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Reifenprüfmaschine zur Messung der von einem bereiften Fahrzeugrad
auf das Fahrzeug ausgeübten Kräfte und Momente Die Erfindung bezieht sich auf eine
Reifenprüfmaschine zur Messung der von einem bereiften Fahrzeugrad auf das Fahrzeug
ausgeübten Kräfte und Momente in Abhängigkeit von dem Schräglaufwinkel (Winkel zwischen
dem Fahrzeugrad und der Fahrtrichtung) und dem Sturz des Fahrzeugrades (Winkel zwischen
dem Fahrzeugrad und der Senkrechten auf der Fahrebene).
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Reifenprüfstände dieser Art sind bekannt. Ein wesentlicher Bestandteil
ist die Fahrbalinnachbildung, die aus einer Laufrolle, deren Mantel der Straße nachgebildet
ist, oder aus einem ebenen Tisch, dessen Oberfläche ebenfalls entsprechend der Straßenoberfläche
nachgebildet ist, bestehen kann. Die Laufrolle kann angetrieben, aber auch abgebremst
werden.
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Ebenfalls kann auch der ebene Tisch gegenüber dem Fahrzeugrad bewegt
werden. Ein anderer Bestandteil der Prüfmaschine ist die Nabe, welche das bereifte
Fahrzeug aufnimmt und die auf Schräglaufwinkel und auf Sturz eingestellt werden
kann. Die Nabe ist ferner in der Prüfmaschine so aufgehängt, daß einstellbare Radlasten
auf den Reifen übertragen werden können.
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Das bereifte Rad kann leerlaufen, es kann aber auch abgebremst oder
angetrieben werden. Die Meßeinrichtungen für die vom Rad ausgeübten Kräfte und Momente
können entweder in der Radnabe oder auch in der Aufhängung der Nabe oder auch in
beiden angeordnet sein.
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Es ist schwierig, die Nabe und ihre Aufhängung so zu konstruieren,
daß ausreichend veränderliche Werte für Radlast, Schräglaufwinkel und Sturz, dazu
noch für verschiedene Reifendurchmesser, einstellbar sind und gleichzeitig die gewünschten
Meßergebnisse: Rollwiderstand, Seitenführungskraft und Moment um die Reifenhochachse
genau genug gemessen werden können. Der Grund für diese Schwierigkeit ist darin
zu sehen, daß der Schräglaufwinkel auch als Funktion der Zeit, z. B. periodisch,
verändert werden muß, daß dabei vom bereiften Fahrzeugrand die Messung störende
Kreiselmomente erzeugt und auf die Meßnabe iibertragen werden, und ferner, daß die
zum Antrieb oder zum Abbremsen des Rades dienende Kupplung (beispielsweise eine
Gelenkwelle) die Genauigkeit der Messung durch die erzeugten Massenkräfte beeinträchtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reifenprüfmaschine zu schaffen,
bei der eine Störung der Messung durch bei änderung des Schräglaufwinkels auftretende
Kreiselmomente und eine Beeinträchtigung der Genauigkeit der Messung durch die zum
Antrieb oder zum Abbremsen des Rades dienende Kupplung vermieden wird. Gemäß der
Erfindung
wird dies dadurch erreicht, daß die resultierende Bewegungsrichtung der
Fahrbahnnachbildung gegenüber der feststehenden Laufrichtung des Fahrzeugrades einstellbar
ist. Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Bewegungsrichtung der Fahrbahnnachbildung
gegenüber der Laufrichtung des Fahrzeugrades durch eine Drehung der Fahrbahnnachbildung
(der Laufrolle, des ebenen Tisches) um die Hochachse des Fahrzeugrades eingestellt
werden.
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Die zum Antreiben oder auch Abbremsen der Laufrolle verwendeten Kuppelungselemente
werden, um eine Drehung der Laufrolle um die Hochachse nicht zu behindern, gemäß
einem weiteren Merkmal der Erfindung derart angeordnet, daß eine parallel zur Drehachse
der Antnebsmaschine verschiebbare Zwischenwelle, die über eine ausziehbare Gelenkwelle
mit der Lauftrommelachse verbunden ist, derart bewegt wird, daß von der Gelenkwelle
und der Lauftrommelachse und von der Gelenkwelle und der Zwischenwelle gebildete
Winkel gleich sind. Das bereifte Fahrzeugrad wird ebenso wie bei den bekannten Ausführungen
in Richtung der Radlast geführt.
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Eenso kann wie bei den bekannten Anordnungen der Sturz des Fahrzeugrades
mit Hilfe der Führung eingestellt werden. Die Meßglieder sind wie bei den bekannten
Bauarten in der Radnabe und in der Aufhängung angeordnet.
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Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Reifenprüfmaschine üben
die jetzt nicht mehr geschwenkten Kupplungsteile störende Massenkräfte nicht mehr
aus. Diese sind aber gemäß der Erfindung von denjenigen Stellen, an denen gemessen
werden muß, verlegt zu Stellen, an denen keine Messung erfolgt und die für die Aufnahme
der Kreiselmomente und der Reibungskräfte ausreichend konstruiert werden können.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig.
