DE102012222371B3 - Rader set Ring - Google Patents
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Abstract
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Radersatzring und ein Verfahren, diesen zu verwenden, wobei mit den entsprechenden Befestigungsmitteln eine Simulation einer Felge bzw. Rades dahin gehend möglich ist, dass deren Steifigkeit während eines Tests im Radlagerprüfstand simuliert werden kann und beanspruchungsgerechte Kraft- und Momentenübertragung gewährleistet.In summary, the invention relates to a wheel replacement ring and a method for using it, with the corresponding fastening means enabling a simulation of a rim or wheel to the effect that its stiffness can be simulated during a test in the wheel bearing test stand and that the transmission of force and torque is guaranteed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Radersatzring, einen Radlagerprüfstand und ein Radlagertestverfahren für ein Radlager, insbesondere Kegelrollenlager.The invention relates to a wheel replacement ring, a wheel bearing test stand and a wheel bearing test method for a wheel bearing, in particular tapered roller bearings.
Radlager werden auf Prüfständen standardmäßig mit Radnabe im Hinblick auf Wälzfestigkeit und Bauteilfestigkeit getestet.Wheel bearings are tested on test benches as standard with wheel hub with regard to rolling resistance and component strength.
Hierzu wird das Radlager jeweils am stehenden Teil (Achszapfen) und mit der drehenden Radnabe am Prüfstand befestigt und mit Drehzahl- und Radkraftkollektiven belastet. Die Radkräfte werden am Radaufstandspunkt eingeleitet.For this purpose, the wheel bearing is attached to the stationary part (axle journal) and with the rotating wheel hub on the test stand and loaded with speed and wheel force collectives. The wheel forces are introduced at the wheel contact point.
Daran ist problematisch, dass das Rad, in einem derartigen Test nicht einbezogen wird, obwohl es auf der Straße durchaus zu Wechselwirkungen zwischen dem Rad und insbesondere der Radnabe, aber auch mit des gesamten Radsystems kommen kann. Standardmäßig wird dieser Einfluss bei üblichen Testständen bzw. Prüfständen nicht mit in Betracht gezogen. Dazu kommt es, weil das drehbare Befestigungsteil des Prüfstandes flanschartig ausgebildet ist und als solches der Radnabe (nachteiligerweise) Steifigkeit verleiht, die im realen Radsystem nicht existiert und von daher die Messung verfälscht.This is problematic that the wheel is not included in such a test, although it may well on the road to interactions between the wheel and in particular the wheel hub, but also with the entire wheel system. By default, this influence is not taken into account in conventional test stands or test stands. This is because the rotatable attachment part of the test rig is formed as a flange and as such gives the wheel hub (disadvantageously) stiffness that does not exist in the real wheel system and therefore falsifies the measurement.
Die
Die
In der
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlageranordnung bzw. Prüfstand anzugeben, wobei der Einfluss des Rades auf die Bauteilfestigkeit der Radnabe und die Wälzfestigkeit des Radlagers berücksichtigt werden kann.The invention has for its object to provide a wheel bearing assembly or test, wherein the influence of the wheel on the component strength of the wheel hub and the rolling resistance of the wheel bearing can be considered.
