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Title:
DEVICE FOR TESTING VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/114926
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a test stand for the simulation of the vibration behavior of a vehicle. The test stand comprises a receiving element (A) for contacting with a vehicle (F) and an excitation system (S) for the application of excitation frequencies. The excitation system comprises a main actuator system (H) with at least one movable main actuator (10) and an additional actuator system (Z) with at least one movable additional actuator (20), the additional actuator system (Z) being connected to the main actuator system (H).

Inventors:
KNESTEL ANTON (DE)
KÜCHLE JÜRGEN (DE)
BECHERER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/083505
Publication Date:
June 28, 2018
Filing Date:
December 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
AIP GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
G01M17/04
Domestic Patent References:
WO1998006590A21998-02-19
WO2016053205A12016-04-07
Foreign References:
EP0577855A11994-01-12
Attorney, Agent or Firm:
MERH-IP MATIAS ERNY REICHL HOFFMANN PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen mit

- einem Aufnahmeelement (A) welches einen Aufstandsbereich zur Kontaktierung mit einem Fahrzeug (F) aufweist, und

- einem mit dem Aufnahmeelement (A) in Verbindung stehenden Anregungssystem (S) zum Aufbringen von Anregungsfrequenzen, wobei das Anreg ngssystem (S) ein Hauptaktorsystem (H) mit zumindest einem beweglichen Hauptstellglied (10) und ein Zusatzaktorsystem (Z) mit zumindest einem beweglichen Zusatzstellglied (20) umfasst, und wobei das Zusatzaktorsystem (Z) mit dem Hauptaktorsystem (H) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zusatzaktorsystem (Z) im Bereich eines beweglichen Endes des Hauptstellglieds (10) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit dem Hauptaktorsystem (H) Anregungsfrequenzen bis zu einer ersten Grenzfrequenz aufgebracht werden können und mit dem Zusatzaktorsystem (Z) Anregungsfrequenzen größer als die erste Grenzfrequenz aufgebracht werden können.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zusatzaktorsystem (Z) zwischen dem Aufnahmeelement (A) und dem Hauptaktorsystem (H) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eigenfrequenz des Hauptaktorsystems (H) geringer ist als die Eigenfrequenz des Zusatzsaktorsystems (Z).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am beweglichen Ende des Hauptstellglieds (10) eine Hauptaufnahmeplatte (12) vorgesehen ist und das Zusatzstellglied auf der Hauptaufnahmeplatte (12) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hauptaktorsystem (H) als Hauptstellglied (10) einen ersten Hydraulikzylinder mit einem beweglichen Endabschnitt umfasst und das Zusatzaktorsystem (Z) als Zusatzstellglied (20) zumindest einen zweiten Hydraulikzylinder umfasst und wobei der zumindest der eine zweite Hydraulikzylinder am beweglichen Endabschnitt des ersten Hydraulikzylinders befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hauptaktorsystem (H) zumindest einen doppeltwirkenden Zylinder umfasst und/oder das Zusatzaktorsystem (Z) zumindest einen doppeltwirkender Zylinder umfasst.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hauptaktorsystem (H) einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder umfasst und das Zusatzaktorsystem (Z) zumindest einen einfach wirkenden Hydraulikzylinder umfasst und wobei zusätzlich ein Federelement im Zusatzaktorsystem (Z) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zusatzaktorsystem (Z) zumindest einen Plungerzylinder umfasst.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vom Hauptaktorsystem (H) zu bewegende Masse größer ist als die vom Zusatzaktorsystem (Z) zu bewegende Masse und wobei die vom Hauptaktorsystem (H) zu bewegende Masse die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems (Z) beinhaltet.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zusatzaktorsystem (Z) mit der Bewegung des Hauptstellglieds (10) mitbewegt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung vier Aufnahmeelemente (A) aufweist und jedem Aufnahmeelement (A) ein Anregungssystem (S) zugeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anregungssystem (S) eine Anregung in vertikaler Richtung erzeugt.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das , Zusatzstellglied (20) mit dem Hauptstellglied (10) mechanisch gekoppelt ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufnahmeelement (A) zwei Rollen (Rl, R2) aufweist welche über ein Band (16) miteinander drehbar verbunden sind, zur Ausbildung einer Flachbandaufnahme.

17. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Zusatzstellglied (20) derart in Verbindung mit dem Band (16) steht, dass dieses durch das Zusatzaktorsystem (Z) angeregt werden kann und wobei das Hauptstellglied (H) derart in Verbindung mit zumindest einer Rolle (Rl, R2) der Flachbandaufnahme steht, dass die Rolle (Rl, R2) über das Hauptaktorsystem (H) angeregt werden kann.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Bandauflage (25) zur Kontaktierung mit dem Band (16) vorgesehen ist und das Zusatzaktorsystem (Z) mit der Bandauflage (25) in Verbindung steht.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hauptaktorsystem (H) bis zu einer Anregungsfrequenz von 50 Hz eingesetzt werden kann und das Zusatzaktorsystem für Frequenzen über 50 Hz eingesetzt werden kann.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Hauptaktorsystem (H) über zumindest ein Servoventil (13) angesteuert wird und wobei das zumindest eine Servoventil (13) am feststehenden Teil des Hauptaktorsystems (H) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufnahmeelement (A) eine Radpfanne ist zum Aufnehmen eines Rades des zu prüfenden Fahrzeugs (F).

22. Fahrzeugprüfstand mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vier Hauptaktorsysteme (H) und vier Zusatzsaktorsysteme (Z) vorgesehen sind und wobei jedes Hauptaktorsystem (H) einen hydraulischen Stempel umfasst an dem ein Zusatzaktorsystem (Z) vorgesehen ist, und wobei die Hauptaktorsysteme (H) und die Zusatzaktorsysteme (Z) dazu eingerichtet sind ein am Prüfstand positioniertes Fahrzeug (F) über die an den Aufnahmeelementen (A) vorgesehenen Fahrzeugreifen in vertikaler Richtung mit zumindest einer Anregungsfrequenz anzuregen.

23. Fahrzeugprüfstand der eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 umfasst, und wobei der Fahrzeugprüf stand bevorzugt ein Flachbandprüfstand ist.

Description:
Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen und insbesondere zur Simulation des Schwingungsverhaltens von Fahrzeugen. Über Aktoren wird eine Schwingungsanregung auf das Fahrzeug aufgebracht, um beispielsweise eine Straßenfahrt zu simulieren.

Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Prüfstände bekannt, welche zur Anregung des Fahrzeugs servo-hydraulische Stempel verwendet. Beispielsweise wird in der WO 9 806 590 A2 ein reifengekoppelter Straßensimulator beschrieben, welcher ein„Four-Poster"-System umfasst. Mit diesem System ist es möglich, ein vollständig montiertes Fahrzeug zu prüfen. Der reifengekoppelte Straßensimulator weist mehrere Stellglieder auf, die das Fahrzeug stützen.

Auch in der EP 0 577 855 AI ist ein Fahrzeugprüfstand diskutiert, wobei über einen einzelnen Aktuato die Radaufstandsflächen bewegt werden.

