WO2007017091A1 - Prüfstand zur prüfung von fahrzeugrädern - Google Patents

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WO2007017091A1 PCT/EP2006/007291 EP2006007291W WO2007017091A1 WO 2007017091 A1 WO2007017091 A1 WO 2007017091A1 EP 2006007291 W EP2006007291 W EP 2006007291W WO 2007017091 A1 WO2007017091 A1 WO 2007017091A1
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Jürgen KLOCK
Dieter Kreisz
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Mercedes Benz Group AG
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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DaimlerChrysler AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02Tyres
    • G01M17/022Tyres the tyre co-operating with rotatable rolls

Definitions

  • the present invention relates to a test stand for testing vehicle wheels under operating wheel load conditions, comprising a Radprüfech containing a support means for supporting a freely rotatable vehicle wheel and the load-defined positioning of the vehicle against a tread, which is formed as an inner peripheral surface of a rotatable by means of a drive unit drum , according to the preamble of claim 1.
  • Test benches of the type mentioned are known.
  • DE 197 58 241 A1 discloses a device for testing vehicle wheels, tires, wheel hubs, wheel bearings and wheel bolts under operating load conditions.
  • the testing device includes a mounting device for rotatably securing a vehicle wheel. Further, a drum is provided which is arranged around the vehicle wheel such that the vehicle wheel can be brought into rolling engagement with the inner peripheral surface of the drum via a tire thereon.
  • a vertical or radial loading device is used for applying a vertical or radial or radial direction acting on the vehicle wheel Radial force on the mounting device.
  • the vertical or radial loading device is connected to the mounting device.
  • a lateral or Axialbelastungs noticed is provided for applying a force acting in the lateral or axial direction of the vehicle wheel lateral or axial force, wherein the lateral or Axialbelastungs adopted for applying the lateral or axial force is connected to the support means with the latter.
  • at least one arranged on the inner peripheral surface of the drum ring is provided, which is arranged as a stop ring adjacent to the tire and the flank of the vehicle wheel and beveled on the tire-facing side.
  • the drum is rotatably drivable by means of a suitable device.
  • a fall of the vehicle wheel is required during a test in the load case of cornering in particular because of the introduction of high lateral forces and the simulation of an operation-like wheel deformation.
  • the test object is distinguished by the fact that it is a multifunctional test stand and additionally contains a rolling test unit for establishing parameters for a permissibility evaluation of wheel test results obtained by means of the wheel test unit.
  • the rolling test unit fulfills the function of a rolling test stand known per se and designed as a separate test system for vehicle wheels, as is known, for example, from DE 101 38 846 A1.
  • Such known Roll-down test stands are designed to be relatively expensive and require a relatively large installation space as a separate test facility. In the case of the multifunctional test stand, it is therefore possible to carry out two different and respectively necessary test methods on vehicle wheels, which hitherto had to be performed on two structurally separate test stands.
  • the test stand according to the invention can be used universally and effectively with respect to various vehicle wheel types to be tested and with regard to the types of test methods to be performed.
  • the rolling test unit is used to generate characteristic values for the respective types of vehicle wheels, with the characteristic values subsequently being used for an admissibility evaluation for the test method by means of the wheel test unit. Only the results of a rolling test by means of the rolling test unit allow an evaluation of test programs created on the wheel test unit and thus guarantee the performance of meaningful tests on the test bench.
  • the characteristic value creation and the admissibility evaluation for vehicle wheels are known per se.
  • the roll-off test unit contains a plurality of test rollers which can be driven and are arranged parallel to one another and which are located in the test area in the access area of the mounting device.
  • the test rollers are preferably designed as cylindrical rods, which are made of a suitable material (for example steel).
  • Such Abrollprüfritt can be structurally made relatively compact and is thus particularly suitable for use in a multi-functional test bed, which additionally contains the Radprüfread with the rotary drivable drum.
  • the vehicle wheel can be positioned by means of the mounting device in different angular positions relative to the test rollers.
