DE10031091B4

DE10031091B4 - Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10031091B4
Application number: DE2000131091
Authority: DE
Inventors: Hermann Wimmer
Original assignee: Femboeck Automotive GmbH
Current assignee: Femboeck Automotive GmbH
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: DE10031091A1

Abstract

Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, mit zwei Rollen (1) zum Abrollen der Räder (2), wobei mindestens eine der beiden Rollen (1) drehangetrieben und blockierbar bzw. bremsbar ist, wobei die Mantelfläche (3) der Rolle (1) zumindest bereichsweise mit einer als Lauffläche für das Kraftfahrzeugrad (2) bzw. für den Reifen dienenden Außenhaut (4) überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) gegenüber dem Kraftfahrzeugrad (2) bzw. Reifen eine höhere Reibungszahl als gegenüber der die Außenhaut (4) tragenden Rolle (1) aufweist, so dass vor Überschreiten der Schlupfgrenze zwischen dem Reifen und der Außenhaut (4) die Außenhaut (4) gegenüber der Mantelfläche (3) der Rolle (1) als Ganzes verdreht wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, mit zwei Rollen zum Abrollen der Räder, wobei mindestens eine der beiden Rollen drehangetrieben und blockierbar bzw. bremsbar ist, wobei die Mantelfläche der Rolle zumindest bereichsweise mit einer als Lauffläche für das Kraftfahrzeugrad bzw. für den Reifen dienenden Außenhaut überzogen ist.
Rollenprüfstände der gattungsbildenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt. Sie finden Anwendung in Kraftfahrzeug-Reparaturwerkstätten und auch beim TÜV im Rahmen der periodischen Tauglichkeitsprüfung von Kraftfahrzeugen. Üblicherweise wird dort die Funktionsfähigkeit bzw. Wirksamkeit der Bremsen überprüft.
Gattungsbildende Rollenprüfstände sind derart konzipiert, dass dort die Räder einer Achse – Vorderachse oder Hinterachse – auf zwei die Abrollfläche für die Räder bildenden Rollen laufen. Dazu ist zumindest eine der beiden Rollen drehangetrieben und lässt sich zumindest ebenfalls eine der beiden Rollen blockieren bzw. abbremsen. Bei drehangetriebenen Rollen wird die Bremswirkung am Kraftfahrzeug dadurch überprüft, dass die Räder der jeweiligen Achse bei drehangetriebenen Rollen gegen die Antriebskraft der Rollen gebremst werden. Dabei ist jedoch nachteilig, dass die Räder auf herkömmlichen Rollen so stark abgebremst werden, dass zwischen der Oberfläche der Rollen und den Rollen Schlupf entsteht bzw. die Schlupfgrenze überschritten wird, wodurch die Räder stark verschleißen. Insbesondere bei runderneuerten Reifen besteht die Gefahr, dass bei Überschreiten der Schlupfgrenze die Mantelfläche des Reifens regelrecht abgeschält bzw. abgelöst wird, so dass am Reifen ein irreversibler Schaden entsteht. Obendrein besteht Verletzungsgefahr.

Aus der JP 05 332 887 A ist ein gattungsbildender Rollenprüfstand bekannt. Dieser Rollenprüfstand umfasst zwei Rollen zum Abrollen eines Kraftfahrzeugrads. Ein Antrieb treibt mindestens eine der beiden Rollen an, wobei die Mantelfläche der Rollen bereichsweise mit einer als Lauffläche für das Kraftfahrzeugrad dienenden Außenhaut überzogen ist.

Ganz konkret ist beim gattungsbildenden Stand der Technik von einer Teflonbeschichtung die Rede, die einen Teil der Lauffläche der Rolle bildet. Der andere Teil der Mantelfläche dieser Rolle ist nicht beschichtet. Ein Reifen eines Kraftfahrzeug rades lastet sowohl auf einer teilweise beschichteten Rolle als auch auf einer völlig unbeschichteten Rolle. Die Rollen liegen am Umfang des Reifens an. Dabei können die Rollen so angeordnet werden, dass unterschiedlich große Reibungskräfte an den Anlagestellen des Reifens und der Rollen wirken. Durch entsprechende Anordnung der Rollen kann ein Rutschen eines Reifens an den Rollen bewirkt oder vermieden werden.