In der WO 2016 053205 AI ist ein Fahrsimulator beschrieben, der zur Simulation einer Straßenoberfläche sowie zur Simulation einer Neigung des Fahrzeugs konfiguriert ist. Dabei ist ein Befestigungssystem für die Fahrsimulation bereitgestellt, mit einer Basis auf der eine Bodenstützplatte befestigt ist. Über eine Welle wird das System angetrieben. Auf der Welle ist ein Exzenter angeordnet, welcher mit einem Arm verbunden ist. Der Arm ist mit einer Trägerplatte verbunden und zusätzlich ist eine Gasfeder vorgesehen, um eine Anregung zu erzeugen.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen bereitzustellen mit welcher eine verbesserte Anregung des zu prüfenden Fahrzeugs ermöglicht wird. Zudem ist es eine Aufgabe, einen Fahrzeugprüfstand bereitzustellen mit dem eine optimierte Anregung des zu prüfenden Fahrzeugs erreicht werden kann. l Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgaben wird eine Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Abhängige Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen vorgeschlagen, welche ein Aufnahmeelement aufweisen kann, welches einen Aufstandsbereich zur Kontaktierung mit einem Fahrzeug aufweist. Die Vorrichtung kann zudem ein Anregungssystem zum Aufbringen von Anregungsfrequenzen aufweisen, welches mit dem Aufnahmeelement in Verbindung steht. Das Anregungssystem kann ein Hauptaktorsystem mit zumindest einem beweglichen Hauptstellglied und ein Zusatzaktorsystem mit zumindest einem beweglichen Zusatzstellglied umfassen. Das Zusatzaktorsystem kann mit zumindest einem beweglichen Hauptstellglied verbunden sein. Insbesondere kann das Zusatzaktorsystem mit dem Hauptaktorsystem verbunden sein. Durch diese charakteristische Anordnung ist es möglich, einen verbesserten Anregungsfrequenzbereich zum Anregen des Fahrzeugs zu erreichen.

Servo-hydraulische Stempel haben je nach angekoppelter Masse bestimmte Eigenfrequenzen. Die Elastizitäten und damit die Federhärte wird bestimmt durch die Festigkeit beispielsweise des Zylinderrohrs, aber auch des Kolbens und der Kolbenstange, da auch diese durch entsprechend hohen Druck verformt werden. Öl gilt im Allgemeinen im Gegensatz zu Luft als nicht kompressibel, allerdings ist bei entsprechend hohem Druck eine gewisse Kompressibilität vorhanden. Das Hydrauliköl verfügt somit über ein Kompressionsmodul in etwa von 10 9 bis 10 10 Pa. Umso größer die Verfahrwege der Servozylinder, umso mehr Öl ist im Zylinder und umso weicher wird das System. Je nach angekoppelter Masse ergibt sich die Kreisfrequenz aus der Federhärte und der Masse aller beweglichen Teile, einschließlich der beweglichen Olvolumina. Bei großen Fahrzeugprüfständen mit entsprechend großen beweglichen Massen ergeben sich Resonanzfrequenzen von ca. 50 Hz. Bei Komfortuntersuchungen sind diese Frequenzen jedoch zu niedrig. Zur Verbesserung des Frequenzbereichs wird somit vorgeschlagen, ein Zusatzaktorsystem vorzusehen und dieses Zusatzaktorsystem mit dem Hauptaktorsystem zu verbinden. Insbesondere wird vorgeschlagen, das Zusatzaktorsystem am Hauptaktorsystem, und insbesondere am beweglichen Ende des Hauptstellglieds des Hauptaktorsystems vorzusehen. Dadurch ist es möglich, einen Frequenzbereich von wenigen Hertz bis zu einigen hundert Hertz zu simulieren. Bevorzugt werden Frequenzen ähnlich wie bei einem Lautsprechersystem durch Frequenzweichen separiert und einem Regelungssystem zugeführt.

Das Zusatzaktorsystem kann im Bereich eines beweglichen Endes des Hauptstellglieds des Hauptaktorsystems vorgesehen sein. Durch diese vorteilhafte Anordnung kann eine verbesserte Anregung des Fahrzeugs erreicht werden. Insbesondere kann der Anregungsfrequenzbereich erhöht werden.

Das Zusatzaktorsystem kann drei und bevorzugt vier Aktoren umfassen. Die Aktoren können dabei parallel zueinander ausgerichtet sein derart, dass diese dieselbe Bewegungsrichtung aufweisen. Die Aktoren können zudem hydraulische und/oder elektrische Aktoren sein. Durch das Vorsehen von mehreren Aktoren für das Zusatzaktorsystem, welche insbesondere parallel zueinander ausgerichtet sind, ist es möglich, einen sehr hohen Frequenzbereich zu erreichen, da die einzelnen Aktoren sehr klein gestaltet werden können und diese in Summe dennoch hohe Anregungskräfte aufbringen können. Zudem kann dadurch der Frequenzbereich des gesamten Anregungssystems erhöht werden.

Das Zusatzaktorsystem kann zumindest ein Federelement aufweisen, welches mit dem Aufnahmeelement kontaktiert ist. Durch ein solches Federelement kann einerseits der Frequenzbereich optimiert werden und andererseits kann die Beanspruchung der Zusatzstellglieder bzw. des Zusatzstellglieds des Zusatzaktorsystems reduziert werden, da das Federelement das Zusatzstellglied unterstützt.

Das Zusatzaktorsystem kann vier Aktoren umfassen, welche quadratisch zueinander angeordnet sind derart, dass je ein Aktuator in einer Ecke des Quadrats angeordnet ist. Diese vorteilhafte Anordnung der Aktoren des Zusatzaktorsystems ermöglicht ein möglichst gleichmäßiges Aufbringen der Anregung, wobei zudem ein sehr hoher Frequenzbereich von bis zu 600 Hz simuliert werden kann.

Die Aktoren des Zusatzaktorsystems können in einer Flachbahn verwendet werden, sodass die Anregungsfrequenz erhöht werden kann. Somit wird in der Flachbahn nicht lediglich nur das Hauptaktorsystem vorgesehen, sondern auch ein Zusatzaktorsystem mit Zusatzstellgliedern, welche sehr hohe Frequenzen simulieren können.

Die Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen kann bevorzugt als Flachbahnprüfstand ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass ein Fahrzeug lediglich auf den Prüfstand bewegt werden muss, sodass die Aufnahmeelemente mit den Reifen des Fahrzeugs in Kontakt treten. Ein Prüfen des Fahrzeugs über den vorteilhaften Frequenzbereich ist somit auf einfache Weise möglich. Bei dem Flachbahnprüfstand kann das Anregungssystem in einer Prüfstandskammer eingebaut sein, sodass das Fahrzeug lediglich in die Prüfstandskammer einfahren muss, um direkt am Anregungssystem positioniert zu werden.

