KR101300363B1 - 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법 및 휠 림 테스트용 테스트 장치 - Google Patents

휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법 및 휠 림 테스트용 테스트 장치 Download PDF

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엠티에스 시스템즈 코포레이숀
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Abstract

휠 림을 테스트하기 위한 테스트 장치용 구동 파일(drive file)을 얻기 위한 테스트 장치(10; 100; 160) 및 방법은 드럼 표면과 접촉하는 상태로 휠 어셈블리(14)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 휠 어셈블리(14)는 횡축을 정의하는 축선을 중심으로 회전 가능하며, 휠 어셈블리(14)의 타이어(20)와 접촉 상태의 드럼 표면을 통하여 연장되는 수직축이 횡축에 수직이고, 종축이 횡축 및 수직축 모두에 수직으로 정의된다. 종축을 중심으로 휠 림에 가해지는 오버터닝 모멘트를 나타내는 파라미터를 측정한다. 종축을 중심으로 하는 휠 림에 대한 요망되는 오버터닝 모멘트를 얻기 위하여 드럼 표면에 대한 휠 림의 캠버 각을 조정한다.

Description

휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법 및 휠 림 테스트용 테스트 장치{METHOD FOR OBTAINING DESIRED LOADING ON WHEEL RIM AND TESTING MACHINE FOR WHEEL RIM TESTING}
본 발명은 자동차의 구성 요소를 테스트하는 데에 사용되는 테스트 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동차의 타이어, 휠, 스핀들 및/또는 제동 요소를 테스트하는 데에 사용되는 테스트 장치에 관한 것이다.
Fraunhofer-Institut Fur Betriebsfestigkeit에서는 회전 드럼의 내측을 이용하는 롤링 휠 테스트 장치를 개발하였으며, 이 테스트 장치는 효과적인 테스트 기법인 것으로 확인되었다. 일반적으로, 타이어 및 휠은 구동 모터에 장착되고, 타이어가 내주면에 맞물리는 위치에서 드럼 내에 배치된다. 타이어와 휠 림이 자동차에 장착된 상태로 자동차가 도로에서 하향 진행할 때의 하중을 모의 실험하기 위하여 원래의 구조를 개선하였다. 하중은, 자동차의 중량 및 동적 하중을 모의 실험하기 위한 반경방향 휠 하중과, 타이어 및 휠 림의 회전축선을 따라 가해지는 측방향 하중을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 구동 및 제동 토크를 적용하는 것은, 1997년 9월 11일에 독일의 다름시(Darmstadt)에서 개최한 Proceedings of the 3rd International User Meeting에서 발표한 "Adapting the Biaxial Wheel Test System for Brake Components and Lug-Loosening"에서 또한 제안되고 있다.
원래의 구조가 효과적임이 확인되었고 도로 상태의 모의실험과 관련한 개선을 제공하고 있기는 하지만, 여전히 단점이 존재한다. 예컨대 자동차의 휠에 작용하는 반경방향 및 축방향 힘은 일정하지 않고, 다양한 요인에 좌우된다. 자동차의 구성요소에 작용하는 힘을 모사하기 위하여, 해당 구성요소에 스트레인 게이지가 통상적으로 제공되고, 자동차는 실제 환경 조건 하에서 구동되며, 이로부터 데이터가 수집된다. 실제 환경 조건 중에 보이는 하중을 모사하기 위하여 유사한 스트레인 게이지를 구비하는 실험실에서 자동차의 구성요소에 하중을 가하도록 액추에이터가 작동한다. 