-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
-
Prüfen der Dauerfestigkeit von Fahrzeugrädern, wobei ein Fahrzeugrad
in waagerechter Lage ohne Reifen eingespannt ist.
-
Es ist einerseits bekannt, Fahrzeugrädelr zur Prüfung der Dauerfestigkeit
in einer Maschine einzuspannen und ein umlaufendes Biegemoment mittels eines in
Richtung der Radachse sich erstreckenden Lastarmes aufzubringen. Hierbei ist das
zu prüfende Rad feststehend angeordnet (DE-AS 10 63 403). Andererseits sind verschiedene
Rollprüfstände bekannt, auf denen ein mit einem Reifen versehenes Fahrzeugrad unter
Gewichtsbelastung umläuft. Bei feststehend in waagerechter Lage eingespannten Fahrzeugrädern
kann im wesentlichen nur die Dauerfestigkeit der Radschüssel bzw. Radscheibe geprüft
werden. Mit dem Rollprüfstand kann zwar ein Fahrzeugrad entsprechend der im Betrieb
auftretenden Belastungen geprüft werden, hierfür ist jedoch immer ein Reifen entsprechender
Größe erforderlich, dessen Erwärmung und Verschleiß den Versuch umständlich und
aufwendig werden läßt.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die
teile zu vermeiden und ein einfaches, reproduzierbares Prüfverfahren für Fahrzeugräder
zu schaffen, mit dem das gesamte Fahrzeugrad ohne Verwendung eines Reifens, d. h.
Felge, Radschüssel sowie deren Verbindung (z. B. die Schweißverbindung zwischen
beiden) in einer. Vorrichtung in verhältnismäßig kurzer Zeit geprüft werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale
gelöst.
-
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung besteht
darin, Fahrzeugräder in ihrer Gesamtheit oder in ihren Einzelteilen, nämlich entweder
Felge oder Schüssel, ohne Verwendung eines Reifens auf einem Prüfstand prüfen zu
können, der sowohl dem Rollprüfstand als auch den Bedingungen in der Praxis entspricht.
In Verbindung mit einem Radscheibenprüfstand wird eine Universalprüfmaschine geschaffen,
mit der entweder im wesentlichen die Felge und bei Einsatz beider Prüfmethoden das
gesamte Fahrzeugrad einer wesentlich härteren Prüfung unterworfen werden kann als
es der Praxis entspricht, so daß in verhältnismäßig kurzer Zeit vergleichbare und
reproduzierbare Prüfungen durchgeführt werden können.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß diese gegenüber einem Rollprüfstand wesentlich einfacher und wirtschaftlicher
sowie mit geringerem Platzbedarf erstellt werden kann. Außerdem sind die Prüfkosten
wesentlich geringer, da keine Reifen erforderlich sind, die bekanntlich sehr aufwendig
sind und einen hohen Verschleiß haben. Die thermischen Probleme, wie sie bei der
Prüfung des berciften Rades auftreten, entstehen nicht mehr. Kühlgebläse entfallen
somit, und eine Radprüfung kann mit wesentlich höhercn Prüffrequenzen erfolgen.
Reifenmontagen und -demontagen sind nicht mehr erforderlich. Da rotierende Teile
wie beim Rollprufstand
nicht mehr vorhanden sind, treten keine Lager-
und Unwuchtprobleme auf. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, Versuche mit
neu konstruierten Rädern durchführen zu können, für die entsprechende Reifen noch
nicht vorliegen.
-
Wenn der Lastarm des Radscheibenprüfstandes im Maschinengestell, beispielweise
mit einem verschiebbaren Konus, festgelegt wird, kann ein Fahrzeugrad mit den. auf
die Felge aufgesetzten Lastschuhen allein am Umfang belastet und geprüft werden,
wie es der Fahrpraxis entspricht.. Vorteilhaft werden ein oder mehrere Spannarme
in einem Winkel,. vorzugsweise 17,5 °, zur Radebene angeordnet, um eine axiale Belastung
des Rades -wie beim Rollstandversuch - zu erreichen. Hierzu kann ein auf einen Spannarm
wirkender Impulsgeber an einer bogenförmigen Schiene verschoben werden, die an einem
ortsfesten Rahmen befestigt ist.
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung nachfolgend näher
erläutert.
-
Fig.. 1 Zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit
von Fahrzeugrädern, wobei ein an sich bekannter unwuchtbelasteter Radscheiben-Prüfstand
mit einer am Umfang einer Felge angeordneten Einrichtung ergänzt. ist, mit der ein
Simulieren des Abrollens eines zu prüfenden Fahrzeugrades möglich ist, Fig. 2 einen
Querschnitt durch die Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit gemäß Linie II-II
der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend dem rechten oberen Teil der Fig.