Das Hauptaktorsystem kann zumindest einen doppeltwirkenden Zylinder umfassen. Dies hat den Vorteil, dass der vergleichsweise große hydraulische Zylinder des Hauptaktorsystems entsprechend in zwei Richtungen angesteuert werden kann, sodass das Fahrzeug vorteilhaft angeregt werden kann. Doppeltwirkende Zylinder haben zudem den Vorteil einer möglichst gleichmäßigen und schnellen Anregung, sodass die Anregung des Fahrzeugs verbessert werden kann. Zusätzlich kann auch das Zusatzaktorsystem zumindest einen doppeltwirkenden Zylinder aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass zusätzlich zum doppelt wirkenden Zylinder des Hauptaktorsystems auch ein doppelt wirkender Zylinder für das Zusatzaktorsystem bereitgestellt wird, sodass über den gesamten Anregungsfrequenzbereich ein rasches und kraftvolles Anregen des Fahrzeugs möglich ist. Das Hauptaktorsystem kann einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder umfassen und das Zusatzaktorsystem kann zumindest einen einfach wirkenden Hydraulikzylinder umfassen (Plunger-Zylinder). Auf diese Weise kann eine vorteilhafte Vorrichtung zum Prüfen von Fahrzeugen bereitgestellt werden, da ein vereinfachter Aufbau vorgesehen ist und zudem der Anregungsfrequenzbereich erweitert ist. Zusätzlich kann ein Federelement im Zusatzaktorsystem vorgesehen sein zum Rückholen des einfach wirkenden Hydraulikzylinders bzw. zum Rückholen des Kolbens des einfach wirkenden Zylinders.

Das Hauptaktorsystem kann zumindest einen Plunger-Zylinder umfassen und/oder das Zusatzsystem kann auch einen Plunger-Zylinder umfassen. Durch die Bereitstellung eines Plunger-Zylinders kann auf einfache Weise das Anregungssystem bereitgestellt werden, sodass ein vereinfachter Aufbau gewährleistet ist und gleichzeitig auch der erfindungsgemäß hohe Frequenzbereich gewährleistet wird.

Mit dem Hauptaktorsystem können Anregungsfrequenzen bis zu einer ersten Grenzfrequenz (welche bevorzugt kleiner gleich der Resonanzfrequenz des Hauptaktorsystems ist) aufgebracht werden und über das Zusatzaktorsystem können Anregungsfrequenzen, die größer sind als die erste Frequenz, aufgebracht werden. Somit wird ein langsameres großes Hauptaktorsystem für die niedrigen Anregungsfrequenzen bereitgestellt und ein kleines, schnelles Zusatzaktorsystem mit dem Anregungsfrequenzen größer als die erste Grenzfrequenz aufgebracht werden können. Durch diesen zweiteiligen Aufbau ist es möglich, einen sehr breiten Frequenzbereich abzudecken und somit eine optimale Anregung zu gewährleisten.

Mit anderen Worten, das Hauptaktorsystem kann zum Anregen des Fahrzeugs bis zu einer ersten Frequenz konfiguriert sein und das Zusatzaktorsystem zum Anregen des Fahrzeugs über der ersten Frequenz.

Das Zusatzaktorsystem kann (räumlich) zwischen dem Aufnahmeelement und dem Hauptaktorsystem angeordnet sein. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass zur Anregung in niedrigen Frequenzbereichen das Hauptaktorsystem über das feststehende (nicht direkt aktuierte) Zusatzaktorsystem die Anregung in das Aufnahmeelement bzw. in das Fahrzeug, welches am Aufnahmeelement aufgenommen ist, einbringt. Für hohe Frequenzen kann das Zusatzaktorsystem direkt über das Aufnahmeelement die hohen Anregungsfrequenzen in das Fahrzeug aufbringen. Vorteilhaft ist zudem, dass das Zusatzsystem zwischen dem Aufnahmeelement und dem Hauptstellglied angeordnet sein kann.

Die Masse des Zusatzaktorsystems kann geringer sein als die Masse des Hauptaktorsystems. Da insbesondere die Eigenfrequenz der Aktorsysteme maßgeblich von den zu bewegenden Massen abhängt, ist es durch die Wahl eines kleinen Zusatzaktorsystems mit geringer Masse und einem Hauptaktorsystem mit größerer Masse möglich, einen breiten Frequenzbereich für die Anregung des Fahrzeugs abzudecken. Mit anderen Worten kann das Hauptaktorsystem eine zu bewegende Masse aufweisen, die größer ist als die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems. Besonders vorteilhaft kann das Hauptaktorsystem die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems beinhalten. Insbesondere kann die vom Hauptaktorsystem zu bewegende Masse die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems beinhalten. Diese charakteristische Ausgestaltung führt zu einer schnellen und einfach aufgebauten Vorrichtung, welche den charakteristisch breiten Frequenzbereich für das Aufbringen der Anregungen des Fahrzeugs abdecken kann.

Vorteilhaft kann die Eigenfrequenz des Hauptaktorsystems geringer sein als die Eigenfrequenz des Zusatzaktorsystems. Weiter vorteilhaft ist die Eigenfrequenz des Hauptaktorsystems maximal ein Drittel der Eigenfrequenz des Zusatzaktorsystems. Durch die entsprechende Wahl der Haupt- und Zusatzsysteme ist es somit möglich, einen sehr breiten Frequenzbereich für die Anregung des Fahrzeugs abzudecken.

Das Zusatzaktorsystem kann mit der Bewegung des Hauptstellglieds mitbewegt werden. Dies ist möglich, wenn das Zusatzaktorsystem am beweglichen Ende des Hauptstellglieds angeordnet ist, sodass ein Mitbewegen möglich ist. Beim Übergang der Anregungsfrequenz vom Hauptaktorsystem zum Zusatzaktorsystem ist es somit möglich, einen gleichmäßigen Übergang bei Erreichen der ersten Grenzfrequenz zu ermöglichen. Insbesondere wird bei Erreichen der ersten Grenzfrequenz das Hauptaktorsystem für die Anregung des Fahrzeugs durch das Zusatzaktorsystem abgelöst, wobei durch den nachgeschalteten Aufbau der Aktorsysteme ein direktes Aufbringen der Anregungsfrequenzen des Zusatzaktorsystems bei Erreichen der ersten Grenzfrequenz möglich ist.

Die Vorrichtung kann vier (separate) Aufnahmelemente aufweisen und jedem Aufnahmeelement kann ein eigenes Anregungssystem zugeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, welche ein sogenanntes Four-Poster-System bildet, sodass Fahrzeuge und insbesondere Kraftfahrzeuge an vier Reifen über die Aufnahmeelemente kontaktiert werden können und über die separaten Anregungssysteme angeregt werden können.

Das Anregungssystem kann eine Anregung in vertikaler Richtung erzeugen. Diese Anregung kann insbesondere sowohl vom Hauptaktorsystem als auch vom Zusatzaktorsystem in vertikaler Richtung erfolgen, wobei die vertikale Richtung bevorzugt entlang der Fahrzeughochachse verläuft.

An einem Ende des Hauptstellglieds kann das Zusatzstellglied angeordnet sein. Insbesondere kann am beweglichen Ende des Hauptstellglieds eine Hauptaufnahmeplatte vorgesehen sein und das Zusatzstellglied kann auf der Hauptaufnahmeplatte angeordnet sein. Durch diese vorteilhafte Anordnung kann eine einfache Vorrichtung bereitgestellt werden, welche den charakteristischen Frequenzbereich abdecken kann.