Diese Aufgabe wird mit einem Radersatzring gelöst, mit radial innen liegenden, ersten Befestigungsöffnungen und mit radial außen liegenden, zweiten Befestigungsöffnungen, wobei die ersten Befestigungsöffnungen zur Befestigung des Radersatzringes an einen Radflansch oder Radnabe eines Radlagers und die zweiten Befestigungslöscher zur Befestigung des Radersatzringes an einem Befestigungsteil eines Radlagerprüfstand vorgesehen sind, wobei ein Bereich um die ersten Befestigungsöffnungen des Radersatzringes einen Befestigungsbereich einer Radfelge zumindest teilweise oder ganz nachgeahmt ist und wobei der Radersatzring in Bezug auf das Radlager beanspruchungsäquivalent zu einem Radsystem ist, wobei das Radsystem zumindest eine Radfelge umfasst. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine geeignete Prüfstandanbindung von Radlagereinheit und Radnabe eine äquivalente Lager- und Radnabenbeanspruchung erzeugt werden kann, wie im realen Gesamtsystem mit Rad. Daher wird vorgeschlagen, einen Radersatzring zu verwenden, der an der Radnabe derart befestigbar ist, dass er hinsichtlich Wälzfestigkeit und Bauteilfestigkeit das Verhalten des gesamten Rades simuliert. Durch eine geeignete Auslegung des Radersatzringes wird das Radlager bzw. die Radnabe realistisch bis zum Versagen geprüft, ohne dass Umbauteile während des Versuchs getauscht werden müssen.This object is achieved with a wheel replacement ring, with radially inner, first mounting holes and with radially outer, second mounting holes, the first mounting holes for mounting the Radersatzringes to a wheel flange or hub of a wheel bearing and the second fastening extinguisher for attachment of the Radersatzringes to a mounting part a wheel bearing test stand are provided, wherein an area around the first mounting holes of the wheel replacement ring is at least partially or completely mimicked a mounting portion of a wheel rim and wherein the wheel replacement ring with respect to the wheel bearing is load equivalent to a wheel system, wherein the wheel system comprises at least one wheel rim. The invention is based on the finding that an equivalent bearing and wheel hub hub can be generated by a suitable Prüfstandanbindung of wheel bearing and wheel hub, as in the real system with wheel. It is therefore proposed to use a wheel replacement ring which is fastened to the wheel hub such that it simulates the behavior of the entire wheel in terms of rolling resistance and component strength. By a suitable design of the Radersatzringes the wheel bearing or the hub is realistic tested to failure, without having to be replaced replacement parts during the experiment.
Der Radersatzring weist zweite Befestigungsöffnungen auf, die zur Befestigung am drehenden Befestigungsteil des Prüfstandes vorgesehen sind. Über die zweiten Befestigungsmittel wird ein Drehmoment zur Umsetzung der Drehbewegung eingeleitet, wobei unterschiedliche Drehzahlkollektive entsprechend dem Einsatzfall am System Radlager/Radnabe gefahren werden können.The wheel replacement ring has second attachment openings which are provided for attachment to the rotating attachment part of the test stand. A torque for implementing the rotational movement is introduced via the second fastening means, it being possible for different rotational speed collectives to be driven in accordance with the application on the wheel bearing / hub system.
Erfindungsgemäß wird die stabilisierende Wirkung des Befestigungsteils des Radlagerprüfstandes auf das Radlager durch den Radersatzring im Wesentlichen kompensiert, um eine realistische Simulation zu ermöglichen. Somit wird insbesondere die Steifigkeit der Radnabe, die auch im realistischen Radsystem auf das Radlager bzw. die Radnabe wirkt, berücksichtigt.According to the invention, the stabilizing effect of the fastening part of the wheel bearing test bench on the wheel bearing is essentially compensated by the wheel replacement ring in order to enable a realistic simulation. Thus, in particular the rigidity of the wheel hub, which also acts on the wheel bearing or the wheel hub in the realistic wheel system, is taken into account.
Die Dimensionierung und Gestaltung des Radersatzrings kann speziell auf den Einfluss des Gesamtsystems mit Rad auf die Radlager- und Radnabenbeanspruchung abgestimmt werden. Diese Erkenntnisse stammen aus Simulationen und Experimenten, die das Systemverhalten auf Radlagereinheit und insbesondere Radnabe beschreiben.The dimensioning and design of the wheel replacement ring can be tailored specifically to the influence of the overall system with wheel on the wheel bearing and wheel hub stress. These findings come from simulations and experiments that describe the system behavior on wheel bearing unit and especially wheel hub.
Vorteilhafterweise werden die ersten und/oder zweiten Befestigungsöffnungen zur Befestigung des Radersatzringes mittels Schrauben, Muttern und/oder Bolzen, beziehungsweise ähnlichen Befestigungsmitteln, verwendet. Damit erreicht man eine einfache Verbindbarkeit und realistische Simulation.Advantageously, the first and / or second fastening openings for fastening the wheel replacement ring by means of screws, nuts and / or bolts, or the like Fasteners, used. This achieves a simple connectivity and realistic simulation.
Bei ersten Befestigungsmitteln kann es sich um die Befestigungsmittel handeln, die auch zur Befestigung der Radfelge verwendet werden. Bei dem zweiten Befestigungsmitteln, die radial außen gelegen sind, kann auf Erfordernisse des Prüfstandes bzw. die Drehmomentübertragung Rücksicht genommen werden. Je nachdem können Löcher, Bolzen, Schrauben oder andere Befestigungsmittel angebracht bzw. kombiniert werden, um einen Kraft- oder Formschluss zu bewerkstelligen, der eine Drehmomentübertragung gewährleistet, wie sie auch im Straßenverkehr vorkommt.First attachment means may be the attachment means also used to attach the wheel rim. In the second fastening means, which are located radially outward, can be taken into account requirements of the test bench or the torque transmission. Depending on the holes, bolts, screws or other fasteners can be attached or combined to accomplish a positive or positive fit, which ensures a torque transmission, as occurs in road traffic.
