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Reifenprufstand.
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Die Erfindung betrifft einen ReifenprüSstand zur meßtechnischen Erfassung
der von einem sich drehenden Fahrzeugreifen auf eine eine Abrollbewegung des Fahrzeugreifens
zulassende Unterlage, vorzugsweise auf eine drehbare Trommel, ausgeübten Radialkraft
und zur Anzeige der von einer als Sollwert vorgegebenen Radlast abweichenden Meßwerte,
die insbesondere durch einen ungleichförmagen Reifenaufbau entstehen.
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Bei derartigen Reifenprüfständen werden üblicherweise die Radialkraft,
die Umfangskraft in Laufrichtung des Reifens und die Seitenkraft quer zur Laufrichtung
gemessen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Messung der radialen Kräfte,
um eine Aussage über die Gleichförmigkeit des Reifenaufbaus zu erhalten.
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Die an der Berührungsstelle des Reifens mit der Lauffläche auftretende
radiale Kraft wird im wesentlichen durch die aufgebrachte Radlast gebildet. Von
erheblicher Bedeutung für das Betriebsverhalten des zu prüfenden Reifens sind die
der Radlast überlagerten Schwankungen der radialen Kraft, die beim Abrollvorgang
auftreten.
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In Figur 1 ist ein bekannter Reifenprüfstand zur Messung der radialen
Gleichförmigkeit dargestellt. Ein Reifen 1 ist mit seiner Felge in Lagern in einem
ortsfesten Lagerbock 2 drehbar gelagert und kann durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung
gedreht werden. Eine Lauftrommel 3 ist drehbar auf einem verfahrbaren Wagen oder
Schlitten 4 derart angebracht, daß die vom Reifen 1 auf die Lauftrommel 3 ausgeübte
Radialkraft von einer Kraftmeßdose 5 aufgenommen wird, die horizontal zwischen der
Lagerung 3a der Lauftrommel und dem Wagen oder Schlitten 4 angebracht ist. Um in
horizontaler Richtung Bewegungen gegenüber
dem Wagen 4 ausführen
zu können, ist die Lagerung 3a der Lauftrommel 3 beweglich, beispielsweise über
Parallellenker 4a auf dem Wagen 4 abgestützt. Der Wagen 4 ist mittels eines sich
ortsfest abstützenden Spindeltriebs 6 horizontal bewegbar, so daß die Lauftrommel
3 gegen den Reifen 1 gedrückt werden kann.
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Vor Beginn der Prüfung wird der wagen 4 mit der Lauftrommel 3 gegen
den Reifen 1 bewegt, bis über die Kraftmeßdose 5 die ge--wünschte vorgegebene Radlast
gemessen wird. Der Wagen 4 wird dann stillgesetzt. Nun wird der Reifen 1 von einem
nicht dargestellten Antrieb gedreht. Dabei mißt die Kraftmeßdose 5 die Radialkraft,
bestehend aus der Radlast und der durch einen ungleichförmigen Reifenaufbau entstehenden
Radialkraftschwankungen. Die radiale Gleichförmigkeit der Radkraft läßt sich aus
den verhältnismäßig kleinen und deshalb nicht mit ausreichender Genauigkeit zu messenden
Schwankungen der von der Kraftmeßdose 5 erfaßten Radialkraft bestimmen.
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Die Radlast liegt bei einem mittleren Personenwagenreifen in der Größenordnung
von beispielsweise 300 kg. Da aber noch Abweichungen von der radialen Gleichförmigkeit
von weniger-als 1 kg gemessen werden sollen, ist dies auch mit hochgenauen und entsprechend
aufwendigen Kraftmeßeinrichtungen nicht zuverlässig möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Reifenprüfstand der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß sowohl hohe aufgebrachte Radlasten als auch geringe
Radialkraftschwankungen in der Grössenordnung von 0,3 j mit hoher Genauigkeit gemessen
werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fahrzeugreifen
und die Lauftrommel unter Zwischenschaltung einer Feder gegeneinander mit einer
der Radlast entsprechenden Kraft verspannt werden und die iee infolge der Ungleichförmigkeiten
des Reifens erzeugten Wege, Geschwindigkeiten und Kräfte oder Beschleunigungen des
Fahrzeugreifens bzw. dessen Unterbaus undjoder der Lauftrommel bzw. deren Unterbaus
gegeneinander meßtechnisch
erfaßt und angezeigt werden. Die Messung
der Radialkraftschwankungen-erfolgt hierbei im Kraftnebenschluß zu der die Radlast
aufbringenden Feder und der der Feder in Reihe nachgeschalteten Meßeinrichtung für
die Radlast. Dabei wird die verhältnismäßig hohe Radlast nicht über die Meßeinrichtung
für die Radialkraftschwankungen geleitet, so daß diese für einen kleinen Nennbereich
und demzufolge mit großer Meßgenauigkeit ausgelegt werden kann.
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ZweckmäBigerweise sind in Weiterbildung der Erfindung der Unterbau
für den Fahrzeugreifen und der Unterbau für die Lauftrommel relativ zueinander beweglich
angeordnet und durch eine Zugfeder und eine in Reihe damit angeordnete Kraftmeßeinrichtung
für die Radlast miteinander verbunden, und eine Meßeinrichtung für die Radialkraftschwankungen
ist parallel zu der Zugfeder und der Radlastmeßeinrichtung geschaltet. Dabei können
sowohl der Unterbau des Fahrzeugreifens als auch der Unterbau der Lauftrommel beweglich
angeordnet sein, um die Einleitung von Kräften und Schwingungen in das Fundament
zu vermeiden.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen,
daß der Unterbau des Fahrzeugreifens oder der Unterbau der Lauftrommel ortsfest
abgestützt ist und der andere Unterbau über die Meßeinrichtung für die Radialkraftschwankungen
ebenfalls ortsfest abgestützt ist. Dabei stellt das Fundament, an dem die beiden
Unterbauten abgestützt sind, einen Teil der Meßverbindung zur Erfassung der Radialkraftschwankungen
dar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Reifenprüfstand zur Bestimmung
der radialen Gleichförmigkeit der auftretenden Kräfte und
Fig. 3
eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reifenprüfstandes.