  • test rollers in the test stand can be positioned in a manner safe against inspection in different angular positions. This can be ensured, for example, by a rotating device which positions a test roller unit in a suitable angular position or permits such an alignment in the test bench in a manner that is easy to handle.
  • the rolling test unit is preferably movable by means of a positioning system optionally in a position-defined test position and in a waiting position. This ensures optimized test room utilization, since the test bench contains two functionally independent test units (wheel testing unit and rolling test unit). It can additionally or alternatively be provided that the drum is movable by means of a positioning system either in a position-defined test position and in a waiting position. This allows a convenient arrangement of the respective test units in the multi-functional test stand, with a complete test of vehicle wheels by means of Radprüfö and by means of Abrollprüfech in a single test bed is possible.
  • the test rollers may have a surface coating and / or a geometric surface structuring. Furthermore, the test rollers by means of Drive unit of Radprüfech be driven, so that the design effort in terms of integration of the rolling test in multifunctional test is relatively low.
  • the surfaces of the test rollers may be designed differently depending on the test method to be performed.
  • the test rollers can be arranged interchangeable in the rolling test, so that easy to handle test rollers can be arranged with suitable surface textures in the test bed.
  • the figure shows a schematic perspective view of a test stand according to the invention in the area of the test room.
  • the figure shows a part of a test stand 10 in the area of the test room thereof.
  • the test stand 10 is used to test a vehicle wheel 12 under operating wheel load conditions.
  • the vehicle wheel 12 is a motor vehicle wheel with a tire 28.
  • the test bench 10 is designed as a multifunctional test stand and contains a wheel test unit 14 and a rolling test unit 24.
  • the vehicle wheel 12 is fastened to a mounting device 16 in such a way that it can be used to test the wheel middle wheel axle is freely rotatable.
  • the mounting device 16 allows a defined with respect to the wheel load positioning of the vehicle wheel 12 against a running surface 18 of a rotary drivable drum 22.
  • the running surface 18 is formed as an inner circumferential surface of the drum 22.
  • the drum can be driven by means of a drive unit 20, for example in the form of an electric motor, to suitable für herein, wherein the drum 22 then rotates about its central axis.
  • the wheel testing unit may be provided with a suitable brake unit for braking the rotating drum 22 in a wheel test (not shown in the figure).
  • the additional roll-off test unit 24 of the multifunctional test stand 10 serves to establish characteristic values for a permissibility evaluation of wheel test results which were previously created by means of the wheel test unit 14.
  • the rolling test unit 24 has a plurality of test rollers 26 which can be driven and are arranged parallel to one another and which are designed as cylindrical rods, which are each rotatable about their axis of symmetry.
  • the test rollers 26 are located in test position in the access area of the mounting device 16 or the vehicle wheel 12 positioned in a suitable test position by means of the mounting device 16.
  • the vehicle wheel 12 can be positioned by means of the mounting device 16 in different angular positions relative to the test rollers 26 to produce the required characteristic values during a roll-off test.
  • the preparation of the characteristic values by means of a rolling test unit 24 is known per se, so that a more detailed description in this respect is dispensed with.
  • the rolling test unit 24 and / or the drum 22 are by means of a positioning system (not shown in the figure) optionally movable in a position-defined test position and in a waiting position.
  • a movement of said functional units may be a displacement movement and / or a pivoting movement.
  • the test rollers 26 can optionally be driven by means of the drive unit 20 for carrying out the test of the vehicle wheel 12.
  • the test rollers 26 can have a surface coating and / or a surface structure.
  • the rolling test makes it possible to work on one with
  • a complete program development for testing a vehicle wheel 12 (with tire 28) can take place on the test bench 10 (a single system).
  • a lifting motor with load cell (not shown in the figure) is additionally provided for simulating a so-called "contact force”.
  • test rollers 26, together with a roller carrier unit can form a roller module which is suitably integrated in the test bench in accordance with the present movement or assembly requirement.

