DE2921677A1

DE2921677A1 - Vorrichtung und verfahren zum bestimmen der griffigkeit von kfz-reifen auf strassendecken

Info

Publication number: DE2921677A1
Application number: DE19792921677
Authority: DE
Inventors: Bernfried Dr Ing Sudbrack
Original assignee: SUDBRACK BERNFRIED
Current assignee: SUDBRACK BERNFRIED
Priority date: 1979-05-29
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1980-12-11

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der
Griffigkeit von Kfz-Reifen auf Straßendecken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Griffigkeit von Kfz-Reifen auf Straßendecken unter Berücksichtigung simulierter Verkehrsbeanspruchung und variabler Wasserfilmdicken im Reifen- bzw. Straßenbaulaboratorium.
Eine wesentliche Aufgabe des Straßenbaulaboratoriums besteht darin, durch Auswahl geeigneter Rezepturen für die Fahrbahrideckschicht die Verkehrssicherheit zu erhöhen.
Um die Griffigkeit von bituminösen und/oder durch Kunststoff bzw. Zement gebundenen Materialien für den Bau von Deckschichten im Straßenbau einerseits, und von Gummimischungen, die für Kraftfahrzeugreifen andererseits feststellen zu können, fehlt es bisher an geeigneten Verfahren und Vorrichtungen, die auch andere variable Parameter, z.B. Wasserfilmdicken, Umgebungstemperatur und Streusalzeinfluß berücksichtigen.
Sowohl für die Zusammensetzung der Fahrbahndeckschicht als auch für die Compoundierung der Gummimischung ist es aber wichtig, durch Auswahl geeigneter Rezepturen eine möglichst hohe Griffigkeit zu erzielen.
Das Straßenbaulaboratorium hat darüberhinaus im öffentlichen Interesse die Aufgabe, mit möglichst großer Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung geographischer und klimatologischer Gegebenheiten mit den zur Verfügung stehenden i9Iaterialien eine Fahrbahndeckschicht zu erstellen, die eine optimale Verkehrssicherheit gewährleistet.
Bisher war es nicht möglich, bei der Aufstellung von Eignungs prüfungen für Mischgut für Fahrbahndeckschichten die Köhe der zu erwartenden Griffigkeit unter Verkehrseinwirkung und bei verschiedenen Wasserfilmdicken mit einiger Zuverlässigkeit abzuschätzen.
Es sind zwar verschiedene Methoden der Messung der Griffigkeit von Fahrbahnoberflächen bekannt. Eine Meßweise besteht darin, die Griffigkeit durch Zusatzeinrichtungen an serienmäßigen Kraftfahrzeugen oder durch spezielle Meßfahrzeuge oder Meßanhänger auf der Straße zu messen. Diese Vorrichtungen können aber nicht im Laboratorium Anwendung finden. Sie ermöglichen also nur die Messung eines Ist-Zustandes, während Prognosen auf eine zu erwartende Verminderung oder Verbesserung der Griffigkeit nicht abgegeben werden können.
Es ist weiter bekannt, die Griffigkeit mit sogenannten Pendelgeräten zu messen. Bei diesen Geräten gleitet ein Pendel, an dessem unteren Pendelarm eine Reibfläche angebracht ist, über die zu messende Oberfläche, und die Griffigkeit wird aus der Verzögerung des Pendels ermittelt. Dieses Gerät, das auf Probeplatten im Laboratorium Anwendung finden kann, hat den Nachteil, daß der Einfluß eines Wasserfilms auf der Oberfläche nicht untersucht werden kann, und daß die gewonnenen Meßwerte nur bei bestimmten Oberflächen einigermaßen in Relation zur Praxis stehen.
Alle bisher bekannten Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Griffigkeit weisen also teehnische bzw. und/oder wirtschaftliche Nachteile auf.
Kier schafft die Erfindung Abhilfe.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der Griffigkeit zu entwickeln, wobei die Vorgänge beim Abrollen und Verzögern eines Kraftfahrzeugreifens auf der Fahrbahnoberfläche weitgehend im Laboratoriumsmaßstab simuliert werden könne. Ebenfalls sollen die wichtigen Einflußfaktoren aus der Beanspruchung durch Verkehr und Klima simuliert werden können, wobei eine vergleichende Prognose zwischen unterschiedlichen Rezepturen für die Pahrbahndeckschicht über viele Jahre, aber auch kurzfristige Vorhersagen über das Verhalten von Gummimischungen möglich wird.
Dabei wird außerdem angestrebt, daß der Einfluß der Wasserfilmdicke, der die Verkehrssicherheit maßgebend beeinflusst, ebenso wie der der Temperatur meßbar wird und somit mit berücksichtigt werden kann.
Umgekehrt sollen sich für ein vorgegebene Zusammensetzung der Fahrbahndeckschicht die fahrtechnischen Eigenschaften verschiedener Gummimischungen bestimmen lassen.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß eine Reifenlauffläche über eine Umlenkrolle und über die zylindrische Mantelfläche eines Probekörpers unter regelbarer Vorspannung geführt ist.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Griffigkeit über die Messung der Reibkraft ermittelt wird, die entsteht, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Probekörpers durch Bremsvorrichtungen vermindert wird, während die Geschwindigkeit der Reifenlauffläche durch Antriebsvorrichtungen konstant gehalten wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen.