Das Zusatzstellglied kann mit dem Hauptstellglied mechanisch (direkt) gekoppelt sein. Durch diese mechanische Kopplung ist es möglich, das Zusatzstellglied zu bewegen bzw. das gesamte Zusatzaktorsystem zu bewegen, wenn das Hauptstellglied aktuiert wird. Durch diese charakteristische Anordnung ist es möglich, eine Überlagerung von verschiedenen Frequenzen bzw. ein gleichzeitiges Aufbringen von verschiedenen Frequenzen möglich. Diese können auch größer als die erste Grenzfrequenz sein.

An einem Ende des Hauptstellglieds kann das Zusatzstellglied angeordnet sein derart, dass bei Bewegung des Hauptstellglieds gleichzeitig auch das Zusatzstellglied mitbewegt wird. Bevorzugt wird das Zusatzstellglied in dieselbe Richtung bewegt wie das Hauptstellglied. Diese bevorzugte Richtung ist vertikal zum Fahrzeug.

Das Hauptaktorsystem und das Zusatzaktorsystem können hydraulische Systeme sein und beide System können über eine gemeinsame Hydraulikeinspeisung verbunden sein. Das Zusatzaktorsystem kann auch elektromechanisch betätigt werden.

Das Hauptaktorsystem kann als Hauptstellglied einen ersten Hydraulikzylinder mit einem beweglichen Endabschnitt umfassen und das Zusatzaktorsystem kann als Zusatzstellglied zumindest einen zweiten Hydraulikzylinder umfassen, wobei zumindest ein zweiter Hydraulikzylinder am beweglichen Endabschnitt des ersten Hydraulikzylinders befestigt sein kann. Durch diese vorteilhafte Anordnung des Zusatzaktorsystems relativ zum Hauptaktorsystem kann auf einfache Weise der vorteilhafte Frequenzbereich für die Anregung des Fahrzeugs erreicht werden.

Das Aufnahmeelement kann zwei Rollen aufweisen, welche über ein Band miteinander drehbar verbunden sind, zur Ausbildung einer Flachbandaufnahme. Besonders vorteilhaft ist es, eine Flachbandaufnahme eines Aufnahmeelements bereitzustellen, sodass zusätzlich zur Anregung in bevorzugt vertikaler Richtung des Fahrzeugs auch eine Drehbewegung durch Drehung der Rollen und des Bandes simuliert werden kann. Dadurch kann das Fahrzeug derart auf der Vorrichtung positioniert werden, dass sich die vertikale Anregung über die Fahrzeugräder in das Fahrzeug übertragen lässt und zusätzlich auch die Räder sich drehen können bzw. in horizontaler Richtung angeregt werden können. Somit kann durch diese mehrachsige Anregung das Fahrzeug in mehreren Achsen gleichzeitig angeregt werden, sodass einerseits der verbesserte Frequenzbereich bereitgestellt werden kann und andererseits eine Vielzahl von weiteren Fahrsituationen simuliert werden kann. Dadurch lässt sich die Frequenzuntersuchung des Fahrzeugs im besonderen Maße verbessern.

Das Zusatzstellglied kann derart in Verbindung mit dem Band stehen, dass dieses durch das Zusatzaktorsystem angeregt werden kann und wobei das Hauptstellglied derart in Verbindung mit zumindest einer Rolle der Flachbandaufnahme stehen kann, dass die Rolle über das Hauptaktorsystem angeregt werden kann. Die Anregung in den hohen Frequenzbereichen erfolgt über das Zusatzstellglied, und somit vorteilhaft direkt über das Band auf dem die Fahrzeugreifen angeordnet werden. Die Anregung in den niedrigen Frequenzen erfolgt über das Hauptaktorsystem und zwar über das Hauptstellglied, welches (direkt) mit den Rollen der Flachbandaufnahme in Verbindung steht, wodurch sich die niedrigen Frequenzen sehr gut auf das Fahrzeug aufbringen lassen. Durch diese besonders vorteilhafte Anordnung ist es möglich, die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems weiter zu reduzieren, da dieses lediglich das Band aktuieren muss auf dem sich der Fahrzeugreifen befindet, sodass die Anregungsfrequenzen weiter erhöht werden können.

Vorteilhaft kann eine Bandauflage zur Kontaktierung mit dem Band vorgesehen sein und das Zusatzaktorsystem kann mit der Bandauflage in Verbindung stehen. Durch diese Bandauflage ist es somit möglich, über das Zusatzsystem die Anregung in das Band einzuleiten und dabei die zu bewegende Masse für das Zusatzaktorsystem möglichst gering zu halten. Der Frequenzbereich kann weiter erhöht werden. Die Bandauflage hat den Vorteil, dass die Anregung in das Band nicht punktuell, sondern flächig eingeleitet wird, sodass die Haltbarkeit des Bands weiter erhöht werden kann und die Anregungsfrequenzen optimiert werden können. Die Bandauflage kann somit einen flächigen Abschnitt umfassen, welcher mit dem Band kontaktierbar ist. Die Bandauflage kann zudem über ein Fluidlager gelagert werden, zur Verhinderung des Kontakts des Bandes zur Bandauflage auch unter Last. Somit kann ein optimaler Frequenzbereich durch das Anregungssystem erreicht werden.

Das Zusatzstellglied kann bevorzugt direkt mit der Bandauflage in Verbindung stehen. Zudem kann bevorzugt das Zusatzaktorsystem und die Bandauflage zumindest teilweise zwischen den Rollen der Flachbandaufnahme vorgesehen sein. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, das Zusatzaktorsystem für die Anregung im höheren Frequenzbereich vorteilhaft anzuordnen, sodass beim Übergang von der Anregung über das Hauptaktorsystem zur Anregung über das Zusatzaktorsystem ein möglichst harmonischer Übergang gewährleistet werden kann. Der Frequenzbereich der Vorrichtung kann daher optimal ausgenutzt werden. Die Anregung (des Fahrzeugs) über das Hauptaktorsystem kann bevorzugt über das Hauptstellglied und die damit in Verbindung stehenden Rollen der Flachbandaufnahme erfolgen, wobei zwischen diesen Rollen das Zusatzaktorsystem angeordnet ist, welches die Bandauflage und das Band der Flachbandaufnahme anregt.

Bevorzugt können die Fahrzeugräder über das Band in horizontaler Richtung angeregt werden (durch Drehung der Rollen). Mit anderen Worten kann über das Band eine Anregung auf die Fahrzeugräder eingebracht werden, welche quer (bevorzugt orthogonal) zur Anregungsrichtung des Hauptaktorsystems und des Zusatzaktorsystems ist. Bevorzugt ist das Hauptaktorsystem dazu eingerichtet, eine Anregung in vertikaler Richtung aufzubringen.