그러나 심지어 테스트를 시작하기 전부터 복잡한 셋업 절차(즉, 매핑 과정)가 요구된다. 예컨대, 스트레인 게이지를 포함하는 테스트 휠 림(들)이 셋업을 위하여 실험실에서 사용될 수 있다. 그 후에 힘을 가하여, 테스트 휠 림에 원하는 변형 장(strain field)이 존재하는지 여부를 결정하도록 스트레인 게이지의 출력을 모니터링한다. 가해진 힘(하중 쌍)과 함께 휠 어셈블리의 장치 캠버 각 세팅은 변형 장 판독치가 만족스러울 때까지 반복적으로 조정된다. 이러한 셋업 절차는, 상당한 시간이 소요될 뿐 아니라 시편에 대한 마모도 초래하기 때문에 테스트를 복잡하게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 휠 림의 테스트를 위한 테스트 장치용 구동 파일(drive file)을 얻기 위한 테스트 장치 및 방법은 휠 어셈블리를 드럼 표면과 접촉하게 하는 단계를 포함하며, 휠 어셈블리는 횡축을 정의하는 축선을 중심으로 회전할 수 있고, 휠 어셈블리의 타이어와 접촉 상태로 있는 드럼 표면을 통하여 연장하는 수직축이 상기 횡축에 수직이며, 상기 횡축 및 수직축 모두에 수직하게 종축이 정의된다. 종축을 중심으로 휠 림에 가해지는 오버터닝 모멘트를 나타내는 파라미터가 측정된다. 드럼 표면에 대한 휠 림의 캠버 각을 조정하여 종축을 중심으로 하는 휠 림에서의 요구되는 오버터닝 모멘트를 얻는다.
도 1은 본 발명의 양태를 실시하기 위한 롤링 휠 테스트 장치의 개략적인 사시도로서, 일부를 제거한 상태를 도시한 도면이고,
도 2는 일부가 제거된 상태의 테스트 장치를 도시하는 정면도이고,
도 3은 일부가 제거된 상태의 테스트 장치를 도시하는, 도 2의 선 3-3을 따라 취한 개략적인 단면도이고,
도 4는 도 1의 테스트 장치의 개략도이고,
도 5는 본 발명의 양태를 실시하기 위한 롤링 휠 테스트 장치의 제2 실시예의 개략도이고,
도 6은 본 발명의 양태를 실시하기 위한 롤링 휠 테스트 장치의 제3 실시예의 개략적인 사시도이고,
도 7은 휠 림의 테스트를 위한 테스트 장치용 구동 파일을 얻는 방법을 예시하는 흐름도이다.
본 발명을 실시할 수 있는 롤링 휠 테스트 장치의 예가 도 1에 도면 부호 10으로 도시되어 있다. 장치(10)는 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 양태에 따른 하나의 테스트 장치이지만, 다른 장치, 특히 상이하게 배치된 액추에이터를 이용하여 하중을 가하는 테스트 장치에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
제어 방법을 설명하기 전에, 테스트 장치(10)를 설명하기로 한다. 본 명세서에서는 테스트 장치를 간략하게만 설명한다. 미국 특허 제6,729,178호에 추가의 설명이 기재되어 있으며, 이 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 인용되는 것이다. 장치(10)가 제동/구동 토크를 채용하는 3축 장치라는 것을 또한 이해해야 한다. 이하에서 설명하는 제어 방법은 또한 제동/구동 토크 하중 입력부를 구비하지 않는 2축 테스트 장치와 함께 사용될 수도 있다.
일반적으로, 테스트 장치(10)는 회전 드럼(16)과 맞물린 상태로 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)를 지지하는 지지 구조(12)를 포함한다. 도시된 실시예에 따르면, 회전 드럼(16)은 타이어(20)가 내주면(22)에 맞물리도록 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)가 내부에 배치되는 대형 내부 공동(18)을 구비한다. 하나의 작동 모드에서, 적절한 유압 또는 전기 모터(24)는 축선(26)을 중심으로 회전 드럼(16)을 회전시키도록 구동한다. 도시된 실시예에서는, 감속 및 드럼 토크의 증폭을 위하여 벨트 또는 체인과 같은 무단 부재(28)가 제공되지만, 필요에 따라 모터(24)와 드럼(16)의 직접 결합을 사용할 수도 있다.
