DE2336296C3 - Laufrolle für Fahrzeugprüfstände - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Laufrolle für Fahrzeugprüfstände, insbesondere für Bremsprüfstände, mit in eine äußere Schicht der Laufrolle eingelagertem körnigern Füllstoff sowie ein Herstellungsverfahren hierfür.

Bei Fahrzeugprüfständen, insbesondere bei Bremsprüfständen, soll ein möglichst guter Reibbeiwert zwischen den Prüfstandsrollen und den darauf laufenden Fahrzeugrädern erreicht werden. Vor allem soll der Reibbeiwert bei nasser Oberfläche nicht wesentlich gegenüber trockener Oberfläche absinken; der Reibbeiwert soll angenähert genauso groß sein wie der von Luftstreifen auf üblichen Straßendecken.

Deshalb wurde bei bekannten Laufrollen für Fahrzeugprüfstände (Gebrauchsmuster 19 01 199) die Oberfläche aus Beton hergestellt, indem zunächst eine Drahtarmierung zur Verankerung des Betons mit der aus Stahl bestehenden Laufrolle verschweißt wurde. Sodann wurde der Beton um die Laufrolle gegossen. Bei einer Beschädigung der Betonoberfläche ist eine Entfernung des gesamten Betons und in vielen Fällen auch der Drahtarmierung erforderlich, falls diese beschädigt wurde. JEs hat sich gezeigt daß der Verschleiß dieser Betonoberflächen vor allem bei Befahren mit Spikesreifen sehr groß ist

Aus Stahl bestehende Laufrollen mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten und gehärteter Oberfläche haben zwar im Neuzustand günstige Reibbeiwerte bei trockenem und nassem Betrieb; wenn aber der Verschleiß in der Form auftritt, daß die Kanten an den Nuträndern abgerundet werden, verringert sich der Reibbeiwert bei nassem Betrieb erheblich gegenüber trockenem Betrieb bzw. dem Reibbeiwert im Neuzustand der RoUe. Vor allem beim Befahren mit Spikesreifen und bei rauhem Betrieb, d.h. hohe Beschleunigung und Verzögerung, tritt der Verschleiß schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer ein. Die Laufrollen müssen dann vollständig ausgewechselt werden.

Es ist auch bekannt (Gebrauchsmuster 19 00013), Laufrollen mit einer Kunststoffoberfläche zu versehen. Bei geeigneter Wahl des Kunststoffes läßt sich auch bei nassem Betrieb ein noch ausreichender Reibbeiwert erreichen; der Verschleiß derartiger Rollenoberflächen ist aber insbesondere bei Spikesreifen außerordentlich hoch. .

Bei einer Laufrolle der eingangs genannten Art ist es bekannt (Gebrauchsmuster 19 28 242), in eine äußere Schicht aus Kunststoff oder Gummi körnigen Füllstoff einzulagern, beispielsweise Splitt oder keramische Stoffe Dadurch wird zwar ein bei Trockenheit und Nässe annähernd gleich guter Reibbeiwert erreicht; der Verschleiß derartiger Rollenoberflächen ist jedoch sehr groß, so daß sie für eine Verwendung bei Spikesreifen kaum in Frage kommen._/

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laufrolle der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei möglichst hohem Reibbeiwert, der bei trockenem und nassem Betrieb, im Neuzustand der Laufrollen und nach einer üblichen Abnützung weitgehend gleichbleibend sein soll, ein geringer Verschleiß auch beim Befahren mit Spikesreifen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die äußere Laufrollenschicht aus Metallguß mit an der Rollenaußenfläche eingelagerten Körnern eines Füllstoffs besteht, dessen Festigkeit gegen Verschleiß durch Fahrzeugräder geringer ist als die des Metallgusses.

Im Betrieb, besonders beim Befahren mit Sp ikesreifen, aber auch mit üblichen Reifen, an denen Sand hängt, werden die Füllstoffkörner schneller abgenutzt als der den Grundkörper bildende Metallguß. Dabei werden kleinere Stückchen der einzelnen Füllstoffkörner abgesprengt oder kleinere Füllstoffkörner werden ganz herausgerissen. Dadurch entstehen immer wieder scharfe Kanten am Metallguß und auch an den Füllstoffkörnern. Die Oberfläche bleibt auch nach längerem Betrieb rauh und griffig und behält den anfänglichen Reibbeiwert in trockenem und nassem Zustand bei.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, in Weiterbildung des Erfindungsgedankens die äußere Laufrollenschicht aus Grauguß mit eingelagerten Quarzkörnern auszuführen. Quarz hat gegenüber der Verschleißwirkung von Spikesreifen oder verschmutzten normalen Reifen die gewünschte Eigenschaft daß sich nach einiger Zeit Teile der Quarzkörner oder kleinere Körner lösen, um neue Kanten am Grauguß zu bilden. Die Verschleißfestigkeit des Graugusses ist bei diesen Beanspruchungsfällen größer als die des Quarzes, so daß durch das Herausbrechen des Quarzes Ver-