Das Hauptaktorsystem kann im Wesentlichen bis zu einer Anregungsfrequenz von 50 Hz eingesetzt werden und das Zusatzaktorsystem für Frequenzen über 50 Hz. Besonders bevorzugt wird das Zusatzaktorsystem bis zu einer Frequenz von 600 Hz eingesetzt. Das Erreichen dieser Anregungsfrequenzen ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung, da das Hauptaktorsystem bis zur Frequenz von (im Wesentlichen 50) Hz eingesetzt werden kann, sodass dieses dementsprechend große Massen (zu bewegende Massen bzw. gekoppelte Massen) aufweisen kann und wobei das Zusatzaktorsystem für Frequenzen über diesen 50 Hz eingesetzt werden kann, sodass ein möglichst breiter Frequenzbereich erreicht werden kann. Durch die entsprechende Wahl der Aktoren des Zusatzaktorsystems ist es möglich eine Frequenz von bis zu 600 Hz zu erreichen.

Das Aufnahmeelement kann auch eine Radpfanne sein zum Aufnehmen eines Rads des zu prüfenden Fahrzeugs. Wird somit ein Prüfstand benötigt, bei dem lediglich eine vertikale Anregung ausreichend ist, so ist ein effizientes Aufbringen der Anregungsfrequenzen über eine Radpfanne als Aufnahmeelement möglich.

Es kann ein Fahrzeugprüfstand bereitgestellt werden, der eine Vorrichtung gemäß der obengenannten Merkmale umfasst, wobei der Fahrzeugprüfstand bevorzugt ein Flachbandprüfstand ist.

Der Fahrzeugprüfstand kann bevorzugt vier Hauptaktorsysteme und vier Zusatzaktorsysteme umfassen, wobei jedes Hauptaktorsystem einen hydraulischen Stempel umfasst, an dem ein Zusatzaktorsystem vorgesehen ist und bevorzugt daran fixiert ist.

Jedes Zusatzaktorsystem kann bevorzugt vier hydraulische Zusatzstempel umfassen. Die Hauptaktorsysteme und die Zusatzaktorsysteme können dazu eingerichtet sein, ein am Prüfstand positioniertes Fahrzeug über die an den Aufnahmeelementen aufnehmbaren Fahrzeugreifen in vertikaler Richtung mit zumindest einer Anregungsfrequenz anzuregen. Durch diesen vorteilhaften Fahrzeugprüfstand ist es möglich auf einfache und effiziente Weise das Fahrzeug anzuregen und zudem die Anregung in einem möglichst breiten Frequenzbereich zu gewährleisten.

Bevorzugt ist die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems < 20 Kg und die zu bewegende Masse des Hauptaktorsystems < 400 Kg für den Fall, dass kein Fahrzeug auf der Vorrichtung platziert ist und somit für den Fall, dass die Vorrichtung unbelastet ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, den Betrieb im vorteilhaften Frequenzbereich zu gewährleisten. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Rollen als Karbonrollen ausgestaltet, sodass die zu bewegende Masse für das Hauptaktorsystem weiter reduziert werden kann, sodass die Eigenfrequenz des Hauptaktorsystems weiter erhöht werden kann und die Anregungscharakteristik des Fahrzeugprüfstands verbessert werden kann. Das Hauptaktorsystem kann zumindest über ein Servoventil angesteuert werden und wobei das Servoventil am feststehenden Teil des Hauptakto systems angeordnet ist. Durch diese vorteilhafte Anordnung ist es möglich, die zu bewegende Masse des Hauptaktorsystems weiter zu reduzieren.

Das Zusatzaktorsystem kann über ein Zusatzsteuerservoventil angesteuert werden und das Zusatzsteuerventil kann am beweglichen Teil des Hauptaktorsystems angeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung wird ein kompaktes Zusatzaktorsystem bereitgestellt, für welches ein hochfrequentes Anregen des Fahrzeugs ermöglicht wird.

Das Hauptaktorsystem kann einen hydraulischen Aktor umfassen und das Öl zur Bewegung des hydraulischen Aktors kann durch einen gepulsten Druck über eine Ölzuleitung zugeführt werden.

Zur Rückstellung des Plungerzylinders kann eine Rückstellfeder vorgesehen sein.

An einem beweglichen Ende des Hauptstellglieds kann eine Hauptaufnahmeplatte vorgesehen sein und auf der Hauptaufnahmeplatte kann das Zusatzaktorsystem angeordnet sein. Insbesondere kann das Zusatzaktorsystem vorteilhaft drei Zusatzstellglieder umfassen, sodass ein effizientes Anregen des Fahrzeugs ermöglicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Details der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispielen mit Bezug auf schematischen Figuren beschrieben. In den schematischen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Figuren

Fig. 1: zeigt eine erste Ansicht eines Fahrzeugprüfstands mit

Anregungssystemen zum Anregen eines Fahrzeugs;

Fig. 2: zeigt eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugprüfstands mit einem

Anregungssystem, welches über Flachbandaufnahmen das Fahrzeug anregen kann;

Fig. 3a: zeigt eine schematische Darstellung eines ersten

Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3b: zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3c: zeigt eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3d: zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4: zeigt eine Detailansicht des Anregungssystems mit einer

Flachbandaufnahme;

Fig. 5: zeigt die Flachbandaufnahme und das Zusatzaktorsystem;

Fig. 6: zeigt eine weitere Ansicht der Flachbandaufnahme mit dem

Zusatzaktorsystem;

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Elemente werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Merkmale begrenzt, sondern umfasst weiterhin Modifikationen von Merkmalen verschiedener Beispiele im Rahmen des Umfangs der unabhängigen Ansprüche.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeug F dargestellt, welches auf einem erfindungsgemäßen Fahrzeugprüfstand vorgesehen ist. Dieser Fahrzeugprüfstand umfasst das Anregungssystem S zum Aufbringen von Anregungsfrequenzen auf das zu prüfende Fahrzeug F sowie Aufnahmeelemente A, welche zwischen dem Fahrzeug F und dem Anregungssystem S angeordnet sind.

In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist das Fahrzeug F über die Fahrzeugreifen 15 auf vier Aufnahmeelementen A aufgenommen, wobei jedem Aufnahmeelement A ein eigenes Anregungssystem S zugeordnet ist. Jedes dieser Anregungssysteme S wird dabei wiederum in ein Hauptaktorsystem H und ein Zusatzaktorsystem Z unterteilt. Das Hauptaktorsystem H ist dazu eingerichtet, Frequenzen im unteren Frequenzbereich bis zu einer Grenzfrequenz aufzubringen. Über dieser Grenzfrequenz wird die Anregung über das Zusatzaktorsystem Z vorgenommen. Die Grenzfrequenz wird insbesondere von der Eigenfrequenz des Hauptaktorsystems H bestimmt. Das Hauptaktorsystem H kann lediglich Frequenzen bis zu dieser Eigenfrequenz (Grenzfrequenz) erreichen. Werden nun Anregungsfrequenzen über diese Grenzfrequenz benötigt, so wird das Zusatzaktorsystem Z verwenden, um das Fahrzeug F entsprechend anzuregen.