Bei dem gattungsgemäßen Rollenprüfstand ist nachteilig, dass die Rollen in Abhängigkeit von den wirkenden Kräften in aufwendiger Weise an der Lauffläche der Reifen ganz exakt positioniert werden müssen, um bspw. ein Rutschen des Reifens zu vermeiden. Dieser Vorgang erfordert zeitaufwendige und komplizierte Montageschritte. Darüber hinaus ist nachteilig, dass der Reifen bei eventuellem Rutschen stark verschleißen kann, falls zwischen der Lauffläche der beschichteten Rolle und dem Reifen Schlupf entsteht bzw. die Schlupfgrenze überschritten wird. Insbesondere bei runderneuerten Reifen besteht die Gefahr, dass bei Überschreiten der Schlupfgrenze die Mantelfläche des Reifens regelrecht abgeschält bzw. abgelöst wird, so dass am Reifen ein irreversibler Schaden entsteht. Nachteilig ist auch, dass durch Schlupf auch die Außenhaut der Rollen als Ganzes oder stellenweise stark verschlissen werden kann.

Aus der AT 403 627 B ist ebenfalls ein Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge bekannt. Eine Rolle ist dort mit einer Außenhaut versehen, die mit der Mantelfläche der Rolle über einen elastischen Verformungsbereich verbunden ist. Die Außenhaut wird unter Überwindung einer vom Verformungsbereich erzeugten Rückstellkraft elastisch, d. h. reversibel, aus einer definierten Position verbracht.

Aus der DE-OS 23 36 296 ist für sich gesehen eine Rolle für einen Rollenprüfstand bekannt, auf die gegossene Teilzylinderschalen mit Epoxidharz aufgeklebt sind. Die Teilzylinderschalen bestehen aus Grauguss, in den Füllstoffkörner eingegossen sind. Die Füllstoffkörner sollen die Reibung mit dem Reifen bewirken.

Schließlich sind aus den Druckschriften JP 09 072 829 A und JP 05 231 993 A Rollen für Rollenprüfstände bekannt, bei denen unterschiedliche Beschichtungen – ortsfest auf der Rolle – vorgesehen sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Rollenprüfstand der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein verschleißarmes Prüfen auf einfache Weise möglich ist.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist ein gattungsbildender Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut gegenüber dem Kraftfahrzeugrad bzw. Reifen eine höhere Reibungszahl als gegenüber der die Außenhaut tragenden Rolle aufweist, so dass vor Überschreiten der Schlupfgrenze zwischen dem Reifen und der Außenhaut die Außenhaut gegenüber der Mantelfläche der Rolle als Ganzes verdreht wird.

Erfindungsgemäß ist nach einer tiefgreifenden Analyse der Physik sich aneinander drehender und reibender Körper erkannt worden, dass ein wesentlicher Nachteil des gattungsbildenden Rollenprüfstands im Überschreiten der Schlupfgrenze zwischen den Reifen und der Außenhaut der Rollen liegt. Nach einer umfassenden Betrachtung aller physikalischen Gegebenheiten im Hinblick auf diesen Nachteil ist dann erkannt worden, dass Schlupf zwischen dem Reifen und der Außenhaut vermieden wird, wenn die Außenhaut einer Rolle gegenüber einem Reifen eine höhere Reibungszahl als gegenüber der Rolle aufweist. Bevor nun die Schlupfgrenze zwischen dem Reifen und der Außenhaut überschritten wird, geschieht dies zwischen der Außenhaut und der die Außenhaut tragenden Rolle, so dass sich im kritischen Fall die Außenhaut als Ganzes gegenüber der Mantelfläche der Rolle verdreht. Eine übermäßige Beeinträchtigung des Reifens aufgrund einer Überschreitung der Schlupfgrenze zwischen dem Reifen und der Außenhaut ist dabei wirksam vermieden, so dass eine Beschädigung des Reifens weitgehend ausgeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist weiter erkannt worden, dass die Außenhaut einem sehr geringen Verschleiß unterliegt, da beim Schlupf auftretende Reibungskräfte zwischen Reifen und Außenhaut weitgehend vermieden werden. In völliger Abkehr vom Stand der Technik und sicher auch unter Überwindung von Vorurteilen der Fachwelt wurde in erfindungsgemäßer Weise die Außenhaut der Rolle gegen die Rolle als Ganzes verdrehbar ausgestaltet, wodurch auf elegante Weise seit Jahren bekannte Probleme beim Einsatz von Rollenprüfständen gelöst werden.