Vorteilhafterweise sind die ersten Befestigungsöffnungen derart angeordnet, dass sie mit Befestigungsöffnungen der Radnabe fluchten können. Fluchten bedeutet hierbei, dass eine gewisse Anzahl der Befestigungsöffnungen gleichzeitig mit den Löchern der Radnabe übereinander liegen. Mindestens drei bis vier Löcher der Radnabe sollten mit den ersten Befestigungsöffnungen oder alternativ anderen Befestigungsmitteln des Radersatzringes einzujustieren sein.Advantageously, the first attachment openings are arranged such that they can be aligned with attachment openings of the wheel hub. Aligning here means that a certain number of mounting holes coincide with the holes of the hub. At least three to four holes of the wheel hub should be adjustable with the first mounting holes or, alternatively, other fasteners of the wheel replacement ring.
Gemäß der Erfindung ist zur weiter verbesserten Simulation ein Bereich um die ersten Befestigungsöffnungen des Radersatzringes einem Befestigungsbereich der Radfelge zumindest teilweise oder ganz nachgeahmt. Vorteilhafterweise ist ein Bereich um die ersten Befestigungsmittel dem Befestigungsbereich der Radfelge zumindest teilweise nachgebildet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schnittstelle von der Radnabe zum Radersatzring möglichst optimal den Kraftfluss an der genannten Schnittstelle von der Radnabe zur Radfelge simulieren kann. Hierbei können unterschiedliche Form- und/oder Kraftschlüsse eine Rolle spielen.According to the invention, for further improved simulation, an area around the first attachment openings of the wheel replacement ring is at least partially or completely imitated a mounting area of the wheel rim. Advantageously, an area around the first attachment means is at least partially replicated to the attachment area of the wheel rim. In this way, it is ensured that the interface from the wheel hub to the wheel replacement ring can optimally simulate the force flow at the mentioned interface from the wheel hub to the wheel rim as optimally as possible. Here, different form and / or frictional connections play a role.
Gemäß der Erfindung ist der Radersatzring in Bezug auf das Radlager beanspruchungsäquivalent zu einem Radsystem, wobei das Radsystem zumindest eine Radfelge umfasst und das reale, betriebsgemäße Umfeld des Radlagers bildet. Für eine optimale Simulation können mehrere Komponenten zum Radsystem gezählt werden, die einen Einfluss auf das Radlager haben, wie beispielsweise eine Bremsanordnung, insbesondere eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel.According to the invention, the wheel replacement ring is equivalent to a wheel system with respect to the wheel bearing, wherein the wheel system comprises at least one wheel rim and forms the real, operating environment of the wheel bearing. For optimal simulation, several components can be counted to the wheel system, which have an influence on the wheel bearing, such as a brake assembly, in particular a brake disc or a brake drum.
Der Radersatzring ist somit derart auslegbar, das er sowohl die Wälzbeanspruchung, als auch die Radnabenbeanspruchung am Radlagerprüfstand resultierend aus den Radkräften realistisch simuliert.The wheel replacement ring is thus interpretable so that it simulates both the Wälzbeanspruchung, and the wheel hub stress on the wheel bearing dynamometer resulting from the wheel forces realistic.
Ein Radlagerprüfstand ist flexibel mit einem Radersatzring aus- oder nachrüstbar.A wheel bearing test bench is flexible with a wheel replacement ring or retrofitted.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Testverfahren zur Bestimmung der Wälzfestigkeit und Bauteilfestigkeit des Systems Radlagereinheit/Radnabe gelöst, wobei ein Radersatzring sowohl am Radlagerprüfstand, als auch an einem Radflansch des Systems Radnabe/Radlagereinheit Radlagers befestigt wird. Der Radersatzring überträgt die Radaufstandskräfte zwischen Radnabe und Prüfstand bei gleichzeitiger Drehbewegung und erzeugt dabei eine äquivalente Beanspruchung im System Radnabe/Radlagereinheit wie im Gesamtsystem mit Rad.Furthermore, the object is achieved by a test method for determining the rolling resistance and component strength of the wheel bearing unit / wheel hub system, wherein a wheel replacement ring is fastened both to the wheel bearing test stand and to a wheel flange of the wheel hub / wheel bearing unit wheel bearing system. The wheel replacement ring transmits the wheel contact forces between wheel hub and test stand with simultaneous rotational movement and thereby generates an equivalent stress in the wheel hub / wheel bearing system as in the entire system with wheel.
