DE2217919C3 - Reifenprüfvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifit eine Reifenprüfvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Reifenprüfvorrichtung nach US-PS 35 46 939 besteht aus einer drehbaren Trommel, in deren radialer Verlängerung ein verschiebbarer Schlitten aufgebaut ist, auf dem in zwei massiven Stützen eine Welle mit daran befestigtem L-förmigen Ausleger in Drehlagern abgestützt ist Das Ende des längeren Armes des L-förmigen Auslegers ist zu einer Kurven-Gleitfläche ausgebildet, an der ein entsprechend gestaltetes Gleitstück anliegt, an dem wiederum die Halterung für die Reifen/Radanordnung, d.h. die Radlaufspindel angebracht ist. Zur Veränderung des Richtungswinkels des an der Trommel ablaufenden Rades wird der kürzere Arm des L-förmigen Trägers um die auf den zwei Böcken gelagerte Welle mittels einer Zylinderanordnung geschwenkt. Die Mittelachse der Schwenkwelle durchdringt die Umfangsmittenebene des Reifens und die Aufstandsfläche desselben an der Trommelaußenfläche. Zur Veränderung des Sturzwinkels muß das Gleitstück am Ende des längeren Armes des L-förmigen Auslegers ebenfalls mittels einer Zylinderanordnung bewegt werden. Diese Anlage gestattet zwar die voneinander unabhängige Einstellung des Richtungs- und des Sturzwinkels und durch eine Verschiebung des Schlittens auch eine Veränderung der Reifenbelastung, jedoch ist die gesamte Anlage durch die notwendigen großen Wellen- und Wellenauslegerquerschnitte sehr sperrig und groß und das freie Ende des L-förmigen Trägers mit den angepaßten Formgleitflächen bedarf einen außerordentlich starren und damit aufwendigen Aufbaus, um nicht beim Lauf unter dem Einfluß der auftretenden Reifenkräfte in Schwingungen zu geraten. Diese Gefahr tritt besonders bei Hochgeschwindigkeits-Messungen auf. Als Einrichtung zur Messung der an dem Reifen auftretenden Kräfte und Momente dient bei der bekannten Reifenprüfvorrichtung eine entsprechend ausgelegte Meßnabe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reifenprüfvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die kompakt aufgebaut ist und damit auch Hochgeschwindigkeitsmessungen auf sichere und einfache Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 1.

Die so ausgeführte Reifenprüfvorrichtung kommt mit einer kurzen, nur den Trommelmantel umgreifenden Reifenbefestigungsvorrichtung aus, die deswegen auf einfache Weise steif gehalten werden kann. Durch die Irehbare Halterung der Reifenbefestigungsvorrichtung in der bezeichneten Weise ist eine einfache Verstellbar-

keit des Lenkwinkels des Reifens gewährleistet. Die Ansprüche 2 bis 4 ergeben dabei eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Prüfvorrichtung.

Die Prüfung von Reifen unter einstellbaren Sturzwinkeln wird durch eine Weiterbildung nach Anspruch 5 ermöglicht, wobei besonders vorteilhafte Ausführungsformen durch die Ansprüche 6 und 7 gegeben sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch Anspruch 8; es ist dann möglich, auch die Einflüsse einer seitlichen Bewegung des Reifens, d. h. bei einer Bewegung quer zur Laufrichtung des Reifens, zu untersuchen, wobei Anspruch 9 eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung ergibt

Statt einer üblichen Meßnabe kann die Einrichtung zum Messen der auftretenden Kräfte und Momente einen Kräftekubus nach Anspruch 10 umfassen.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 11 bis 13.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläute-t; in dieser zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Reifenprüfvorrichtung,

F i g. 2 in schematischer Form einen Schnitt durch die Drehzapfenachse der Prüfvorrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die Sturzachse der Vorrichtung und

Fig.4 in auseinandergezogener Darstellung den Aufbau des Kräftekubus.

Die Reifenprüfvorrichtung enthält eine drehbar angebrachte Trommel 1, Kragträger 2, eine Reifenbefestigungsvorrichtung 3 und einen Stützkäfig 4.

Die Trommel 1 besteht aus einem Trommelmantel 5, der um eine Drehachse 6 drehbar über eine mit einem Rand des Trommelmantels 5 verbundene Scheibe 7 gehalten ist Die Kragträger 2 sind auf einem Rahmen 8 befestigt, der auf zwei Stahlbetonsäulen 9 aufliegt, und zwar an der geschlossenen Seite der Trommel 1.