Folglich ist ein einfaches und bezogen auf die Reifen und die Außenhaut verschleißarmes Prüfen möglich.

Die Verwendung einer die Rolle überdeckenden Außenhaut bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass die Rolle selbst nur wenig verschleißt und die Außenhaut – bei entsprechendem Verschleiß – ausgetauscht werden kann, und zwar entsprechend der zur Aufbringung der Außenhaut erforderlichen Technik.

Im Konkreten sollte die Reibungszahl (früher Haftreibungskoeffizient) zwischen der Außenhaut und der Rolle < 0,8 und zwischen der Außenhaut und dem Reifen > 0,9 betragen. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung wäre auf jeden Fall gewährleistet, dass sich der Schlupf zwischen der Außenhaut und der Rolle und nicht etwa zwischen der Außenhaut und dem Reifen einstellt. Ein ungewollter Abrieb am Reifen oder gar eine Beschädigung des Reifens ist dadurch weitestgehend vermieden.

Zur Realisierung der voranstehend genannten Verhältnisse ist dafür Sorge zu tragen, dass die Reibungszahl zwischen der Außenhaut und der Rolle hinreichend klein gehalten wird. Dies lässt sich durch unterschiedliche Maßnahmen erreichen. So könnte zwischen der Außenhaut und der Rolle eine die Reibungszahl zwischen der Außenhaut und der Rolle reduzierende Lage angeordnet sein, wobei die Lage durchaus auch Bestandteil der Außenhaut sein kann. Als Material für die Lage kommt ein Gewebe oder ein gewebeähnliches Material in Frage, wobei es sich dabei sowohl um ein natürliches wie auch um ein synthetisches Material handeln kann. Die Einbringung von Schmierstoffen, Granulat, etc. ist denkbar.

In fertigungstechnischer Hinsicht ist es denkbar, dass die Außenhaut unmittelbar auf die Rolle bzw. auf die die Reibungszahl reduzierende Lage aufvulkanisiert wird. Insbesondere im Hinblick auf eine einfache Austauschbarkeit könnte die Außenhaut auf die Rolle aufgezogen sein, wobei ein Aufschrumpfen im Sinne eines Schrumpfschlauchs denkbar ist.

In materialmäßiger Hinsicht sollte eine Anpassung an das Material des Reifens stattfinden. Insoweit ist es von weiterem Vorteil, wenn die Außenhaut aus vorzugsweise weichem Gummi hergestellt ist, wobei die Außenhaut im Konkreten aus einem Gummimaterial ähnlich dem Material eines Kraftfahrzeugreifens hergestellt sein kann. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung wird ein Schlupf zwischen der Außenhaut und dem Reifen weitgehend vermieden, während zwischen der Außenhaut und der Rolle die Schlupfgrenze dann bereits überschritten wird, bevor eine Beschädigung des Reifens stattfindet. Im Übrigen ist ein hinreichender Unfallschutz geschaffen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel einer mit einer Außenhaut überzogenen Rolle eines erfindungsgemäßen Rollenprüfstands für Kraftfahrzeuge, wobei die Rolle lediglich schematisch dargestellt ist.