tiefungen im Grauguß entstehen. Da die Kanten dieser Vertiefungen trotz der verhältnismäßig hohen Verschleißfestigkeit des Graugusses abgerundet werden, was zu einer Verringerung des Reibbeiwertes insbesondere bei nassem Betrieb führen vrürde, ist es wichtig, daß durch das Herausbrechen der Quarzkörner oder Teilchen davon stets neue, scharfe Kanten entstehen, die für einen gleichbleibenden Reibbeiwert sorgen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Korngröße der Quarzkörner bis zu 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm erwiesen.

hl besonders vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die äußere Laufrollenschicht aus mehreren Teilzylinderschalen, vorzugsweise aus Viertelzylinderschalen zusammengesetzt ist Diese Schalen lassen sich besonders günstig durch Gießen herstellen und können — ohne daß ein Ausbau der Laufrollen erforderlich ist — ausgewechselt werden. Dabei werden die Schalen zweckmäßigerweise mit einem zylindrischen LaufroHengrundkörper verklebt. Abgenutzte Schalen können durch Anwärmen von der Laufrolle abgelöst werden; neue Schalen können in einfacher Weise aufgeklebt werden, ohne die Laufrollen auszubauen.

Das Herstellungsverfahren für die Laufrollen mit Teilzylinderschalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zum Gießen der Metallgußschalcn in eine Unterform einer Gießform ein Kern mit entsprechend der Schalenaußenfläche konkav gewölbter Oberfläche eingelegt wird und daß die Füiistoffkörner, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das des Metalls, mit einem bei Gießtemperatur seine Bindewirkung verlierenden Klebstoff an der gewölbten Kernoberfläche angeklebt werden. Beim Eingießen des Metalls lösen sich die Füllstoffkörner langsam vom Kern und steigen in der Metallschmelze um einen geringen Weg auf, bis die Schmelze erstarrt Dabei werden die Füiistoffkörner weitgehend vom Metall umschlossen, so daß das Herausbrechen der Füllstoffkörner im Betrieb nur allmählich und über eine längere Betriebszeit verteilt erfolgt.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, als Klebstoff Kaltleim zu verwenden.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß beide Schalenlängskanten beim Gießen horizontal und auf gleicher Höhe liegen und daß der Einlauf des Gießmetalls an einer Schalenlängskante erfolgt. Damit wird ein gleichmäßiges Eindringen der Füllstoffkörner in den metallischen Grundkörper beim Gießvorgang erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend en Hand eines Ausführungsbeispiels in Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Laufrolle mit aufgeklebten Viertelschalen im Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-H in F i g. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch eine Schale, wie sie auf der Laufrolle gemäß F i g. 1 und 2 aufgebracht ist, und

Fig.4 eine Gießform mit gegossener Viertelscha'e im Schnitt

Auf der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Laufrolle 1 für einen Bremsprüfstand, die an beiden Enden jeweils einen Lagerzapfen 7 aufweist, sind vier Schalen 3 aufgeklebt, die jeweils die Form eines Viertelzylinders haben. Als Klebstoff wurde Epoxidharz verwendet Die Dicke der Schalen beträgt etwa 8 mm. Die Schalen 3 bestehen aus Grauguß. Wie man insbesondere aus Fig.3 erkennt, sind in die konvexe Oberfläche der Schale Quarzkörner 4 eingelagert, deren Korngröße im Durchschnitt 2 bis 3 mm, höchstens 5 mm beträgt.

Die Schalenoberfläche ist rauh und griffig. Vor allem beim Befahren mit Spikesreifen, aber auch mit normalen Reifen, an denen Sand und ähnliche Verunreinigungen hängen, tritt an den Quarzkörnern 4 ein höherer Verschleiß auf als an dem Grauguß der Schalen 3. Dabei werden Teile von einzelnen Quarzkörnern 4 abgesprengt oder kleinere Quarzkörner 4 ganz herausgerissen. Dadurch entstehen immer wieder scharfe Kanten am Grauguß und auch an den Quarzkörnern 4. Die Oberfläche bleibt dadurch auch nach längerem Betrieb rauh und griffig.