1 mit einer gelenkigen .Verbindung zwischen den Lastschuhen und Fig. 4 einen Querschnitt
ähnlich Fig. 3, vorbei anstelle von Lastschuhen Gelenkfinger verwendet sind.
-
Der Radscheiben-Prüfstand besteht im wesentlichen aus einem Maschinengestell
20, einem auf dessen Boden stehenden Motor 17 mit biegsamer Welle 18, einem Lastarm
4 mit einer in einem Lager 21 gelagerten Unwucht 19, einem Nabenflansch mit Zentrieransatz
5 für das Festspannen eines Fahrzeugrades und ist am Umfang des Rades ergänzt mit
einer Spannvorrichtung 9 mit Spannklauen 12, in deren Schwalbenschlfanzführungen
10 Lastschuhe 8 befestigt sind sowie einem an der Spannvorrichtung 9 angebrachten
Spannarm 14, auf den ein ortsfester Impulsgeber 15, z. B. ein Hydropulser, einwirken
kann. Zum radialen Festlegen und Zentrieren des Lastarmes 4 beim Einlegen und Festspannen
eines Fahrzeugrades 1 dient ein Zentrierkonus 38, der mit einem arretierbaren Handhebel
39 in die in Fig. 1 gezeigte Lage verschoben werden kann. Während eines Versuches,
bei dem eine Gesamtprüfung eines Rades, d. h. die Prüfung der Radscheibe und der
Felge gleichzeitig durchgeführt wird, ruht der Zentrierkonus 38 auf der Platte 40,
die innerhalb des Maschinengestells 20 befestigt ist.
-
Zur Prüfung der Dauerfestigkeit wird ein Fahrzeugrad 1 auf den Nabenfiansch
6 gelegt, wobei der Zentrieransatz 5 zum Ausrichten dient. Auf dem Nabenflansch
6 wird das Rad 1 mit Muttern 7 an der Spiegelpartie der Schüssel 3 festgespannt.
-
An mehreren gleichmäßig über den Umfang der Felge 2 verteilten Stellen,
vorzugsweise der Schulterflächen, werden die Lastschuhe 8 aufgesetzt, die in Spannklauen
12 in Umfangsrichtung der Felge in je einer Schwalbenschwanzführung 10 verschiebbar
geführt sind. Die Spannklauen 12 sind mit Schraubverbindungen 13 an der Spannvorrichtung
9 befestigt und in Längsschlitzen 16 verschiebbar angebracht. Jede Spannvorrichtung
9 ist auf der den Spannklauen 12 gegenüberliegenden Seite etwa in der Mitte mit
einem Spannarm 14 verbunden, an dessen anderem Ende ein Impulsgeber 15, z. B. ein
Hydropulser, angebracht ist. Der Spannarm 14 ist im Lagerauge 41 eines Lagerarmes
42 axial verschiebbar gelagert.
-
Die Belastungseinrichtung am Umfang der Felge 2 dient dazu, einen
Reifen zu ersetzen und das Abrollen eines zu prüfenden Fahrzeugrades 1 simulieren
zu können sowie ein Fahrzeugrad unter wesentlich härteren Bedingungen iu prüfen,
um die Dauer eines Belastungsversuches stark vermindern zu können. Zur Beendigung
eines Versuchs ist eine an sich bekannte Stillsetzeinrichtung im Maschinengestell
20 angebracht, die bei starkem Ausschlag des Lastarmes 4 den Motor 17 und alle Impulsgeber
15 abschaltet. Der Lastarm 4 kann zusätzlich über ein Pendellager 43 in einem Lagerbock
44 gelagert sein, wobei der Lagerbock aus einem. Rohrstück 45 und aus auf dem Maschinengestell
20 befestigten Winkeln 46 besteht.
-
Um die. verschiedenen Reifenbauarten besser zu simulieren, können
die Lastschuhe 8 in der Schwalbenschwanzführung 10 am Umfang des Rades 1 verstellt
werden, so daß die Krafteinleitung am Umfang der Felge 2 auf einen schmaleren oder
breiteren Bereich eingestellt werden kann. Zur Anpassung an die jeweilige Maulweite
einer Felge 2 werden die Spannklauen 12 mit den vorzugsweise au£ den Schulterflächen
der Felge 2 aufsitzenden LastschUhen 8 in den Längsschlitzen 16 der Spannvorrichtung
9 verstellt. Dadurch kann die Krafteinleitung auf einen schmaleren oder breiteren
Bereich des Umfangs der Felge 2 eingestellt werden.
