen Rollensätze eines der beiden zu prüfenden Räder einer Achse ständig wechselseitig beschleunigt und abgebremst wird, so dass zwischen diesen Vorgängen mehrere spannungsfreie Zustände entstehen, in denen die jeweiligen Bremskräfte ermittelt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass viele aufeinander folgende Verspannungszustände entstehen, in denen die Bremskräfte der beiden Räder der zu prüfenden Achse, durch enorme Ausgleichskräfte verursacht, verfälschte Werte anzeigen und daher nicht zur Prüfung herangezogen werden können und dass das Verhältnis von spannungsfreien zu verspannten Zuständen ungünstig hoch ist. So stehen letztlich nur bruchstückhafte Passagen des eigentlichen Bremskraftverlaufs zur Bewertung der Bremswirkung der einzelnen Räder zur Verfügung. Dies reicht nicht aus, um z.B. schnelle Bremskraftschwankungen, wie sie bei Änderungen der Bremswirkung über eine Radumdrehung hinweg entstehen, die so genannten Ovalitätskraft, zu bestimmen.

Aus der DE 42 03 926 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Reglung einer gleichen Drehgeschwindigkeit der beiden gegensinnig angetriebenen Räder einer zu prüfenden Achse, mindestens ein Rad, der mit dieser durch eine Kardanwelle verbundenen Achse, auf einer horizontalen Kraftmesseinrichtung aufsteht, und die Ansteuerung der Antriebe der beiden Rollenpaare in einer Weise erfolgt, dass die in der Aufstandsfläche gemessene Kraft zu Null wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Reglung nur korrekt funktioniert, solange noch keine Bremskräfte auftreten, da sonst, wie bekannt, auch die Bremsen der nicht zu prüfenden Achse betätigt werden, die dann ihrerseits das auf der Kraftmessvorrichtung aufstehende Rad abbremsen und somit keine korrekte Messung und Reglung der Ausgleichskraft zulassen.

Aus der DE 101 38 549 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Räder des Kraftfahrzeugs jeweils auf den in gleicher Richtung angetriebenen Rollensätzen aufstehen und die Bremswirkungen der zu prüfenden Bremsen am Antrieb des jeweiligen Rollensatzes erfasst werden, wobei während des Bremsvorgangs die Radumfangsgeschwindigkeit und/oder Winkelgeschwindigkeit der Räder gemessen und durch eine Regelung der jeweiligen Rollenantriebe auf einen im wesentlichen gleichen Wert geregelt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass es nicht bei herkömmlich verfügbaren Rollenbremsenprüfständen angewendet werden kann, da zusätzlich je ein optischer Reflexsensoren an jedem Rollensatz notwendig ist, und an allen zu prüfenden Rädern müssen vorzugsweise selbstklebende optische Reflektoren oder funktional vergleichbare optische Vorrichtungen angebracht werden. Dies führt letztlich zu einem erheblichen manuellen Mehraufwand, der vom Anwender zu erbringen ist. Nachteilig ist auch, dass für jeden einzelnen Rollensatzantrieb noch ein Hochleistungsfrequenzregler eingesetzt werden muss. Zu den ernormen Kosten für einen solchen Prüfstand kommt noch der höhere Wartungsaufwand für das optische Messsystem, da optische Sensoren durch Schmutz und Staub rasch außer Funktion gesetzt werden können. Auch dieser Aufwand muss ebenfalls vom Anwender getragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die zuvor dargestellten Nachteile vermieden und während der Bremsenprüfung die ermittelten Bremskräfte unbeeinflusst von den in den Differentialgetrieben und/oder Gelenkwellen während der Prüfung auftretenden Scheinbremskräfte verursachenden Verspannungen ermittelt werden, wobei die vorgeschlagene Vorrichtung die Herstellung eines kostengünstigen Prüfstandes ermöglicht, da lediglich nur einer von zwei Rollensätzen, die im Gegenlauflietrieb arbeiten bzw. nur einer von vier Rollensätzen, die im Gleichlaufbetrieb arbeiten, von einem Drehzahlsteller in seiner Drehzahl geregelt werden muss, und keine zusätzlichen optischen Reflexsensoren an den Prüfständen und Reflektoren an den Rädern notwendig sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zuerst das tatsächliche Spiel des gesamten Antriebsstranges, bestehend aus der Summe des Zahnflankenspiels der Kardanwelle und aller mit dieser gekoppelten Differentialgetriebe und Gelenkwellen, durch wechselseitiges Anfahren der unteren und der oberen Spielgrenze ermittelt wird. Dazu wird das Kraftfahrzeug mit mindestens einer Achse auf von Antriebseinrichtungen angetriebene Rollensätze aufgefahren, wobei jeweils ein Rad bei einem Zwei-Rollensatz-Prüfstand bzw. die zu prüfenden Räder bei einem Vier-Rollensatz-Prüfstand direkt und ungeregelt am Stromnetz betrieben werden und lediglich ein Rad von einer mit einem Drehzahlsteller angetriebenen Antriebseinrichtung betrieben wird.