Zur Simulation einer Straßenfahrt, wie beispielsweise auf Holperstrecken, ist eine entsprechende Schwingungsanregung des Fahrzeugs oder von Fahrzeugteilen über Hydraulikzylinder möglich. Die Anregungsbedingungen können variiert werden, sodass Versuche bei unterschiedlichen Anregungsfrequenzen und Amplituden vorgenommen werden können. Bei Fahrzeugprüfständen (und insbesondere bei Fahrzeugprüfständen welche gepulste Flachbänder verwenden) ist die Masse der Radbandeinheit (Aufnahmelement A) zu berücksichtigen. Durch diese zusätzliche Masse des Aufnahmeelements A, dem die Radbandeinheit zugeordnet ist, wird die Eigenresonanz durch diese zusätzliche Masse verringert. Somit sind insbesondere bei Fahrzeugprüfständen, welche Flachbänder verwenden (je nach Ausführung und Hublänge der Servozylinder) Frequenzen kleiner 100Hz als Anregungsfrequenz erreichbar. Bei einem Prüfstand mit beweglich angetriebenen Bändern ist durch die noch größere bewegliche Masse eine Resonanzfrequenz von lediglich 50 Hz zu erwarten. Bei Komfortuntersuchungen sind diese Frequenzen jedoch zu gering, deswegen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwei Systeme in Reihe zu schalten. Dabei wird das große Aktuatorsystem (mit großer angekoppelter Masse) mit einem kleinen Aktuatorsystem (mit kleiner angekoppelter Masse und kleinem Ölvolumen) in Reihe geschaltet. Demgemäß ist ein Hauptaktorsystem H vorgesehen, auf dem das Zusatzaktorsystem Z vorgesehen ist. Das Hauptaktorsystem H weist eine relativ große angekoppelte Masse auf und das Zusatzaktorsystem weist eine kleine angekoppelte Masse auf, sodass mit dem kleineren Aktorsystem höhere Frequenzen erreicht werden können. Die Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz des Hauptzylinders des Hauptaktorsystems H (Hauptstellglied 10) werden vom Hauptzylinder angeregt. Die größeren Frequenzen werden von dem Zusatzaktorsystem Z (zweites Servosystem) übernommen. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, einen Frequenzbereich von wenigen Hz bis zu 600 Hz (bevorzugt 750 Hz) zu simulieren. Die Frequenzen werden ähnlich wie bei einem Lautsprechersystem durch geeignete Mittel separiert und einem Regelungssystem zugeführt.

In der Fig. 1 steht das Fahrzeug F auf einem Four-Poster-Fahrzeugprüfstand, wobei das Hauptaktorsystem H ein Hauptstellglied 10 umfasst, welches ein servohydrau lischer Aktuator ist. Dieses Hauptstellglied 10 wird über ein Servoventil 13 für das Hauptaktorsystem H angesteuert. Dieses Servoventil 13 ermöglicht es, die benötigte Hydraulikflüssigkeit dem Hauptstellglied 10 zuzuführen, sodass die Anregung bis zur Grenzfrequenz des Hauptstellglieds 10 erbracht werden kann. Die Anregung durch das Hauptstellglied 10 erfolgt dabei in vertikaler Richtung. Die vertikale Richtung ist gemäß Fig. 1 somit die Richtung der (im Wesentlichen) Hochachse des Fahrzeugs und somit orthogonal zur Ebene, auf der die Anregungssysteme S bevorzugt parallel zueinander angeordnet sind. Die Hauptstellglieder 10 werden bevorzugt über ein oder mehrstufige Servoventile angesteuert. Auch das Zusatzaktorsystem Z gemäß Fig. 1 kann hydraulische Zusatzstellglieder 20 umfassen, welche über jeweilige Servoventile 14 angesteuert werden. Die Servoventile 14 für das Zusatzaktorsystem sind dabei bevorzugt am beweglichen Teil oder noch mehr bevorzugt am Gehäuse des Hauptstellglieds 10 (also am feststehenden Teil des Hauptstellglieds 10) angeordnet. Dadurch kann die zu bewegende Masse für das Hauptstellglied 10 reduziert werden, sodass eine bessere Anregung mit einer höheren Grenzfrequenz erreicht werden kann. Entsprechend der Anordnung des Servoventils 14 muss die Ölversorgung und Entsorgung entweder mit festem Druck oder über einen gepulsten Druck an den Aktor übertragen werden.

Die zu bewegende Masse des unbelasteten Anregungssystems S liegt für das Hauptstellglied 10 bevorzugt im Bereich von 250 Kg, inklusive Hydraulikflüssigkeit des Hauptstellglieds 10. Für das Zusatzstellglied 20 liegt die zu bewegende Masse im unbelasteten Zustand im Bereich von 10 Kg, inklusive der Hydraulikflüssigkeit.

Wie in Fig. 1 dargestellt umfasst das Hauptaktorsystem H das Hauptstellglied 10, welches am beweglichen Ende des Kolbens des Hauptstellglieds 10 fest mit einer Hauptaufnahmeplatte 12 verbunden ist. Diese Hauptaufnahmeplatte 12 dient als Basis für die Befestigung des Zusatzaktorsystems Z. Das Zusatzaktorsystem Z umfasst die Zusatzstellglieder 20, welche wesentlich kleiner Massen zu bewegen haben als das Hauptstellglied 10, da insbesondere bereits die Hydraulikvolumina des Hauptstellglieds 10 verglichen mit einem Zusatzstellglied 20 im Bereich vom Faktor 10 kleiner ist. Zudem sind die Zusatzstellglieder 20 des Zusatzaktorsystems Z auf der Hauptaufnahmeplatte 12 angeordnet, sodass auch die Massen der Zusatzstellglieder 20, sowie der Hauptaufnahmeplatte 12 zu den beweglichen Massen des Hauptstellglieds 10 zählen. An den beweglichen Enden der Kolben der Zusatzstellglieder 20 ist die Aufnahmeplatte 12a vorgesehen, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel als Radpfanne ausgestaltet ist. Dies ist jedoch nicht zwingend, da diese Aufnahmeplatte 12a als Teil des Aufnahmeelements A auch als Flachbandaufnahme ausgestaltet werden kann, wie dies beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, sodass sich auch die Räder des Fahrzeugs drehen können bzw. in horizontaler Richtung angeregt werden können. . Bevorzugt sind die Zusatzstellglieder 20 äquidistant auf der Hauptaufnahmeplatte 12 vorgesehen (angeschweißt), sodass eine optimale Anregung der Aufnahmeplatte 12a und des darauf befindlichen Fahrzeugs bzw. Fahrzeugreifens ermöglicht werden kann. Das Zusatzaktorsystem Z umfasst drei Zusatzstellglieder 20 und bevorzugt vier Zusatzstellglieder 20 zur möglichst homogenen Aufbringung der benötigten hohen Anregungsfrequenzen. Dies hat insbesondere auch den Vorteil, dass durch das Bereitstellen von drei oder vier Zusatzstellgliedern 20 für das Zusatzaktorsystem die Anregungsfrequenzen weiter erhöht werden können, sodass der Anregungsfrequenzbereich noch breiter gestaltet werden kann, da die zu bewegenden Massen der einzelnen Zusatzstellglieder 20 verringert werden könnenm(da die einzelnen Zusatzstellglieder 20 möglichst klein gehalten werden). Es ist zudem möglich, die benötigte Anregungskraft bzw. die nötige Anregungsdistanz gleichmäßig und effektiv aufzubringen, da die Zusatzstellglieder 20 parallel zueinander angeordnet sind. Somit wirken die Zusatzstellglieder 20 gemeinsam auf die Aufnahmeplatte 12a, um den darauf aufgenommenen Fahrzeugreifen bzw. das Fahrzeug entsprechend anzuregen.