이 시점에서, 본 명세서에서 사용되고 있듯이, 휠 림 어셈블리(14)의 휠 림에 가해지는 힘은, 휠에 의해 발생하는 종축을 따른 종방향의 힘 또는 제동/구동력(Fx)과, 종방향의 힘(Fx)에 수직하며 휠의 회전축선에 평행한 횡축을 따른 측방향 힘(Fy)과, 종방향의 힘(Fx) 및 측방향의 힘(Fy) 모두에 수직인 수직축을 따른 수직 힘(Fz)을 포함한다. 또한, 힘의 조합으로 인하여, 휠 림 어셈블리(14)의 휠 림에는, 모멘트 Mx(Fx를 중심으로 하는 캠버 또는 오버터닝 모멘트), My(Fy를 중심으로 하는 제동 모멘트) 및 Mz(Fz를 중심으로 하는 조향 모멘트)가 발생된다.
타이어(20)가 드럼(16)의 내주면(22)과 맞물린 상태에서, 회전축선(26)에 거의 평행한 드럼(16)의 이동에 의해 측방향 하중(Fy)이 가해질 수 있다. 드럼(16)의 이동을 위하여 슬라이드 어셈블리(30)가 제공된다. 액추에이터 시스템(36)이 드럼(16)을 슬라이드 어셈블리(30) 상에서 변위시켜 측방향 하중(Fy)을 가한다.
일반적으로, 지지 구조(12)는 복수의 지주(44; strut)에 의해 베이스(42) 위에서 지지되어 있는 구동 모터 토크 어셈블리(40)를 포함한다. 이하에서 상세하게 설명하는 구동 모터 토크 어셈블리(40)는 스핀들(48)을 구동하는 모터를 포함하고, 이 스핀들은 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)를 구동한다. 통상적으로, 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)는 자동차 서스펜션(즉, 자동차에 일반적으로 마련되는 그러한 구성요소)의 양산 부품(50; 도 2 참조)에 의해 스핀들(48) 상에 지지되어 있다. 브레이크 캘리퍼 또는 브레이크 드럼과 같은 양산 브레이크 요소(51)가 또한 제공되어, 통상적으로 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)의 회전을 선택적으로 억제하도록 사용될 수 있다. 적절한 고정구가 서스펜션 및 제동 요소를 서로 적절한 관계로 스핀들(48) 상에 지지한다. 타이어 및 휠 림 어셈블리(14), 스핀들 및/또는 제동 요소는 테스트 장치(10)를 위하여 특별하게 설계된 것뿐 아니라 자동차 용례에 적합한 요소일 수 있다는 것에 주목해야 한다.
복수의 지주(44; strut)가 구동 모터 어셈블리(40)와, 이 어셈블리에 부착된 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)를 이동 가능하게 지지한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 지주(44)는 액추에이터(45)에 작동 가능하게 연결된 지주(60)를 포함한다. 액추에이터(45)는, 자동차 중량 및 동적 하중과 같은 자동차에 대한 수직 하중(Fz)을 실질적으로 모의 실험하기 위하여 지주(60)를 통하여 반경방향 부하를 가한다. 도시된 실시예에 따르면, 레버 아암으로서 제공되는 벨 크랭크(62)가 콤팩트한 어셈블리를 유지한다. 액추에이터(45)와 지주(60)의 직접 연결도 또한 제공될 수 있다.
측방향 하중은 구동 모터 토크 어셈블리(40)와 지지 베이스(42) 사이에서 연결되어 있는 지주(64)를 통하여 작용한다. 한 쌍의 수직 지주(74)가 지지 베이스 (42) 위에서 구동 모터 어셈블리(40)를 지지한다. 도시된 실시예에서, 안정화 지주(66, 68)가 또한 제공되며, 지주(66)는 공통 피벗 부재(70)에 연결되어 있다.
구동 모터 토크 어셈블리(40)는 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)를 회전시키고, 스핀들(48)을 통하여 구동 토크를 가한다. 제동 요소(예컨대, 브레이크 캘리퍼)가 타이어 및 휠 림 어셈블리(14)의 회전을 방지하도록 작용할 때에 제동 토크가 발생된다.