-
Beim Dauerversuch können gleichzeitig ein oder mehrere Paare von Lastschuhen
8 belastet werden, wobei diese Belastung jeweils auf ein Lastschuhpaar 8a, 8b aufgebracht
werden kann und ständig von einem Lastschuhpaar zum nächsten wechselnd über den
Umfang der Felge herumläuft und ein Umlauf von beispielweise 1000 bis 2000 Touren
eingehalten wird. Hierdurch kann ein Rad 1 ent--sprechend den in der Praxis vorkommenden
Beanspruchungen belastet werden. Dabei stellt die Belastung auf einem Lastschuhpaar
8a, 8b versuchsweise jeweils die Aufstandsfläche eines sich drehenden Fahrzeugrades
dar, wobei alle übrigen Lastschuhpaare nur etwa mit einer Kraft belastet werden,
die bei Verwendung eines Reifens durch die e' Rete«kß Me Schulterflächen der Felge
ausgeübt wird.
-
Die Belastung eines Rades 1 bei einem Dauerversuch kann andererseits
dadurch wesentlich erhöht werden, daß die jeweils gegenüberliegenden Lastschuhe
8 mit einer umlaufenden Kraft belastet werden und alle anderen Lastschuhe über die
Impulsgeber 15 mit einer bestimmten Einspannkraft belastet, im übrigen aber festgesetzt
sind, d. h. daß die Ein- und Auslaßventile des hydraulischen Impulsgebers 15 nach
dem Aufbringen der Einspannkraft geschlossen werden.
-
Wenn ein Fahrzeugrad 1 insgesamt geprüft werden soll, wird der Handhebel
39 (Fig. 1) entriegelt, der Zentrierkonus 38 auf der Platte 40 abgesetzt und der
Motor 17 angetrieben, so daß der Lastarm 4 über die Welle 18 in Umlaufschwingungen
versetzt wird und die Scheibe 3 einer Umlaufbiegebeanspruchung unterworfen wird,
die teilweise auf die Verbindung zur Felge und auch wiederum teilweise auf die Felge
2 übertragen wird. Zusammen mit der von außen mit den Lastschuhen 8 auf die Felge
2 aufgebrachten Belastung ergibt sich eine Kombinationsbeanspruchung für das gesamte
Rad 1, die wesentlich intensiver ist, als es der normalen Praxis entspricht, so
daß hierdurch in vorteilhafter Weise die Dauer einer Bauteilfestigkeitsprüfung stark
reduziert werden kal,n. Die Lastfrequenzen für die Lastschuhe 8 und für den Lastarm
4 werden vorteilhaft aufeinander abgestimmt, und zwar können diese je nach den Einsatzbedingungen
unterschiedlich und gegenläufig oder gleichlaufend sein Wenn die Lastfrequenzen
gleich sind und gleichlaufend eingestellt werden, können die beiden Lastamplituden
gegeneinander versetzt oder aufeinanderzu gerichtet werden, wodurch stark unterschiedliche
Felgen- und Schüsselbelastungen erzielt werden.
-
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung sind am Umfang der Felge
Lastschuhe 23, 24 (Fig. 3) mit einer Schraubverbindung 26 miteinander verbunden,
wobei die Schraubverbindung in einem Längsschlitz 27 geführt ist, so daß die Lastschuhe
23, 24 zum Überbrücken verschiedener Maulweiten gegeneinander verschoben
werden
können. Diese Lastschuhe 23, 24 sind etwa in der Mitte über ein Gelenk 22 mit dem
Spannarm 14 verbunden, auf den ein hier nicht dargestellter Impuls geber einwirken
kann. Durch die schräge Krafteinleitung auf die Felge 2 können nun auch die im Betrieb
vorkommenden Seitenkräfte simuliert werden.
-
Nach einer anderen Ausführung der Erfindung sind gemäß Fig. 4 Gelenkfinger
29, 30 über ein Gelenk 28 mit einem Spannarm 27 verbunden. Diese Gelenkfinger 29,
30 drücken hierbei während der Belastung in die Hornfußradien 32, 33 der Felge 2.
Diese Prüfanordnung ist besonders zur Prüfung von PKW-Rädern geeignet, wo die Hornfußradien
bekanntlich stark beansprucht sind. Dabei ist der am Ende des Spannarmes 27 angesetzte
Impulsgeber 35 an einer Spannschiene 34 befestigt, die an einem ortsfcsten Rahmen
36 angebracht ist. Nach Lösen der Befestigungsschrauben 37 kann der Spannarm 27
mit dem Impulsgeber 35 in eine andere Lage verschwenkt werden, wodurch die Belastung
der Felge 2 in verschiedenen Richtungen aufgebracht werden kann.