1 ist eine Reifenprüfmaschine in perspektivischer Ansicht dargestellt, bei der die
Fahrbahnnachbildung als Laufrolle ausgebildet ist; in F i g. 2 ist die Übertragung
der Antriebskraft von dem Antriebsmotor zur Laufrolle über die Bewegung der Laufrolle
nicht störende Kupplungselemente dargestellt.
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Fig.1 zeigt die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichsten
Teile. Das bereifte Fahrzeugradl wird von der Nabe2, die als Meßnabe ausgebildet
sein kann, aufgenommen. Die Nabe 2 ist an einem Gestänge 3 befestigt, das in den
Lagern 4 verschwenkbar gelagert ist. Die Lager 4 sind an einem TeilS der Reifenprüfmaschine
befestigt. Zum Feststellen des Verhaltens des Fahrzeugreifens bei verschiedenen
Radlasten kann auf das Gestänge3 in hier nicht dargestellter Weise eine Last aufgebracht
werden. Weiterhin kann mittels des Gestänges 3 bzw. auch durch Verschwenken des
Teiles 5 der Reifenprüfmaschine der Sturz des Fahrzeugreifens 1 gegenüber der Laufrolle
6 eingestellt werden.
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Die Laufrolle 6 ruht mit ihren beiden Lagern 8 und 9 auf Führungen
10 und 11, welche in einer waagerechten Ebene derart beweglich sind, daß sich bei
ihrer Verstellung durch mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektrische
Mittel eine Drehung der Laufrolle 6 um ihre Hochachse ergibt.
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Statt, wie in F i g. 1 dargestellt, die Lager 8 und 9 auf ihren Führungen
10 und 11 in einer waagerechten Ebene zu bewegen, kann die Konstruktion beispielsweise
auch eine Gabel vorsehen, welche die beiden Lager aufnimmt und um die Hochachse
der Laufrolle gedreht werden kann. Die Führungen 10 und 11 der Lager 8 und9 der
Laufrolle 6 müssen ausreichend stark konstruiert sein für die Kräfte, welche sich
bei einer Schwenkung der Laufrolle um ihre Hochachse aus dem Kreiselmoment ergeben.
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Wie sich auch aus Fig. 2 ergibt, führt von der ortsfest aufgestellten
Antriebsmaschine 12 eine ausreichend lange Gelenkwelle 13 zu einer Zwischenwelle
14, deren Achse in der Ebene der Drehachse 7 der Laufrolle 6 beweglich angeordnet
ist; die Zwischenwelle 14 wird in dieser Ebene mit bekannten Mitteln des Maschinenbaues
parallel zur Drehachse der Antriebsmaschine 12 geführt. Die Antriebsmaschine 12
überträgt daher ihre Drehbewegung gleichförmig auf die Zwischenwelle 14.
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Die Zwischenwelle 14 ist über eine zweite Gelenkwelle 15 mit der Welle
7 der Laufrolle 6 gekuppelt.
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Die Zwischenwelle 14 wird gleichzeitig mit der Laufrolle 6 mechanisch,
pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch so verstellt, daß die zweite Gelenkwelle
in jedem ihrer beiden Kreuzgelenke um den gleichen Winkel ausgelenkt wird. In dieser
Weise wird auch die Bewegung der Zwischenwelle 14 gleichförmig auf die Laufrolle
6 übertragen. Die beiden Gelenkwellen 13 und 15 haben Schiebestücke zum Längenausgleich.
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Die Laufrolle einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Reifenprüfmaschine
kann auch von einer
mitgeschwenkten Antriebsmaschine her angetrieben werden. Es könnte
auch eine biegsame Welle im Stahlmantel verwendet werden.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
hat das Koordinatensystem, welches zur Beschreibung der Lage des Fahrzeugrades dient,
die gleiche Lage wie beim Fahrzeug auf der Straße, d. h., die Radlast drückt das
bereifte Rad von oben nach unten auf die Laufrolle, und bei einer Schwenkung der
Laufrolle um die Hoch achse stellt sich ein Schräglaufwinkel ein. Eine Reifenprüfmaschine
kann aber für jede beliebige Lage des Koordinatensystems konstruiert werden. So
kann die Radlast in waagerechter Richtung aufgebracht werden, wenn das Fahrzeugrad
von der Seite gegen die Laufrolle gedrückt wird. Hierbei stellt man einen Schräglaufwinkel
ein durch Drehung der Laufrolle um eine waagerechte, diametral durch das Fahrzeugrad
hindurchgehende und lotrecht zur Lauftrommelachse 7 liegende Achse.
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Wird statt einer Laufrolle ein ebener, bewegbarer Tisch verwendet,
so kann der Schräglaufwinkel auch in diesem Fall durch Schwenken des Tisches um
die Reifenhochachse eingestellt werden.