컨트롤러(80)가 휠 림 어셈블리(14)의 림에 가해지는 하중을 나타내는 측정 신호를 수신한다. 도시된 실시예에서, 지주(60) 상의 로드 셀(82)은 반경방향 또는 수직방향 하중(Fz)을 측정하는 데 사용되는 반면에, 지주(64) 상의 로드 셀(84)은 측방향 하중(Fy)을 측정한다. 지주(66)와 피벗 부재(70)는 로드 셀(84)로부터 모멘트를 격리시킨다. 수직 지주(74)에 마련된 로드 셀(86)을 통하여 구동 토크 및 제동 토크가 측정된다. 소정의 측정 하중을 기초로 하여, 컨트롤러(80)는 모터(24), 구동 모터 어셈블리(40) 및 액추에이터(36, 45)에 명령 신호를 제공한다. 본 명세서에 개략적으로 도시되어 있는 (회전 또는 선형) 액추에이터(47)를 매개로 하여 베이스(42)를 양방향 화살표(49)로 표시되는 바와 같이 회전 또는 이동시킴으로써 드럼(16) 상에서 휠 림 어셈블리(14)의 림의 캠버 각(camber angle)을 조정할 수 있다는 것을 또한 주목해야 한다. 캠버 각을 변경함으로써 휠 림 어셈블리의 림에 대한 오버터닝 모멘트(Mx)가 변경된다. 당업자는 이해할 수 있듯이, 컨트롤러(80)는 아날로그 컨트롤러, 디지털 컨트롤러, 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 명세서에서, 새로운 제어 방법은 휠에 장착된 타이어에 도로 하중(road force)을 가하는 전술한 장치(10)와 같은 테스트 장치를 개선한다. 일반적으로, 새로운 방법은 스트레인 게이지 측정 휠 림에 대한 필요를 제거할 수 있는데, 그 이유는 이러한 방법이 타이어 패치에서의 힘을 측정하고 유도된 오버터닝 모멘트(Mx)를 이용하여 캠버 각을 계산할 수 있기 때문이다. 일반적으로, 테스트 공정은 Mx뿐 아니라, 소정의 Fy 및 Fx를 갖는 단계를 포함한다. 오버터닝 모멘트(Mx)는 장치 세팅(즉, 캠버 각)을 확립하는 데 사용되는 피드백을 제공한다. 특히, Fy 및 Fz가 가해지고, 캠버 각 또는 위치가 단계 121에서 제어되며, 단계 122에서 오버터닝 모멘트(Mx)를 계산(예컨대, 측정)한다. 이들 장치 세팅은 하중 쌍(Fy 및 Fz)과 조합되어, 휠 림의 장기간 피로 테스트를 위해 재현될 수 있는 테스트 데이터 포인트를 생성한다. 이러한 방식으로, 장치(10)로부터 휠 피로 테스트용 구동 파일을 얻을 수 있고, 여기서 구동 파일 및 장치(10)는 이후 다른 또는 유사한 휠 어셈블리를 테스트하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 폐루프 제어 방법에 의해 Mx의 계산을 실행할 수 있다. 달리 말하면, 시스템은 캠버 각을 모니터링하면서 Fy, Fz 및 Mx를 제어할 수 있다. 그러나 실제로는, Mx를 계산하는 데 사용된 신호가 노이즈일 수 있고, 그에 따라 Mx의 제어가 곤란하게 될 수 있다. 따라서 다른 실시예에서, Mx의 계산은 Mx를 나타내는 파라미터를 측정하는 것을 포함하며, 여기서 Mx는 휠 어셈블리가 회전하지 않는 상태에서 보다 예상 가능하거나 및/또는 반복 가능하게 되지만, 필요에 따라서는 회전을 제공할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 소정의 Mx를 얻을 때까지 캠버 각이 줄어든다. 이 캠버 각이 기록된다. 캠버 각은 동일한 방향으로 약간의 각도로 변경된 후, 소정의 Mx를 다시 얻을 때까지 복귀되고, 캠버 각이 다시 기록된다. 최종 캠버 각은 이력 현상을 고려하기 위해 기록된 2개 값의 평균이다. 따라서 본 발명의 일 양태는 매핑 과정(mapping process)을 개선한다.