Die obere Spielgrenze wird nun dadurch erkannt, dass der Drehzahlsteller die Zunahme der zurückgelegten Wegstrecke der Antriebseinrichtung solange um einen festgelegten Wert erhöht, bis die Wegstreckenänderung des geregelten Rades identisch ist mit dem Mittelwert der Wegstreckenänderungen der übrigen gleichzeitig angetriebenen Räder. Danach reduziert der Drehzahlsteller in gleicher Weise die Zunahme der zurückgelegten Wegstrecke der Antriebseinrichtung, bis der Mittelwert der Wegstreckenänderungen der übrigen gleichzeitig angetriebenen Räder erneut mit der Wegstreckenänderung des geregelten Rades identisch ist, und erkennt somit die untere Spielgrenze. Danach erfolgt eine kontinuierliche, zeitlich begrenzte Änderung der Zunahme der zurückgelegten Wegstrecke der geregelten Antriebseinrichtung in positiver und negativer Richtung um den Mittelwert des ermittelten Spiels. Dabei wird eine Abtastung nach den Spielgrenzen durchgeführt, die aber in der Regel nicht erreicht werden, da erfindungsgemäß nur ein Teilbereich des möglichen Spiels überstrichen wird. Somit kann eine lückenlose Aufzeichnung der Bremskräfte ohne störende Scheinbremskräfte durchgeführt werden.

Sollte als Ergebnis der Abtastung jedoch festgestellt werden, dass sich z.B. aufgrund großer Luftdruck- oder Profiltiefenunterschiede die zurückgelegten Wegstrecken der einzelnen Räder im Mittel unterscheiden und daher die untere oder obere Spielgrenze erreicht wurde, wird erneut die Spielmittenposition eingestellt und die Prüfung in gleicher Weise weitergeführt.

Erfindungsgemäß wird lediglich ein Drehzahlsteller zur Regelung der Wegstrecke eines Rades vorgeschlagen. Es liegt jedoch auch in Sinne der Erfindung, die Antriebseinrichtungen aller Rollensätze zu regeln und so eine höhere Stabilität des Gleichlaufs der zu prüfenden Räder zu erreichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Bremsen von Fahrzeugen mit mehreren miteinander unlösbar starr gekoppelten angetriebenen Achsen innerhalb kurzer Zeit mit großer Genauigkeit zu prüfen. Das in kurzer zeitlicher Abfolge fortlaufende abtasten der Spielgrenzen des kompletten Antriebsstrangs ermöglicht den Verzicht auf zusätzlich extern anzubringende Sensoren wie beispielsweise optische Reflektoren an den Rädern oder zusätzlicher mechanischer Komponenten wie z.B. Freilaufrollen oder Kraftmessplatten vor und hinter dem Prüfstand. Somit kann jeder handelsübliche Rollenbremsenprüfstand aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens in einen Allradprüfstand umgerüstet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso für Zwei-Rollensatz- wie für Vier-Rollensatz-Prüfstände geeignet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ebenfalls preislich sehr attraktiv, da lediglich nur ein einziges Rad von einem Drehzahlsteller geregelt werden muss, und auch Altgeräte vor Ort einfach umgerüstet werden können, da keine zusätzliche Hardware an den Rollensätzen notwendig ist.

Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar für die Bremsenprüfung von vierradangetriebenen Fahrzeugen mit starr gekoppelten Achsen sowie von Lastkraftwagen oder Baumaschinen mit starr gekoppelten Doppel- oder Mehrfachachsen.

Anhand der Figuren wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel mit einem Zwei-Rollensatz-Bremsenprüfstand dargestellt.

1 zeigt den mechanischen Aufbau eines Bremsenprüfstandes in einer kostengünstigen Zwei-Rollensatz-Konfiguration, bei dem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Anwendung kommt.

2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Reglung für den in 1 dargestellten Bremsenprüfstand.

3 zeigt ein Diagramm der Wegstreckennachführung bei normalen Prüfbedingungen ohne die Erkennung einer Spielgrenze

4 zeigt ein Diagramm der Wegstreckennachführung bei erschwerten Prüfbedingungen mit Erkennung von Spielgenzen während der Prüfung

In 1 ist ein Bremsenprüfstand 30 dargestellt, der zwei Rollensätzen 8, 9 und 10, 11 besitzt, auf die bei der Bremsenprüfung die zu prüfenden Räder 3 und 4 aufstehen. Die beiden Räder 3 und 4 sind über die Antriebswellen 22 und 23 mit dem vorderen Differentialgetriebe 1 verbunden. Eine Kardanwelle 7 bildet eine starre Verbindung zwischen dem vorderen Differenzialgetriebe 1 und dem hinteren Differentialgetriebe 2. Die beiden Abgänge des Differentialgetriebes 2 verbinden über die Gelenkwellen 24 und 25 die beiden Räder 5 und 6 miteinander. Für den Antrieb der beiden Rollensätze 8, 9 und 10, 11 sind zugeordnete Antriebseinrichtungen 20 und 21 in Form von Getriebemotoren vorgesehen.

Für die Ermittlung, der beim Bremsen entstehenden Drehmomente, sind Kraftmesseinrichtungen 26 und 27 mit den Antriebseinrichtungen 20 und 21 verbunden. Bekannte elektronische Sensoren zur Kraftmessung mit Dehnungsmessstreifen können hier zum Einsatz kommen. Sie messen das beim Bremsen entstehende Ausgangsdrehmoment der Antriebseinrichtungen 20 und 21, das mit dem Radius der Antriebsrolle verrechnet, die Bremskraft ergibt.

Für die Wegstreckenmessung während der Bremsenprüfung sind die von den beiden Rädern 3 und 4 angetriebenen, den Radumfang messenden Tastrollen 12 und 13 den entsprechenden Sensoren 13 und 15 zugeordnet. Die Sensoren 13 und 15 können bei der Rotation der Tastrollen 12 und 13 je nach verwendeter Art sowohl digitale als auch analoge Ausgangssignale liefern. Die Auflösung der ebenfalls in 2 dargestellten Sensoren 13 und 15 kann durch bekannte konstruktive Maßnahmen an die gewünschte Genauigkeit angepasst werden. So können z.B. digitale induktive oder kapazitive Abstandssensoren verwendet werden, die am Umfang der Tastrollen 12 und 13 mehrere Löcher detektieren und so den zurückgelegten Weg in kleinen Teilstücken repräsentieren oder auch analoge Sensoren, die eine sinusförmige Ausgangsspannung liefern, mit der deutlich feinere Auflösungen der zurück gelegten Wegstrecke möglich sind. Wie aus 2 zu ersehen ist, werden die Signale der Sensoren 13 und 15 über die Signalleitungen 35 und 36 an eine als Recheneinheit ausgebildete Auswereeinrichtung 39 übertragen. Die beiden Kraftmesseinrichtungen 26 und 27 liefern den entstehenden Bremskräften proportionale Ausgangssignale und sind ebenfalls über Signalleitungen 42 und 43 mit der Auswerteeinrichtung 39 verbunden.