Die wirtschaftliche Ausnutzung der Erfindung im Straßenbaulaboratorium wird dadurch begünstigt, daß weitgehend solche Teile Verwendung finden können, die über den Kraftfahrzeug-Zubehörhandel erhältlich sind.
Die Erfindung ist im nachstehenden anhand der Zeichnung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht mit geschnittenem Probekörper und geschnittener Antriebsrolle, Fig. 2 zeigt die Vorderansicht im Schnitt A - A aus Fig. 1 als eine Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Es bedeuten: 1 = Probekörper 2 = Reifenlauffläche 3 = Umlenkrolle 4 = Traverse 5 = Pührung 6 = Gewichte In Fig. 1 ist ein zylindrischer Probekörper 1 auf einer Welle gelagert, die mittels Elektromotor auf Rotationsgeschwindigkeiten einstellbar, welche - auf die Mantelfläche des Probekörpers 1 bezogen - von einigen wenigen bis zu etwa 200 Umdrehungen, für extreme Untersuchungen, etwa für Rennstrecken auch mehr, einstellbar ist. Pür gewöhnlich werden die Probekörper mechanisch oder elektronisch ausgewuchtet, jedoch ist es erfindungsgemäß auch möglich, Unwuchten vorzusehen, um deren Einfluß auf die Griffigkeit untersuchen zu können. Als Gegenpart zu dem Probekörper 1 ist eine Reifenlauffläche 2 vorgesehen, die - falls die Zusammensetzung von Straßendeckschichten geprüft werden soll - aus einem handelsüblichen Pkw-Reifen herausgeschnitten sein kann.
Diese Reifenlauffläche wird über eine Umlenkrolle 3 geführt, die unterschiedliche Andruckkräfte reproduzierbar her zum stellen vermag. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Welle des Probekörpers 1 mit dem Antrieb auf einer Traverse 4 gelagert ist, welche ihrerseits auf Führungen 5 ruht und durch Gewichte 6 nach Wunsch belastbar ist.
Die Oberfläche braucht nicht eben zu sein, sondern kann auch ein Profil aufweisen, wie es bei Kraftfahrzeug-Reifen behördlich vorgeschrieben ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich der Einfluß dieses Profiles auf die Griffigkeit des Reifens abschätzen.
Zu den dargestellten Teilen der Vorrichtung können auch Thermostatier- bzw. Klimaanlagen sowie Polier- und Dosiereinrichtungen, insbesondere zur Erzeugung eines Wasserfilmes vorgesehen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich beispielsweise zur Untersuchung des Einflusses von Streusalz-Schmelzwasser-Mischungen auf die Verkehrssicherheit.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Bestimmen der Griffigkeit von Kfz-Reifen einerseits und Straßendecken andererseits unter Berücksichtigung simulierter Verkehrsbeanspruehung und variabler Wasserfilmdicken im Reifen- bzw. Straßenbaulaboratorium, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reifenlauffläche (2) über einn Umlenkrolle (3) und über die zylindrische Mantelfläche eines Probekörpers (1) unter regelbarer Vorspannung geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Umlenkrollen (3) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß regelbare Brems- und Antriebsvorrichtungen auf den Achsen von Probekörper (1) und Umlenkrolle bzw. Umlenkrollen (3) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzeinrichtung in Form einer regelbaren Wasserdüse vor dem Kontaktbereich zwischen Reifenlauffläche (3) und Probekörperoberfläche (1) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Thermostatier- bzw. Klimaanlagen und/oder Polier- und Dosiereinrichtungen vorgesehen sind.
6. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffigkeit über die Messung der Reibkraft ermittelt wird, die entsteht, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Probekörpers durch Bremsvorrichtungen vermindert wird, während die Geschwindigkeit der Reifenlauffläche durch Antriebsvorrichtungen konstant gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft- und Bewegungsabläufe beim Bremsen verändert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kontaktfläche unterschiedliche Wasserfilmdicken eingestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Probekörper vor der jeweiligen Messung der Griffigkeit einer mechanischen und/oder chemischen und/oder klimatischen Beanspruchung unterworfen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Reifenlaufflächen unterschiedlicher PKW-Reifen oder Sjpezial-Laufflächen und/oder Probekörper unterschiedlicher Materialien oder Mischungen Verwendung finden.