In der einzigen Figur ist schematisch die Rolle 1 eines Rollenprüfstands für Kraftfahrzeuge gezeigt, wobei der Rollenprüfstand insgesamt zwei Rollen zum Abrollen der Räder 2 umfasst. Der Einfachheit halber ist in der Figur lediglich eines der beiden Räder 2 dargestellt, und zwar ebenfalls stark schematisiert.

Die einzige Figur lässt des Weiteren erkennen, dass in erfindungsgemäßer Weise die Mantelfläche 3 der Rolle 1 mit einer als Lauffläche für das Kraftfahrzeugrad 2 bzw. für den Reifen dienende Außenhaut 4 überzogen ist. Die Außenhaut 4 weist gegenüber dem Kraftfahrzeugrad 2 eine höhere Reibungszahl als gegenüber der die Außenhaut 4 tragenden Rolle 1 auf.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei der Rolle 1 um eine drehangetriebene Rolle 1 handelt, deren „Innenleben" der Einfachheit halber hier nicht dargestellt ist. Wesentlich ist jedenfalls, dass die Rolle 1 mit einer Außenhaut 4 versehen ist, die in unmittelbarem Kontakt mit dem Rad 2 bzw. dem Reifen steht.

Die einzige Figur zeigt des weiteren andeutungsweise, dass weitere Maßnahmen zur Definition eines gezielten Schlupfes zwischen der Außenhaut 4 und der Rolle 1 realisiert sind, nämlich dadurch, dass die Rolle 1 zunächst mit einer Lage 5 aus textilem Gewebe überzogen ist, auf die dann die Außenhaut 4 aufgebracht bzw. aufgeschrumpft ist. Die Außenhaut 4 besteht dabei aus einem weichen Gummi, ähnlich wie der Gummi des Reifens. Sonstige Maßnahmen zur Realisierung eines definierten Schlupfes zwischen der Außenhaut 4 und der Rolle 1 sind denkbar.

Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ansonsten auf die allgemeine Beschreibung verwiesen.

Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehende Ausführungsbeispiel lediglich der Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Rollenprüfstand für Kraftfahrzeuge, mit zwei Rollen (1) zum Abrollen der Räder (2), wobei mindestens eine der beiden Rollen (1) drehangetrieben und blockierbar bzw. bremsbar ist, wobei die Mantelfläche (3) der Rolle (1) zumindest bereichsweise mit einer als Lauffläche für das Kraftfahrzeugrad (2) bzw. für den Reifen dienenden Außenhaut (4) überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) gegenüber dem Kraftfahrzeugrad (2) bzw. Reifen eine höhere Reibungszahl als gegenüber der die Außenhaut (4) tragenden Rolle (1) aufweist, so dass vor Überschreiten der Schlupfgrenze zwischen dem Reifen und der Außenhaut (4) die Außenhaut (4) gegenüber der Mantelfläche (3) der Rolle (1) als Ganzes verdreht wird.
Rollenprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungszahl zwischen der Außenhaut (4) und der Rolle (1) < 0,8 und zwischen der Außenhaut (4) und dem Reifen (2) > 0,9 ist.
Rollenprüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenhaut (4) und der Rolle (1) eine die Reibungszahl zwischen der Außenhaut (4) und der Rolle (1) reduzierende Lage (5) angeordnet ist.
Rollenprüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (5) Bestandteil der Außenhaut (4) ist.
Rollenprüfstand nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (5) aus einem Gewebe oder aus einem gewebeähnlichen Material hergestellt ist.
Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) auf die Rolle (1) aufvulkanisiert ist.
Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) auf die Rolle (1) aufgezogen ist.
Rollenprüfstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) im Sinne eines Schrumpfschlauchs auf die Rolle (1) aufgeschrumpft ist.
Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) aus vorzugsweise weichem Gummi hergestellt ist.
Rollenprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (4) aus einem Gummimaterial ähnlich einem Kraftfahrzeugreifen hergestellt ist.