Als Drehzahlsteller 40 für die Antriebseinrichtungen 20 und 21 kann beispielsweise ein handelüblicher Frequenzumrichter eingesetzt sein, der über die Steuerleitung 32 mit der Auswerteeinrichtung 39 verbunden ist. Die Antriebseinrichtungen 20 und 21 treiben über die Rollensätze 8, 9 und 10, 11 die Räder 3 und 4 an. Die Antriebseinrichtungen 20 und 21 können ebenfalls von der Auswerteeinrichtung 39 über die Steuerleitungen 33 und 34 gesteuert, mittels Leistungsschaltern 37 und 38 direkt am Netzstrom betrieben werden. So kann für jede Seite rechnergesteuert zwischen geregelten und ungeregelten Antrieben gewählt werden.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren wird anhand der Diagramme in 3 und 4 noch näher beschrieben.

Das zu prüfende Fahrzeug wird auf den Bremsenprüfstand 30 aufgefahren. Die Räder 3 und 4 der Vorderachse stehen nun auf den entsprechenden Rollensätzen 8, 9 und 10, 11 auf, und die Tastrollen 12 und 13 liegen mit Reibschluss an den Rädern 3 und 4 an. Bei dem in 1 dargestellten Bremsenprüfstand 30 müssen die Rollensätze 8, 9 und 10, 11 im Gegenlauf betrieben werden, da sich dann im Differentialgetriebe 1 die gegenläufigen Drehbewegungen bei gleicher Drehzahl aufheben und somit keine Drehbewegungen der Kardanwelle 7 entstehen können, die Ausgleichskräfte – sogenannte Scheinbremskräfte – erzeugen, und damit das Messergebnis verfälschen würden.

Bei einem Bremsenprüfstand mit vier Rollensätzen, auf dem alle Räder beider starr gekoppelter Achsen gleichzeitig aufstehen, müssen alle Rollensätze mit gleicher Drehrichtung angesteuert werden, damit eine sinnvolle Prüfung durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl für Rollenbremsenprüfstände mit zwei als auch mit vier Rollensätzen eingesetzt werden.

Da die Räder 3, 4, 5 und 6 starr über eine Kardanwelle 7 und zwei Differenzialgetriebe 1 und 2 miteinander gekoppelt sind, muss das, sowohl in den Differenzialgetrieben 1 und 2, als auch in den Gelenkwellen 22, 23, 24 und 25 und der Kardanwelle, vorhandene Flankenspiel ausgenutzt werden, um die einzelnen Bremskräfte der Räder 3 und 4 ohne Beeinflussung von Scheinbremskräften messen zu können.

Zu Beginn der Prüfung schaltet die Auswerteeinrichtung 39 die Leistungsschalter 37 und 38 mittels der Signalleitungen 33 und 34 auf den Ausgang des Drehzahlstellers 40 um. Damit können beide Antriebseinrichtungen 20, 21 mit der gleichen Drehzahl gesteuert werden. Die Drehzahl der beiden Antriebseinrichtungen 20, 21 wird nun mit einer kurzen Anlauframpe von Null auf Nenndrehzahl erhöht, wobei sich das zu prüfende linke Rad 3 in Fahrtrichtung 28, und das Rad 4 der gleichen Achse entgegengesetzt dreht.

Somit kann auch bei höheren Motorleistungen auf, in diversen Varianten erhältliche, sogenannte Motor-Sanftanlaufschaltungen verzichtet werden. Diese reduzieren den dem Netz entnommenen Anlaufstrom der Motoren und verhindert übermäßige Belastungen des Stromnetzes und der Mechanik.

Nach Erreichen der Nenndrehzahl der Antriebseinrichtungen 20 und 21, wird die Antriebseinrichtung 20 von der Ausgangsleitung 31 des Drehzahlstellers 40 auf die Netzleitung 41 umgeschaltet. Der Leistungsschalter 37 wird dazu über die Signalleitung 33 von der Auswerteeinheit 39 entsprechend angesteuert. Jetzt ist nur noch die rechte Antriebseinrichtung 21 mit der Ausgangsleitung 31 des Drehzahlstellers 40 verbunden und kann gezielt in ihrer Drehzahl geregelt werden.