통상적으로 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 드럼(16)은 예컨대 미국 특허 제6,116,084호에 개시된 바와 같이 측방향 하중을 발생시키는 능력을 제공하도록 내부 커브(curb) 포함하는데, 이 특허의 내용은 전체적으로 본원 명세서에 참고로 인용된다. 일부 실시예에 따르면, 원하는 측방향 하중을 발생시키기 위하여, 예컨대 거친 표면을 제공함으로써 마찰을 증가시키기 위해, 구체적으로 타이어가 테스트 중에 커브를 과도하게 올라타지 않도록 하기 위해 드럼(16)의 내면을 변형할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 매핑 과정을 단축시키는 Fy, Fz와 캠버 각 사이의 관계를 확인함으로써 매핑 과정을 개선할 수 있다. 특히, 목표 Mx를 위한 Fy, Fz와 캠버 각의 관계(예컨대, 수학적 관계, 그래프상의 관계, 도표상의 관계, 수치 관계)를 결정하기 위한 Fy, Fz의 상이한 하중 쌍 조합과 캠버 각의 조합을 얻을 수 있다. 이러한 방식으로, 하중 쌍의 서브세트를 위한 캠버 각을 실험적으로 매핑하는 것이 가능하며, 이로 인하여 원하는 하중 쌍의 나머지에 대한 캠버 각을 결정할 수 있게 되어, 매핑 과정에 필요한 시간을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 테스트 장치(10)는 로드 셀(82, 86)을 통하여 휠의 회전축선에서의 My와, 타이어 패치에서의 수직 하중(Fy) 및 측방향 하중(Fz)을 측정할 수 있다. 종방향 힘(Fx)은 통상적으로 회전 드럼의 중심에서 모멘트(Mx)로부터 유도되고, 여기서,
Fx = My / 드럼(16)의 반경
이하의 설명은 오버터닝 모멘트(Mx)를 측정하는 수단을 제공한다. 테스트 장치(10) 및 도 4와 관련하여, 오버터닝 모멘트(Mx)는 (드럼 및 휠/타이어 어셈블리를 회전시키거나, 회전시키지 않으면서) 다음의 식으로서 계산될 수 있다.
Mx = Rya * Za - Ryc * Zc + Rz *Ys
여기서, 모멘트(Mx)는 도 4에 표시되는 바와 같이, 문자 S로 표시되는 장치의 허브 장착면의 축방향 위치에 위치한 타이어 스핀들의 중심에서 계산된다. 테스트 장치(10)에서, 로드 셀(87)은 힘 Rya 및 Ryb를 측정하도록 제공되는 한편, 테스트 장치(10)의 운동학에 의해 Fy = Ryb, Rz =Fz으로 치환되며, 여기서 Ryb와 Rz는 로드 셀(84, 82)에 의해 제공된다. (종축 둘레의 하나 이상의 로드 셀에 대하여 다른 공지의 관계를 사용할 수 있다.)
도 4를 참조하면, 지주 하중은
Rya = (Mx-Fz · Ys)/Za + Zc
Ryb = Fy
Ryc = -Rya
[Rya와 Ryc는 동일한 크기이고 부호가 반대인 값으로 가정되므로, 단지 하나의 로드 셀(87)만을 이용할 필요가 있지만, 2개의 로드 셀이 일반적으로 바람직하다는 점에 주목한다.]