Das erfindungsgemäße Testverfahren eignet sich zur Bestimmung der Wälzfestigkeit und Bauteilfestigkeit eines Radlagers sowie der Radnabe, wobei ein Radersatzring sowohl an einem Radlagerprüfstand, als auch an einem Radflansch einer Radnabe eines Radlagers befestigt wird, um eine stabilisierende Wirkung des Radlagerprüfstandes auf das Radlager durch den Radersatzring im Wesentlichen zu kompensieren.The test method according to the invention is suitable for determining the rolling strength and component strength of a wheel bearing and the wheel hub, wherein a wheel replacement ring is attached both to a wheel bearing test stand, as well as to a wheel flange of a wheel hub of a wheel bearing to a stabilizing effect of the Radlagerprüfstandes on the wheel bearing by the Radersatzring in Substantially compensate.
Zur Umsetzung des Verfahrens wird die Radnabe des Radlagers zunächst mit dem Radersatzring verbunden, beispielsweise verschraubt. Anschließend wird der Radersatzring mit einem drehbaren Teil des Radlagerprüfstandes verbunden. Bei dieser Verbindung kann es sich ebenfalls um eine Verschraubung handeln oder um eine Verzahnung oder auch um das Eingreifen mehrerer Bolzen.To implement the method, the wheel hub of the wheel bearing is first connected to the wheel replacement ring, for example screwed. Subsequently, the wheel replacement ring is connected to a rotatable part of the Radlagerprüfstandes. In this connection, it may also be a screw or a toothing or even the engagement of several bolts.
Einsatzspezifische Drehzahl- und Lastkollektive können am Prüfstand vorgegeben werden, wobei der Radersatzring eine beanspruchungsgerechte Kraft- und Momentenübertragung gewährleistet. Standardmäßig kann die Prüfstandabschaltung über Temperatur, Geräusch sowie Weg erfolgen. Nach dem Test wird das System Radlager/Radnabe einer eingehenden Prüfung unterzogen, wobei gegebenenfalls Defizite am System Radnabe/Radlager festgestellt werden oder anderweitige Einsichten möglich sind.Use-specific speed and load spectra can be specified on the test bench, with the wheel replacement ring ensuring a stress-oriented force and torque transmission. By default, the test stand can be switched off via temperature, noise and distance. After the test, the wheel bearing / wheel hub system is subjected to a thorough inspection, whereby any deficiencies in the wheel hub / wheel bearing system are detected or other insights are possible.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the figures.
Figurenbeschreibungfigure description
Die Figur zeigt einen Radersatzring
Radial innerhalb der Radnabe
Der Achszapfen
Über den Achszapfen
Das Ergebnis des Tests kann hierbei aus einer nachträglichen Analyse der Wälzlagerringe und Wälzkörper
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Radersatzring und ein Verfahren, diesen zu verwenden, wobei mit den entsprechenden Befestigungsmitteln eine Simulation einer Felge bzw. Rades dahin gehend möglich ist, dass deren Steifigkeit während eines Tests im Radlagerprüfstand simuliert werden kann und beanspruchungsgerechte Kraft- und Momentenübertragung gewährleistet.In summary, the invention relates to a wheel replacement ring and a method to use this, with the corresponding fasteners a simulation of a rim or wheel is going to the extent that their rigidity during a test in the wheel bearing test bench can be simulated and ensures stress-oriented power and torque transmission.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schraubescrew
- 22
- Radmutternnuts
- 33
- drehendes Befestigungsteilrotating attachment part
- 44
- Radnabewheel hub
- 55
- RadlagerWheel bearings
- 66
- Achszapfenjournal
- 77
- Temperatursensortemperature sensor
- 88th
- Wälzkörperreiherolling body row
- 99
- Prüfstandsbauteiltest component
- 1010
- RadersatzringRader set Ring
- 1111
- Schraubescrew
Claims (6)
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