Die Reifenbefestigungsvorrichtung 3 besteht aus einem Arm tO (F i g. 2), der um einen Drehzapfen 11 schwenkbar angebracht ist. Der Drehzapfen 11 sitzt in dem hohlen Innenteil der Trommel 1 und seine (verlängerte) Achse 12 durchstößt den Trommelmantel 5. An dem Arm 10 ist in einer Gleitführung 13, 13' ein Kräftekubus oder -würfel 14 angebracht. An dem Kräftekubus 14 (Fig.4) ist eine Radlaufspindel 30 angeordnet, an der eine Rad/Reifenanordnung drehbar befestigt werden kann. Die Reifenbefestigungsvorrichtung 3 wird von dem Stützkäfig 4 gehalten, der wiederum durch zwei Schwenklager 15, die an den Kragträgern 2 sitzen, gehalten ist. Die Schwenklager 15 besitzen eine gemeinsam fluchtende Achse 16, die die Radsturzachse der Reifenprüfvorrichtung bildet und tangential zur Oberfläche des Trommelmantels 5 liegt. Die Schwenklager 15 sind ebenfalls in Gleitführungen 17 eingesetzt und können durch Schubstangen 18 bewegt werden, die wiederum durch eine Zylinderanordnung 19 in Bewegung gesetzt werden. Dadurch ist eine Seitenbewegung des Reifens über die Fläche des Trommelmantels 5 möglich.

Der Kräftekubus oder -würfel 14 ist in auseinandergezogener Darstellung in F i g. 4 gezeigt und besteht aus einem starren Element 21, das in der Gleitführung 13 (Fig. 1) des Armes 10 sitzt, sowie aus einem zweiten starren Element 20, das die Radlaufspindel 30 trägt. Die beiden starren Elemente 20 und 21 sind gleichartig aufgebaut und umfassen jeweils drei Würfelkanten. Die weiteren sechs Würfelkanten werden durch sechs Spann-Verbindungsstäbe 22, 23, 24, 25, 26 und 27 gebildet welche in der in Fig.4 gezeigten Art die beiden starren Elemente 20 und 21 miteinander verbinden. Dabei liegen die Spannverbindungsstäbe 22 und 27 in einer Richtung in der horizontalen Ebene, die Verbindungsstäbe 24 und 25 sind dazu senkrecht

ίο ebenfalls horizontal angeordnet und die Verbindungsstäbe 23 und 26 liegen vertikal. An jedem Spannverbindungsstab ist ein (nicht dargestellter) Dehnungsmeßstreifen (oder mehrere solche Streifen) aufgebracht, durch den die durch den Stab übertragene Kraft gemessen werden kann.

Die Bewegung des Kräfiekubus oder -würfeis 14 in der Gleitführung 13,13', die zum Einsetzen des Reifens nötig ist sowie die Schwenkbewegung der Reifenbefestigungsvorrichtung 3 und des Stützkäfigs 4 geschieht über jeweilige pneumatische oder hydraulische Zylinderanordnungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Im Betrieb wird eine Reifen/Radanordnung auf der Radlaufspindel 15 befestigt und durch Verfahren des Kräftekubus oder des -würfeis 14 in der Gleitführung 13, 13' gegen die Außenfläche des Trommelmantels 5 angedrückt

Die (verlängerte) Achse 12 des Drehzapfens 11 und die gemeinsame Achse 16 der beiden Schwenklager 15 schneiden einander im Zentrum der Reifenaufstandsfläche29.

Die Trommel wird dann in Drehung versetzt; es können Geschwindigkeiten eingestellt werden, die Abrollgeschwindigkeiten auf der Straße bis zu ca.

250 km/h entsprechen. Die zwischen dem Reifen und der Trommelmantel-Außenfläche auftretende Kräfte werden durch die Spann-Verbindungsstäbe 22, 23, 24, 25, 26 und 27 in die Komponenten radiale Kräfte (Reifenbelastung), Seitenkraft (Seitenführungskraft) und Längs- oder Umfangskraft (Schleppkraft) aufgelöst und ebenso die drei Momente, die um die Achse wirken, in welchen die eben genannten Kräfte auftreten. Es handelt sich dabei um das Moment um die radial gerichtete Achse (Rückstellmoment), das Moment um die Querachse durch die Reifenaufstandsfläche (Rollwiderstandsmoment) und um das Moment um die Längsrichtungsachse (Kippmoment).