Rz = Fz
Mx = Fy · RL
한편, 휠 하중은
Fy = Ryb
Fz = Rz
Mx = Rya(Za+Zc) + Rz · Ys
테스트 장치(10)의 독립적인 운동학이 오버터닝 모멘트(Mx)를 계산하기 위하여 필요한 방정식의 복잡성을 감소시키는 것에 주목한다. 그러나 운동학 분야의 당업자는 2003년 8월에 발행된 SAE J2562 Surface Vehicle Recommended Practice의 "Biaxial Wheel Fatigue Test"에 개시된 것과 같거나 또는 유사한 다른 유형의 공지의 테스트 장치[예컨대, 도 5에 도시되고 5.1.1.6에 개시된 바와 같은 "Type A"와, 도 6에 도시되고 5.1.1.7에 개시된 바와 같은 "Type B", 도 7에 도시되고 5.1.1.8에 개시된 바와 같은 "Type C"가 장치(10)의 2축 버전에 대응함]에 대한 방정식을 용이하게 개발할 수 있다.
본 명세서에서는 "Type A" 및 "Type B" 장치를 간단하게 설명한다. 도 5를 참조하면, 장치(100; Type A)는, 액슬 핀(107)과 함께 자동차 휠(103)을 회전 가능하게 고정하기 위한 장착 장치(106)를 형성하는 로딩 보우(108; loading bow)를 포함한다. 상기 로딩 보우(108), 액슬 핀(107), 휠 베어링(105), 휠 허브(104) 및 휠 볼트를 매개로 하여, 수직방향 또는 반경방향 힘과 측방향 또는 축방향 힘이 휠 디쉬(wheel dish)에 도입되는데, 즉 타이어(101)에서 발생하는 작용력이 소정의 휠 접촉 포인트에서 제거되는 방식으로 도입된다. 자동차 휠(103)의 반경 방향으로 작용하는 일정하거나 가변적인 높은 수직방향 또는 반경방향 힘을 가하기 위하여, 수직방향 또는 반경방향 로딩 장치(109)가 제공된다. 자동차 휠(103)의 축방향으로 작용하는 일정하거나 가변적인 높은 측방향 또는 축방향 하중을 가하기 위하여, 측방향 또는 축방향 로딩 장치(110)가 제공된다.
자동차 휠(103)이 자동차 휠 위에 위치한 타이어(101)를 매개로 드럼의 내주면과 롤링 접촉할 수 있도록 자동차 휠(103)의 둘레에 배치되는 방식으로 드럼(111)이 제공된다. 드럼(111)에 체결된 구동 샤프트(112)가 구동 모터(113)에 결합되어 드럼(111)을 구동한다. 이러한 타입의 장치에 대한 상세한 설명은 미국 특허 제6,116,084호에 더 개시되어 있으며, 이 특허의 내용은 전체적으로 본원 명세서에 참조로 인용된다. 장치(100)에 있어서, 캠버 각은 휠 어셈블리를 드럼에 대하여 이동시킴으로써 액추에이터 지지 보우(108)의 작동을 통하여 변경될 수 있는 한편으로, 로드 셀, 액추에이터 내의 압력 센서 등으로부터의 신호로부터 오버터닝 모멘트를 계산할 수 있다.
도 6을 참조하면, 장치(150; Type B)는, 자동차 휠(153)을 회전 가능하게 고정하는 장착 장치(160)를 형성하는 선회 헤드(158; swivel head)를 포함한다. 상기 선회 헤드(158)를 매개로, 측방향 및 반경방향 하중과 캠버 각이 발생한다. 자동차 휠(153)의 반경방향으로 작용하는 일정하거나 가변적인 높은 수직방향 또는 반경방향 하중을 가하기 위하여, 수직방향 또는 반경방향 로딩 장치(159)가 제공된다. 자동차 휠(153)의 축방향으로 작용하는 일정하거나 가변적인 높은 측방향 또는 축방향 하중을 가하기 위하여, 측방향 또는 축방향 로딩 장치(160)가 제공된다. 액추에이터(157)는 휠 어셈블리를 드럼에 대하여 이동시킴으로써 캠버를 조정한다.