Es hat sich gezeigt, daß der Reibungsbeiwert von Fahrzeugluftreifen auf derartigen Prüfstandsrollen mit 0,85 nahe bei dem auf Straßendecken aus Beton oder Teermakadam liegt, der im Durchschnitt 0,9 beträgt. Auch im nassen Zustand liegt der Reibungsbeiwert der Reifen auf der Prüfstandsrolle mit 0,7 in der Nähe des entsprechenden Reibungsbeiwertes von 0,65 auf der S»raße. Nach längerem Betrieb und entsprechender Abnützung betragen die Reibungsbeiwerte der Prüfstandsrollen im trockenen Zustand noch 0,8 und im nassen Zustand noch 0,6 und weichen damit nur gering vom Neuzustand ab. Der Verschleiß ist auch bei rauhem Betrieb mit Spikesreifen nur verhältnismäßig gering.

Wenn nach längerem Betrieb doch ein Auswechseln der Schalen der Laufrollen erforderlich ist, werden die Schalen 3 erwärmt und von der Laufrolle 1 abgelöst; neue Schalen werden dann auf die Laufrolle aufgeklebt. Dazu brauchen die Laufrollen nicht ausgebaut zu werden.

F i g. 4 zeigt im Schnitt eine Gießform zum Gießen der Schalen 3 für die Laufrollen. Die Gießform besteht aus der Oberform 5 und einem Unterkasten 6, in den ein Kern 7 eingelegt ist. Der Kern 7 hat eine konkav gewölbte obere Fläche entsprechend der Schalenaußenfläche. Der Kern 7 ist im Unterkasten 6 so angeordnet, daß die beiden Schalenlängskanten 8 horizontal und auf gleicher Höhe liegen.

In der Oberform 5 ist auf der einen Seite auf der ganzen Länge der zu gießenden Schale 3 ein Einlauf 9 mit einem Einguß 10 und auf der anderen Längsseite, ebenfalls über die gesamte Schalenlänge, der Auslauf U mit Steigern 12 angeordnet.

An der konkaven Oberfläche des Kerns 7 wurden, vorzugsweise vor dem Einsetzen des Kerns 7 in den Unterkasten 6, die Quarzkörner 4 mit Kaltleim (Tischlerleim) angeklebt. Dieser Leim hat die Eigenschaft, daß er bei der Temperatur des flüssigen Metalls, im dargestellten Ausführungsbeispiel Grauguß, seine Bindewirkung verliert, so daß sich die Quarzkörner 4 vom Kern 7 lösen und — da ihr spezifisches Gewicht geringer ist als das des flüssigen Graugusses — sich unter der Wirkung des Auftriebes um einen geringen Weg nach oben bewegen, bis die Schmelze erstarrt. F i g. 4 zeigt den Zustand nach Erstarren der Schmelze, wobei der Einguß und die Steiger noch mit dem Gußstück 3 verbunden sind; sie werden nach dem Ausformen abgetrennt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Laufrolle für Fahrzeugprüfstände, insbesondere für Bremsprüfstände, mit in eine äußere Schicht der Laufrolle eingelagertem körnigem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Laufrollenschicht aus Metallguß mit an der Rollenaußenfläche eingelagerten Körnern eines Füllstoffs besteht, dessen Festigkeit gegen Verschleiß durch Fahrzeugräder geringer ist als die des Metallgusses.

2. Laufrolle nach Anspruch 1, dadurch^ gekennzeichnet, daß die lüßere Laufrollenschicht aus Grauguß mit eingelagerten Quarzkörnera (4) besteht ¹S

3. Laufrolle nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzkörner (4) eine Korngröße bis zu 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, haben.

4. Laufrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Laufrollenschicht aus meh- reren Teilzylinderschalen (3), vorzugsweise aus Viertelzylinderschalen zusammengesetzt ist

5. Laufrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (3) mit einem zylindrischen Laufrollengrundkörper verklebt sind.

6. Verfahren zum Herstellen einer Laufrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gießen der Metallgußschalen in eine Unterform einer Gießform ein Kern mit entsprechend der Schalenaußenfläche konkav gewölbter Oberfläche eingelegt wird und daß die Füllstoffkörner, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das des Metalls, mit einem bei Gießtemperatur seine Bindewirkung verlierenden Klebstoff an der gewölbten Kernoberfläche angeklebt werden.

7. Verfahren zum Herstellen einer Laufrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoff Kaltleim verwendet wird.

8. Verfahren zum Herstellen einer Laufrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß beide Schalenlängskanten beim Gießen horizontal und auf gleicher Höhe liegen und daß der Einlauf des Gießmetalls an einer Schalenlängskante erfolgt.