Der Lenkwinkel, um den die Reifen/Radanordnung 28 eingeschlagen ist, kann erforderlichenfalls während des Reifenlaufs durch Schwenken der Reifenbefestigungsvorrichtung 3 um den Drehzapfen 11 verändert oder eingestellt werden und ebenso ist durch Schwenken der Käfige 4 um die Achse 16 eine Einstellung des Radsturzwinkels möglich.

Der Reifen kann in Seitenrichtung über den Trommelmantel durch Betätigung der Zylinderanordnung 19 bewegt werden und er kann auch gegenüber dem Trommelmantel auf und ab bewegt werden, indem der Kräftekubus oder -würfel 14 in der Gleitführung 13, 13' bewegt wird.

Auf diese Weise können die durch den Reifen erzeugten Kräfte unter sehr vielen verschiedenen Betriebsbedingungen gemessen werden; dabei kann der Reifen vorwärts wie auch rückwärts gedreht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Reifenprüfvorrichtung mit einer drehbaren Trommel, einer Reifenbefestigungsvorrichtung, die die zu prüfende Reifen/Radanordnung in Berührung s mit der Außenfläche des Trommelmantels mit einstellbarem Lenk- und Sturzwinkel hält, und mit Einrichtungen zur Messung der an dem Reifen beim ' Lauf auftretenden Kräfte und Momente, dadurch gekennzeichnet, daß die Reif enbef estigungs- ι ο vorrichtung (3) radial innerhalb des Trommelmantels (5) um eine senkrecht zur Trommel-Drehachse (6) stehende, in Verlängerung den Trommelmantel (5) durchstoßende Achse (12) drehbar gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1) eine mit dem Trominelmantel (5) an einer Kante desselben verbundene Scheibe (7) aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenbefestigungsvorrichtung (3) an einem innerhalb der Trommel angeordneten Drehzapfen (11) schwenkbar befestigt ist, dessen Achse (12) in Verlängerung den Trommelmantel (5) durchstößt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenaufstandsfläche (29) an dem Trommelmantel (5) zentrisch umgebend zur Achse (12) des Drehzapfens (U) liegt

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenbefestigungsvorrichtung (3) um eine tangential zur Außenfläche des Trommelmantels (5) liegende Achse (16) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential zur Außenfläche des Trommelmantels (15) liegende Achse (16) die Achse (12) des Drehzapfens (11) in der Mitte der Reifenaufstandsfläche (29) schneidet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reif enbef estigungsvoi richtung (3) in einem in die tangential zur Außenfläche des Reifenmantels (5) liegende Achse (16) bildenden Schwenklagern (15) gehaltenen Käfig (4) gehalten ist, wobei die Schwenklager (15) vor bzw. hinter der Reifenaufstandsfläche (29) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenverschiebungseinrichtung (17, 18,19) zur seitlichen Verschiebung der zur Außenfläche des Trommelmantels (5) tangentialen Achse (16) in einer senkrecht zu dieser Achse (16) und senkrecht zur Drehebene der Trommel (1) stehenden Richtung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur seitlichen Ver-Schiebung der tangentialen Achse (16) gemeinsam über Schubstangen (18) durch eine Zylinderanordnung (19) verschiebbare Gleitführungen (17) für die Schwenklager (15) umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der an den Reifen auftretenden Kräfte und Momente einen Kräftekubus (14) umfaßt, der aus zwei jeweils drei Würfelkanten umfassenden starren Elementen (20, 21) und aus die weiteren Würfelkanten bildenden Spann-Verbindungsstäben (22, 23, 24, 25, 26, 27) mit jeweiligen Axialkraft-Erfassungselementen aufgebaut ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kräftekubus (14) gegenüber der Reifenbefestigungseinrichtung auf den Trommelmantel (5) zu und von ihm weg in einer Gleitführung (13,13') verschiebbar ist

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Reifenbefestigungsvorrichtung (3) durch eine Zylinderanordnung beeinflußbar ist

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenbefestigungsvorrichtung (3) während der Drehung der Trommel (1) bewegbar ist