자동차 휠(153)이 자동차 휠 위에 위치한 타이어를 매개로 드럼(161)의 내주면과 롤링 접촉할 수 있도록 자동차 휠(153)의 둘레에 배치되는 방식으로 드럼(161)이 제공된다. 드럼(161)에 고정된 구동 샤프트(162)가 구동 모터(163)에 결합되어 드럼(161)을 구동한다. 장치(150)는 미국 미시간주의 노비에 소재하는 Instron Structural Testing Corporation에서 판매하는 장치이다. 장치(100)에 있어서 캠버 각은 액추에이터(157)의 작동을 통하여 변경될 수 있는 한편, 로드 셀, 액추에이터(157) 내의 압력 센서 등으로부터의 신호로부터 오버터닝 모멘트를 계산할 수 있다.
바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 상세 내용에 있어서 많은 수정이 가해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (26)

  1. 테스트 장치를 이용하여 휠 림(14; 103; 153)에서의 요구되는 하중을 얻는 방법으로서,
    휠 어셈블리(14; 103; 153)를 드럼 표면(16; 111; 161)과 접촉하도록 제공하는 단계로서, 휠 어셈블리(14; 103; 153)는 휠 림과 타이어를 포함하고, 휠 어셈블리(14; 103; 153)는 횡축을 정의하는 축선을 중심으로 회전 가능하며, 휠 어셈블리(14; 103; 153)의 타이어와 접촉 상태인 드럼 표면(16; 111; 161)을 통하여 연장되는 수직축이 횡축에 수직이며, 종축이 횡축 및 수직축 모두에 수직으로 정의되는 것인 단계와,
    종축을 중심으로 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 오버터닝 모멘트(Mx)를 나타내는 파라미터를 측정하는 측정 단계(122)와,
    종축을 중심으로 하는 휠 림(14; 103; 153)에서의 요구되는 오버터닝 모멘트(Mx)를 얻기 위하여, 드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 조정하는 조정 단계(121)
    를 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 측정된 파라미터를 사용하여 종축을 중심으로 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 오버터닝 모멘트(Mx)를 계산하는 계산 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 휠 림(14; 103; 153)에서의 요구되는 하중에서 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 힘 하중과 드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 기록하는 단계; 및
    휠 테스트 장치에서, 기록된 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 힘 하중과 드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 이용하여 다른 휠 림(14; 103; 153)에서의 요구되는 하중을 얻는 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 계산 단계와 상기 조정 단계는 자동으로 실행되는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 조정 단계는, 계산된 오버터닝 모멘트를 기초로 휠 림(14; 103; 153)에서의 요구되는 하중을 얻기 위하여, 수직축에 평행하게 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 수직 힘(Fz)을 제1 선택 수준으로 조정하고, 횡축에 평행하게 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 측방향 힘(Fy)을 제2 선택 수준으로 조정하며, 드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 조정하는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 종축을 중심으로 휠 림(14; 103; 153)에 가해진 오버터닝 모멘트(Mx)를 계산하는 단계는 오버터닝 모멘트(Mx)를 나타내는 힘을 측정하는 단계를 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 힘을 측정하는 단계는 2개의 힘을 측정하는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 힘을 측정하는 단계는 로드 셀(86)을 이용하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  9. 제3항에 있어서, 상기 계산 단계 및 상기 조정 단계 중에 드럼(16; 111; 161)이 회전하지 않는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  10. 제3항에 있어서, 상기 계산 단계 및 상기 조정 단계 중에 드럼(16; 111; 161)이 회전하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  11. 