Das Servoventil 13 für das Hauptaktorsystem ist bevorzugt am feststehenden Teil des Hauptstellglieds 10 angebracht, sodass die zu bewegende Masse des Hauptstellglieds 10 reduziert werden kann. Die Hauptaufnahmeplatte 12 sowie die Aufnahmeplatte 12a sind bevorzugt aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebaut, sodass eine weitere Gewichtsreduktion der zu bewegenden Masse des Hauptstellglieds 10 erreicht werden kann und die Grenzfrequenz erhöht werden kann. Dies führt einerseits zur Verbesserung der Energiebilanz des Fahrzeugprüfstands und andererseits zur Verbesserung des zulässigen Frequenzbereichs für die Anregung des Fahrzeugs.

Der Prüfstand zur Erfassung des Schwingungsverhaltens des Fahrzeugs kann als Straßensimulator ausgestaltet sein, welcher über hydraulische Systeme das zu prüfende Fahrzeug anregen kann. Der Prüfstand kann vorteilhaft auch in einer Prüfkammer angeordnet sein, sodass das Fahrzeug in die Prüfkammer und auf die Radpfannen bzw. Aufnahmeplatten 12a gefahren werden kann. Eine besondere Prüfkammer wird verwendet, um bestimmte Geräusche und Schwingungen eines vollständig montierten Fahrzeugs zu erfassen und zu verfolgen. Durch Ausübung von Kräften über die Räder folgen die Radpfannen einem straßenprofilähnlichen Weg. Die Simulation einer Straße entlang eines Fahrzeugs kann verwendet werden, um die Quietsch- und Rattergeräusche im Fahrzeug zu lokalisieren und um die Fähigkeiten des Reifen- und Aufhängungssystems Straßengeräusche vom Fahrzeug zu isolieren, zu messen. Der Prüfstand kann dabei bevorzugt bodeneben in die Prüfkammer eingebaut werden, sodass ein Fahrzeug auf einfache Weise in die Prüfkammer und auf den Prüfstand platziert werden kann.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfassen die Aufnahmeelemente A je ein Flachbandaufnahmesystem. Dieses Flachbandaufnahmesystem umfasst ein (bevorzugt metallisches Band) 16, auf welchem das Fahrzeug mit dem Fahrzeugreifen platziert werden kann. Über den dynamischen Antrieb 17 können die Rollen Rl und R2 der Flachbandaufnahme angetrieben werden, sodass das sich über die Rollen Rl und R2 erstreckende Band 16 bewegt wird. Die Fahrzeugräder 15 können über das Band 16 in horizontaler Richtung (X-Richtung) bewegt werden und über den dynamischen Antrieb 17 können sie in X-Richtung angeregt bzw. moduliert werden. Die Radbandeinheit 18 (Flachbandaufnahme) wird jeweils über das Hauptstellglied 10 (Hauptaktuator) des Hauptaktorsystems H in vertikaler Richtung angeregt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Masse des Zusatzanregungssystems Z sehr viel kleiner ist als die Masse des Hauptanregungssystems H, um ein optimales Shaker-system bereitzustellen. Wie bereits diskutiert können dadurch sehr hohe Frequenzen und somit ein sehr großer Frequenzbereich abgedeckt werden. Die Hauptstellglieder 10 weisen einen Kolben auf, welcher die Bewegung des Hauptstellglieds 10 weiter gibt. Dieser Kolben ist an einem Ende mit einer Platte verbunden, welche mit der Radbandeinheit 18 verbunden ist. Diese Radbandeinheit 18 ist dem Aufnahmeelement A zuzuordnen, sodass das Aufnahmeelement A direkt über das Hauptstellglied 10 des Hauptaktorsystems H angeregt werden kann. Diese Anregung wird über die Rollen Rl und R2 und das Band 16 an das zu prüfende Fahrzeug F weitergegeben.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist das Zusatzaktorsystem Z direkt unter dem bewegten Band 16 angeordnet bzw. in der Bandauflage positioniert. Das Zusatzaktorsystem Z umfasst zumindest ein Zusatzstellglied 20, das lediglich eine direkt angekoppelte Masse von wenigen Kg zu bewegen hat und somit direkt auf das Band 16 einwirken kann. Die zu bewegende Masse des Hauptaktorsystems H hingegen kann durchaus mehrere 100 Kg umfassen. Durch diese charakteristische Ausgestaltung ist es somit möglich mit dem Hauptaktorsystem H die niedrigen Frequenzen bis hin zu einer Grenzfrequenz aufzubringen und über dieser Grenzfrequenz kann die Anregung durch das Zusatzaktorsystem Z durchgeführt werden. Gleichzeitig kann das Fahrzeug auch in horizontaler Richtung über die dynamischen Antriebe 17 angeregt werden, welche die Drehbewegung der Räder Rl mit R2 steuert, sodass das Band 16, welches in Kontakt mit den Rädern des Fahrzeugs ist, bewegt werden kann. Durch einen solchen Fahrzeugprüfstand ist es somit möglich, das Fahrzeug in vertikaler Richtung anzuregen und zusätzlich auch in horizontaler Richtung und insbesondere auch die Räder des Fahrzeugs in eine Drehbewegung zu versetzen. Wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel lässt sich auch dieser Prüfstand bodeneben in einer Prüfstandkammer vorsehen, sodass ein einfaches Platzieren des Fahrzeugs auf den Prüfstand möglich ist.

In den Fig. 3a bis 3d werden verschiedene schematische vorteilhafte Konfigurationen des Aufbaus des Anregungssystems S dargestellt. In Fig. 3a ist das Hauptaktorsystem H dargestellt, welches das Hauptstellglied 10 umfasst. Dieses Hauptstellglied 10 ist bevorzugt ein servohydraulischer Hauptaktuator. In diesem Hauptstellglied 10 befindet sich eine hydraulische Flüssigkeit, welche der zu bewegenden Masse des Hauptstellglieds 10 zuzurechnen ist (siehe m2 in Fig. 3a). Zusätzlich umfasst das Hauptstellglied 10 einen Kolben 11, welcher zur Hauptaufnahmeplatte 12 verläuft. Bevorzugt ist der Kolben 11 fest mit der Hauptaufnahmeplatte 12 verbunden, ohne dazwischenliegender Dämmschicht. Auf der Hauptaufnahmeplatte 12,sind wiederum die Elemente des Zusatzaktorsystems Z angehordnet. In der gezeigten Ausführungsform werden für die Zusatzstelfglieder 20 des Zusatzaktorsystems doppeltwirkende Zylinder 20a verwendet. Über diese doppeltwirkenden Zylinder 20a ist es möglich, sowohl die vertikale Bewegung zum Fahrzeug hin als auch weg vom Fahrzeug über den hydraulischen Druck zu regeln. Durch die Servoventile 13 und 14 ist die Ansteuerung der jeweiligen Stellglieder möglich.