Jetzt wird die Wegstreckennachführfunktion initialisiert und die beiden internen Wegstreckenzähler auf Null gesetzt. Das Diagramm in 3 beginnt an dieser Stelle. Die Wegstreckennachführfunktion regelt über den Drehzahlsteller 40 den zurückgelegten Weg 51 des rechten Rades 4 und den zurückgelegten Weg 50 des linken Rades 3 auf einen gleichen Wert. Dazu bedient sie sich der Wegstreckensignale der Tastrollen 12 und 13 und derer Sensoren 13 und 15.

Eine weitere Funktion prüft zuerst die Summe des in der Kardanwelle 7, in den Differentialgetrieben 1, 2 und in den Gelenkwellen 22, 23, 24, 25, vorhandenen Zahnflankenspiels. Dazu erhöht sie zuerst die Drehzahl der rechten Antriebseinrichtung 21 solange um einen festgelegten Wert, bis die Wegstreckenänderung des rechten Rades 4 identisch 54 mit der Wegstreckenänderung des linken Rades 3 ist. Dies stellt sich automatisch ein, wenn alle in Serie geschalteten Zahnflanken anliegen und damit die obere Spielgrenze 53 Erreicht wurde. Danach reduziert sie in gleicher Weise die Drehzahl der rechten Antriebseinrichtung 21, bis die Wegstreckenänderung des rechten Rades 4 erneut mit der Wegstreckenänderung des linken Rades 3 identisch 54 ist. Somit ist die untere Spielgrenze 52 erkannt worden. Der Wert des Zahnflankenspieles kann nun in Einheiten der Wegstreckensignale angegeben werden. Ist die Reifengröße bekannt, kann der Gesamtwert des Zahnflankenspiels auch in Winkelgraden der Radumdrehung angegeben werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die verstrichene Zeit zwischen den Spielgrenzen 52, 53 als Wert für das Flankenspiel anzusetzen. Dabei müssen allerdings die Umfangsgeschwindigkeiten der Räder 3 und 4 im weiteren Prüfungsverlauf mit berücksichtigt werden.

Ein alternativer Vorschlag zur Bestimmung des Zahnflankenspiels sieht vor, dass das rechte Rad 4 so lange langsam zuerst in eine Richtung gedreht wird, bis die Wegstreckenänderungen der Räder 3, 4 identisch 54 sind. Nun werden beide Wegstreckenzähler auf Null gesetzt. Das rechte Rad 4 wird dann so lange in die entgegengesetzte Richtung gedreht, bis die Wegstreckenänderungen der Räder 3, 4 erneut identisch 54 sind. Auch bei diesem Vorschlag kann der Wert des Zahnflankenspieles in Einheiten der Wegstreckensignale angegeben werden.

Die Drehzahl der rechten Antriebseinrichtung 21 wird nun so lange um einen festgelegten Wert erhöht, bis die Wegstreckenänderung des rechten Rades 4 um das halbe ermittelte Zahnflankenspiel 55 gegenüber der Wegstreckenänderung des linken Rades 3 angestiegen ist. Damit ist die Mittenposition zwischen den beiden Spielgrenzen 52 und 53 erreicht und die eigentliche Bremsenprüfung beginnt.