제3항에 있어서, 종축을 중심으로 하는 목표 오버터닝 모멘트(Mx)에 대한 힘 하중 및 캠버 각의 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 조정 단계는, 계산된 오버터닝 모멘트(Mx)를 기초로 하여 휠 림(14; 103; 153)에 대한 소정의 하중을 얻기 위하여, 드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 조정하는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기 파라미터는 힘을 포함하고, 종축을 중심으로 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 오버터닝 모멘트(Mx)를 계산하는 단계는 오버터닝 모멘트(Mx)를 나타내는 힘을 이용하는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 파라미터는 2개의 힘을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 캠버 각을 조정하는 조정 단계는 드럼 표면(16; 111; 161)을 휠 어셈블리(14; 103; 153)에 대하여 이동시키는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 캠버 각을 조정하는 단계는 휠 어셈블리(14; 103; 153)를 드럼 표면(16; 111; 161)에 대하여 이동시키는 것을 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 종축을 중심으로 하는 목표 오버터닝 모멘트(Mx)에 대한 하중 및 캠버 각의 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  18. 휠 림(14; 103; 153) 테스트용 테스트 장치로서,
    회전 가능한 드럼(16; 111; 161)과,
    드럼의 표면(16; 111; 161)과 접촉 상태로 있는 휠 어셈블리(14; 103; 153)로서, 휠 어셈블리(14; 103; 153)는 휠 림과 타이어를 포함하고, 휠 어셈블리(14; 103; 153)는 횡축을 규정하는 축선을 중심으로 회전 가능하며, 휠 어셈블리(14; 103; 153)의 타이어와 접촉 상태인 드럼 표면(16; 111; 161)을 통하여 연장되는 수직축이 횡축에 수직이며, 종축이 횡축 및 수직축 모두에 수직으로 정의되는 것인 휠 어셈블리(14; 103; 153)와,
    종축을 중심으로 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 오버터닝 모멘트(Mx)를 나타내는 파라미터를 측정하도록 되어 있는 측정 장치와,
    드럼 표면(16; 111; 161)에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 조정하도록 되어 있는 조정 기구(42, 47; 110, 106; 157)와,
    종축을 중심으로 하는 휠 림(14; 103; 153)에 대한 요망되는 오버터닝 모멘트(Mx)를 얻기 위하여 상기 조정 기구를 제어하도록 상기 측정 장치와 상기 조정 기구에 연결된 컨트롤러(80)
    를 포함하는 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  19. 제18항에 있어서, 휠 림(14; 103; 153)이 정지하여 있는 동안 드럼(16)을 선택적으로 이동시키기 위해 상기 조정 기구(42, 47)가 드럼(16)에 연결되는 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  20. 제18항에 있어서, 드럼(111; 161)이 정지하여 있지만 회전가능한 상태에 있는 동안 휠 림(14; 103; 153)을 선택적으로 이동시키기 위해 상기 조정 기구(110, 106; 157)가 휠 어셈블리(14; 103; 153)에 연결되는 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 측정 장치는 힘을 측정하도록 되어 있는 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 컨트롤러(80)에 연결되고 제2 힘을 측정하도록 되어 있는 제2의 측정 장치를 더 포함하며, 상기 측정 장치 및 제2의 측정 장치는 힘을 측정하도록 종축에 대하여 배치되는 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 측정 장치는 로드 셀이고, 상기 제2의 측정 장치는 로드 셀인 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  24. 제18항에 있어서, 드럼이 회전하는 동안 종축을 중심으로 하는 휠 림(14; 103; 153)에 대한 요망되는 오버터닝 모멘트(Mx)를 얻기 위하여, 상기 컨트롤러(80)가 상기 조정 기구를 제어하도록 되어 있는 것인 휠 림 테스트용 테스트 장치.
  25. 제5항에 있어서, 휠 림에 대한 요망되는 하중에서 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 수직 힘(Fz), 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 수평 힘(Fy) 및 드럼 표면에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 기록하는 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 휠 테스트 장치에서, 기록된 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 수직 힘(Fz), 휠 림(14; 103; 153)에 가해지는 수평 힘(Fy) 및 드럼 표면에 대한 휠 림(14; 103; 153)의 캠버 각을 이용하여 다른 휠 림(14; 103; 153)에 대한 요구되는 하중을 얻는 단계를 더 포함하는 것인 휠 림에서의 요구되는 하중을 얻는 방법.
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