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Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Reifenprüfstand, mit dem die
radiale Gleichförmigkeit mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann, und zwar unabhängig
von hohen Radlasten.
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Der Unterbau oder Lagerbock des angetriebenen Reifens 1 ist hier als
Wagen oder Schlitten 10 ausgebildet, der horizontal frei beweglich geführt ist.
Der Wagen 10 enthält einen Spindeltrieb 11, mit dem eine Feder 12 gespannt werden
kann, die über eine-Kraftmeßdose 13 mit einem Unterbau 14 der Lagerung -3a der Lauftrommel
3 verbunden ist. Durch Betätigung des Spindeltriebes 11 wird die gewünschte Radlast
zwischen der Lauftrommel 3 und dem Reifen 1 aufgebaut. Die in diesem Kraftschluß
liegende Kraftmeßdose 13 mißt die Radlast.
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Die Lagerungen bzw. Unterbauten der Lauftrommel 3 und des Reifens
1 sind-durch mindestens eine Stange 15 oder-ein ähnliches starres Bauteil miteinander
verbunden, in die eine weitere Kraftmeßdose 16 eingebaut ist. Ebenso wie der Unterbau
des Reifens 1 kann auch der Unterbau 14 bzw. die Lagerung 3a der Lauftrommel 3 horizontal
beweglich abgestützt sein, beispielsweise über Parallellenker 4a und/oder durch
Aufnahme der Lauftrommel 3 auf einem Wagen oder Schlitten.
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Vor Beginn der Prüfung wird der Unterbau 10 des Reifens mittels des
Spindeltriebs 11 gegen den Unterbau 14 der Lauftrommel 3 verspannt, bis an der Kraftmeßdose
13 die gewünschte Radlast gemessen wird. Bis dahin war die andere Kraftmeßdose 16
nicht eingeschaltet und die Stange 15 wird jetzt dem Abstand der Achsen des Reifens
1 und der Lauftrommel 3 angepaßt. Beim Abrollen des Reifens 1 auf der Lauftrommel
3 zeigt die Kraftmeßdose 13 die vorgegebene Radlast an, während die parallel dazu
geschaltete Kraftmeßdose 16 nur die Schwankungen der Radlast, Abweichungen von der
radialen Gleichförmigkeit anzeigt.
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Der in Figur 3 gezeigte Reifenprüfstand ist hinsichtlich der gegenseitigen
Verspannung des Reifenunterbaus 10 gegen den Lauftrommelunterbau 14 ebenso aufgebaut,
wie in Figur 2 gezeigt.
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Auch hier ist der Spindeltrieb 11 am Reifenunterbau 10 angeordnet
und über die Feder 12 und die Kraftmeßdose 13 mit dem Lauftrommelunterbau 14 verbunden.
Der als Wagen oder Schlitten ausgebildete Unterbau 10 des Reifens 1 ist gegen einen
Festpunkt über eine Verspanneinrichtung 17 arretierbar. Der LauStrommelunterbau
14 bzw. die Lauftrommellagerung 3a sind über eine weitere Kraftmeßdose 18 in horizontaler
Richtung gegen einen Festpunkt abgestützt.
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Auch bei der Anordnung gemäß Figur 3 zeigt die Kraftmeßdose 13 die
eingestellte Radlast an, während die Schwankungen der Radialkraft unbeeinflußt von
der Radlast durch die weitere Kraftmeßdose 18 erfaßt werden, wodurch man Meßwerte
für die radiale Gleichförmigkeit des Reifens 1 erhält.
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Bei beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen von Relfenpr-üfständen
wird die Federkonstante der die Radialkraftschwankungen erfassenden Kraftmeßdose
16 bzw. 18 zehn- bis hundertmal so groß gewählt wie die der Feder 12, die die beiden
Unterbauten 10 und 14 verbindet. Dadurch wird erreicht, daß sich bei den verhältnismäßig
kleinen Auslenkungen der Kraftmeßdose die eingestellte Radlast nicht verändert.
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Statt einer Kraftmeßdose 16 bzw. 18 für die Messung der Radialkraftschwankungen
können auch zwei elektrisch hintereinandergeschaltete Kraftmeßdosen vorgesehen werden,
von denen je eine in den Ebenen der beiden Lager der Lauftrommel 3 liegt. Der Unterbau
14 der Lauftrommel 3 kann auch zusätzlich in Richtung der Trommelachse beweglich
ausgeführt und auf eine weitere Kraftmeßdose (nicht dargestellt) abgestützt werden,
um zusätzlich auch Abweichungen der Seitenkräfte zu erfassen.
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Statt mit mechanischen Spindeltrieben 11 können die Bewegungen auch
hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden. Gegenüber der Ausführungsform gemäß
Figur 3 kann auch insofern eine Abwandlung vorgenommen werden, als der Unterbau
10 des Reifens ortsfest ausgeführt und der Unterbau 14 der Lauftrommel3 verschiebbar
ausgeführt sein kann.