Wie weiter oben bereits dargestellt, regelt die Wegstreckennachführfunktion über den Drehzahlsteller 40 den zurückgelegten Weg 51 des rechten Rades 4 und den zurückgelegten Weg 50 des linken Rades 3 auf einen gleichen Wert. Wie in 3 dargestellt, prüft nun eine weitere Funktion während der Bremsenprüfung, ob keine der beiden Spielgrenzen 52, 53 erreicht wird, um sicherzustellen, dass die ermittelten Bremskraftmesswerte nicht durch Verspannungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs beeinträchtigt werden. Solche Verspannungen treten in Form von sogenannten Scheinbremskräften an den zu prüfenden Rädern auf und sind daher kaum von realen Bremskräften zu unterscheiden. Um diese Prüfung durchzuführen, wird nun fortlaufend, um einen Mittelwert pendelnd, die Drehzahl der rechten Antriebseinrichtung 21 um einen festgelegten Wert zuerst erhöht und anschließend verringert, so dass etwa ein Drittel des möglichen Spiels abgetastet wird, ohne jedoch eine der Spielgrenzen 52 oder 53 zu erreichen. Während einer normalen Bremsenprüfung ist somit gewährleistet, dass die Bremskräfte der Räder 3 und 4 ohne gegenseitige Beeinflussung ermittelt, dargestellt und/oder abgespeichert werden können.

Sollte jedoch wie in 4 dargestellt, aufgrund großer Profiltiefedifferenzen oder Reifenfülldruckschwankungen der Räder 3 und 4 oder starker Belastungen während der Bremsenprüfung leicht ungleichmäßige Wegstrecken der Räder 3 und 4 zurückgelegt werden, wird zu einem bestimmten Zeitpunkt eine der Spielgenzen 52 oder 53 von der Auswerteeinheit 39 detektiert 54. Dann wird die Drehzahl der rechten Antriebseinrichtung 21 wie zuvor beschrieben, so lange um einen festgelegten Wert in der entsprechenden Richtung geändert, bis die Mittenposition 55 zwischen den beiden Spielgrenzen 52 und 53 erneut erreicht ist. Von hier an wird die Prüfung wie zuvor weitergeführt. Durch die integrierte Wegstreckennachführfunktion mit Spielgrenzentastung können somit auch bei ungünstigen Verhältnissen korrekte Bremsenprüfungen durchgeführt werden.

Nach dem Abschalten der Antriebseinrichtungen 20 und 21 am Ende der Bremsenprüfung des linken Rades 3 schaltet die Auswerteeinrichtung 39 die Leistungsschalter 37 und 38 mittels der Signalleitungen 33 und 34 erneut auf den Ausgang des Drehzahlstellers 40 um. Die Drehzahl der beiden Antriebseinrichtungen 20, 21 wir nun erneut mit einer kurzen Anlauframpe von Null auf Nenndrehzahl erhöht, wobei sich das nun zu prüfende rechte Rad 4 in Fahrtrichtung 28 und das Rad 3 der gleichen Achse entgegengesetzt dreht. Der Prüfungsablauf folgt analog dem zuvor beschriebenen Verfahren. Nun werden nach dem Wechsel zur Hinterachse analog die Bremsen der restlichen Räder 5 und 6 geprüft, bis die Gesamtprüfung abgeschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Bestimmung der Spielgrenzen durch einen Wegstreckenvergleich erfolgt, da die Wegstrecken das reale Spiel des Antriebstranges darstellen, und auf den Radumfang projezieren.

Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Spielgrenzen durch einen Vergleich der zurückgelegten Zeit erfolgt. Damit ist eine feinere Bestimmung der Spielgrenzen bei höherem Rechenaufwand möglich.

Von Vorteil ist ebenso, wenn die Spielgrenzen durch eine Vorwärts- und Rückwertsbewegung eines Rades erfolgt, wobei die übrigen Räder stillstehen. Dadurch ist es möglich, vor dem eigentlichen Prüfvorgang das Spiel im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Spiel im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs durch eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit eines der auf einem Rollensatz aufstehenden Räder geprüft wird. Dadurch sind auch sehr kleine Relativdrehgeschwindigkeiten der Räder zueinander erzielbar. Zudem ist der Zeitaufwand bei dieser Ausführungsform am geringsten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf einem Vier-Rollensatz-Prüfstand analog dem hier beschrieben Verfahren durchgeführt. Lediglich stehen alle vier Räder des Kraftfahrzeugs gleichzeitig auf vier in gleicher Drehrichtung angetriebenen Rollensätzen auf, und der Mittelwert der Wegstreckenänderungen der drei direkt am Stromnetz ungeregelt betriebenen Rollensätze wird als Referenz der Wegstreckennachführfunktion für den vom Drehzahlsteller angetriebenen vierten Rollensatz verwendet.