Das Hauptstellglied 10 wird über das Servoventil 13 angesteuert, wobei in Figur 3a auch das Hauptstellglied 10 als doppeltwirkender Zylinder ausgestaltet ist. Die doppeltwirkenden Zylinder 20a des Zusatzaktorsystems Z werden über das Servoventil 14 angesteuert. Die Kolben der doppeltwirkenden Zylinder 20a des Zusatzaktorsystems Z sind mit einem Aufnahmeelement A verbunden. Dieses AufnahmeelementA ist beispielsweise eine Aufnahmeplatte 12a. Die zu bewegende Masse des Zusatzaktorsystems Z besteht im System gemäß Fig. 3a aus der Masse ml der Aufnahmeplatte 12a (Radaufstandsplatte) sowie der Hydraulikflüssigkeit und der Kolben der doppeltwirkenden Zylinder 20a. Diese gesamte zu bewegende Masse kann mit Ml bezeichnet werden. Die zu bewegende Masse des Hauptstellglieds 10 kann mit M2 bezeichnet werden. Diese zu bewegende Masse M2 umfasst die Masse des Kolbens des Hauptstellglieds 10 sowie der Hydraulikflüssigkeit im Hauptstellglied 10 sowie die Masse der Hauptaufnahmeplatte 12, die Masse der doppeltwirkenden Zylinder 20a inklusive entsprechender Hydraulikflüssigkeit sowie der Aufnahmeplatte 12a. Somit ist ersichtlich, dass die zu bewegende Masse M2 (zweite zu bewegende Masse) um ein vielfaches größer ist als die erste zu bewegende Masse Ml. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, zwei Aktorsysteme bereitzustellen, welche unterschiedliche Frequenzbereiche abdecken, sodass eine Anregung des Fahrzeugs über einen breiten Frequenzbereich möglich ist.

Eine Weiterbildung des in Fig. 3a dargestellten Ausführungsbeispiels ist in Fig. 3b gezeigt. Das Zusatzaktorsystem Z hat hier nur einfach wirkende hydraulische Zylinder 20b. Dadurch kann der Aufbau des Zusatzaktorsystems wesentlich vereinfacht werden. Um dennoch die Funktion zu gewährleisten, sind die Federelemente 20c vorgesehen, welche ein RückStellen der Kolben der einfach wirkenden Zylinder 20b ermöglichen. Die Federelemente 20c sowie die Kolben der einfach wirkenden Zylinder 20b sind bevorzugt direkt mit der Radaufstandsplatte (Aufnahmeplatte 12a) verbunden. Die Ansteuerung der einfach wirkenden Zylinder 20b erfolgt wiederum über das Servoventil 14, welche bei dieser Ausführungsform auch vereinfacht werden kann. Die Zylinder des Zusatzaktorsystems Z sind zudem bevorzugt als Plunger-Zylinder ausgestaltet, sodass ein einfaches Anregen ermöglicht wird.

In Fig. 3c ist das Aufnahmeelement A als Flachbandaufnahme ausgestaltet. Die Flachbandaufnahme umfasst dabei eine erste Rolle Rl und eine zweite Rolle R2, welche über das Band 16 miteinander in Verbindung stehen. Bevorzugt kann zumindest eine (oder beide) der Rollen Rl oder R2 angetrieben werden, sodass das Band bewegt werden kann. Das Zusatzaktorsystem Z weist das Zusatzstellglied 20 auf, welches im Wesentlichen zwischen der ersten Rolle Rl und der zweiten Rolle R2 angeordnet ist. Das Zusatzstellglied 20 weist einen Kolben auf, der auf eine Bandaufnahme wirkt, welche mit dem Band 16 kontaktierbar ist. Das Zusatzstellglied 20 in Fig. 3c ist als doppeltwirkender Zylinder ausgestaltet.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist in Fig. 3d dargestellt. In dieser optimierten Ausführungsform ist das Aufnahmeelement A als Flachbandaufnahme ausgeführt und weist die erste Rolle Rl und die zweite Rolle R2 auf, welche über das Band 16 miteinander in Verbindung stehen. Das Zusatzstellglied des Zusatzaktorsystems Z ist als einfach wirkender Zylinder 20b bereitgestellt, wobei zudem ein Federelement 20c vorgesehen ist, um die Rückstellung des Kolbens des einfach wirkenden Zylinders zu gewährleisten. Die vom Zusatzaktorsystem Z aufzubringenden Anregungen können dabei in die Bandauflage, welche mit dem Band 16 kontaktierbar ist, aufgebracht werden. Bei Anregungen im niedrigen Frequenzbereich wird das Hauptstellglied 10 angesteuert, welches die beweglichen Massen Ml und M2 bewegt und für den Frequenzbereich über der Grenzfrequenz wird das Zusatzaktorsystem Z angesteuert, welches lediglich die zu bewegende Masse Ml zu bewegen hat. ,

In Fig. 4 ist ein Einzel-Shaker mit Radantrieb dargestellt. Unterhalb der Bandauflage 25 ist das Zusatzaktorsystem Z installiert. Das Band 16 auf dem das Fahrzeugrad 15 abrollt, wird über die Rollen Rl und R2 geführt und durch einen Zylinder gespannt. Das Band 16 ist bevorzugt ein Stahlband. Die Auflage für das Stahlband ist zur Minimierung bzw. Verhinderung von Reibung als Luftlager (Fluidiager) ausgeführt. Dieses Fluidiager 25 verbindet den Kontakt des Bandes 16 mit dem Aufstandslager auch unter Last. Die Flachbandaufnahme ist am beweglichen Teil des Hauptstellglieds 10 befestigt.

In den Fig. 5 und 6 sind Detailansichten der Radbandeinheit im Schnitt dargestellt. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die erste Rolle Rl mit der zweiten Rolle R2 über das Band 16 verbunden, wobei das Band im Bereich zwischen den Rollen über ein Aufstandslager gestützt wird. Dieses Fluidiager (Bandauflage 25) weist eine Fläche auf entlang der das Band 16 bewegt werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bandauflage 25 ist das Zusatzaktorsystem Z vorgesehen über welches die Bandauflage 25 und das Band 16 angeregt werden können.

In Fig. 6 ist eine Seitenansicht dargestellt, wobei zwei Zusatzstellglieder 20 dargestellt sind, welche die Bandauflage 25 und das Band 16 anregen können.

Vorliegende Merkmale, Komponenten und spezifische Details können ausgetauscht und/oder kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu erstellen in Abhängigkeit des geforderten Verwendungszwecks. Etwaige Modifikationen, die im Bereich des Wissens des Fachmanns liegen, werden mit der vorliegenden Beschreibung implizit offenbart.