Zweckmäßigerweise sind jeweils zwei Rollensätze für die Prüfung einer Fahrzeugachse innerhalb eines gemeinsamen Rahmens zusammengefasst, wobei der Abstand der beiden Rahmen zueinander variabel einstellbar ist, um sich dem unterschiedlichen Radstand der einzelnen Kraftfahrzeuge anzupassen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Prüfen der Bremsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren gleichzeitig angetriebenen Achsen, die mechanisch unlösbar miteinander gekoppelt sind, und bei denen zwischen den während des Prüfvorgangs annähernd gleich schnell angetrieben Rädern mindestens einer Achse, je ein Ausgleichsgetriebe geschaltet ist, und die zu prüfenden Räder bei gleichzeitiger Bremskraftmessung einzeln abgebremst und die Bremswirkungen der jeweiligen einem Rad zugeordneten Bremsen erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das Zahnflankenspiel des gesamten Antriebsstranges durch wechselseitiges Anfahren der beiden Spielgrenzen ermittelt, und danach fortlaufend, um den Mittelwert der zurückgelegten Wegstrecken der gleichzeitig ungeregelt angetriebenen Räder pendelnd, die Zunahme der zurückgelegten Wegstrecke des von einer Antriebseinrichtung mit Drehzahlsteller angetrieben Rades abwechselnd derart erhöht und verringert wird, so dass nur ein Teil des tatsächlichen Zahnflankenspiels abgetastet wird und dass bei einem unbeabsichtigten Erreichen einer der beiden Spielgrenzen der Drehzahlsteller die Antriebseinrichtung so lange in der entsprechenden Richtung verändert, bis die zurückgelegte Wegstrecke des geregelten Rades etwa um die Hälfte der Wegstrecke des zuvor ermittelten Zahnflankenspiels gegenüber der Summe der gleichzeitig angetriebenen Räder verändert wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Zwei-Rollensatz-Prüfstand anwendbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Vier-Rollensatz-Prüfstand anwendbar ist.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Spielgrenzen durch einen Wegstreckenvergleich erfolgt.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Spielgrenzen durch eine Zeitmessung erfolgt.
  6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs durch eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eines Rades ermittelt wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs durch eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit eines der Räder einer Achse ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ermittelten Spiel im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs um Zahnflankenspiel innerhalb der Differentialgetriebe und/oder der Gelenkwellen und/oder der Kardanwelle handeln kann.
  9. Vorrichtung zum Prüfen der Bremsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren gleichzeitig angetriebenen Achsen, die mechanisch unlösbar miteinander gekoppelt sind, und bei denen zwischen den während des Prüfvorgangs annähernd gleich schnell angetrieben Rädern mindestens einer Achse, je ein Ausgleichsgetriebe geschaltet ist, und die zu prüfenden Räder auf mindestens zwei Rollensätzen aufstehen, die jeweils von einer Antriebseinrichtung mit angekoppelter Kraftmesseinrichtung angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Antriebseinrichtung eines Rollensatzes mit einem Drehzahlsteller verbunden ist, der durch kontrolliertes Regeln der Drehzahl zuerst das Zahnflankenspiel des gesamten Antriebsstranges ermittelt, und danach fortlaufend die Drehzahl abwechselnd derart erhöht und verringert, so dass nur ein Teil des tatsächlichen Zahnflankenspiels abgetastet wird und der bei einem unbeabsichtigten Erreichen einer der beiden Spielgrenzen die Antriebeinrichtung derart steuert, dass erneut die Mitte des Zahnflankenspiels erreicht wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand aus zwei Rollensätzen besteht.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand aus vier Rollensätzen besteht.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Rollensätze für die Prüfung einer Fahrzeugachse innerhalb eines gemeinsamen Rahmens zusammengefasst sind, und dass der Abstand der beiden Rahmen zueinander variabel einstellbar ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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