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Abstract

Der Prüfstand (10) dient zur Prüfung von Fahrzeugrädern (12) unter betriebsähnlichen Radbelastungsbedingungen. Er ist mit einer Radprüfeinheit (14) versehen, die eine Halterungseinrichtung (16) zur Halterung eines frei drehbaren Fahrzeugrads (12) und zur belastungsdefinierten Positionierung des Fahrzeugrads (12) gegen eine Lauffläche (18) enthält, welche als innere Umfangsfläche einer mittels eines Antriebsaggregats (20) drehantreibbaren Trommel (22) ausgebildet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Prüfstand (10) ein multifunktioneller Prüfstand ist und zusätzlich eine Abrollprüfeinheit (24) enthält zur Kennwerterstellung für eine Zulässigkeitsauswertung von mittels der Radprüfeinheit (14) erhaltenen Radprüfergebnissen.

Description

Prüfstand zur Prüfung von Fahrzeugrädern
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prüfstand zur Prüfung von Fahrzeugrädern unter betriebsähnlichen Radbelastungsbedingungen, mit einer Radprüfeinheit, die eine Halterungseinrichtung zur Halterung eines frei drehbaren Fahrzeugrads und zur belastungsdefinierten Positionierung des Fahrzeugrads gegen eine Lauffläche enthält, welche als innere Umfangsflache einer mittels eines Antriebsaggregats drehantreibbaren Trommel ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Prüfstände der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 197 58 241 Al eine Einrichtung zur Prüfung von Fahrzeugrädern, Reifen, Radnaben, Radlagern und Radschrauben unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen. Die Prüfeinrichtung enthält eine Halterungseinrichtung zum drehbaren Befestigen eines Fahrzeugrads. Ferner ist eine Trommel vorgesehen, welche derart um das Fahrzeugrad herum angeordnet ist, dass das Fahrzeugrad über einen darauf befindlichen Reifen in Rolleingriff mit der inneren Umfangsoberflache der Trommel bringbar ist. Eine Vertikal- oder Radialbelastungseinrichtung dient zum Aufbringen einer in der Vertikal- oder Radialrichtung des Fahrzeugrads wirkenden Vertikal- oder Radialkraft auf die Halterungseinrichtung. Die Vertikal- oder Radialbelastungseinrichtung ist mit der Halterungseinrichtung verbunden. Ferner ist eine Seiten- oder Axialbelastungseinrichtung zum Aufbringen einer in der Seiten- oder Axialrichtung des Fahrzeugsrads wirkenden Seiten- oder Axialkraft vorgesehen, wobei die Seiten- oder Axialbelastungseinrichtung zum Aufbringen der Seiten- oder Axialkraft auf die Halterungseinrichtung mit letzterer verbunden ist. Darüber hinaus ist wenigstens ein auf der inneren Umfangs- oberfläche der Trommel angeordneter Ring vorgesehen, der als Anlaufring benachbart dem Reifen und der Flanke des Fahrzeugrads angeordnet und auf der dem Reifen zugewandten Seite abgeschrägt ist. Die Trommel ist mittels einer geeigneten Einrichtung drehantreibbar .
Ein Sturz des Fahrzeugrads ist während einer Prüfung im Lastfall der Kurvenfahrt insbesondere erforderlich wegen der Einleitung hoher Seitenkräfte und der Simulation einer betriebsähnlichen Radverformung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen alternativen und vielseitig einsetzbaren Prüfstand der eingangs genannten Art vorzuschlagen .
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird erfüllt durch einen Prüfstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Prüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass er ein multifunktioneller Prüfstand ist und zusätzlich eine Abrollprüfeinheit enthält zur Kennwerterstellung für eine Zulässigkeitsauswertung von mittels der Radprüfeinheit erhaltenen Radprüfergebnissen . Dabei erfüllt die Abrollprüfeinheit die Funktion eines an sich bekannten und als separate Prüfanlage ausgebildeten AbrollprüfStands für Fahrzeugräder, wie er beispielsweise aus der DE 101 38 846 Al bekannt ist. Derartige bekannte Abrollprüfstände sind konstruktiv verhältnismäßig aufwendig ausgebildet und beanspruchen als separate Prüfanlage einen relativ großen Bauraum. Bei dem multifunktionellen Prüfstand können somit zwei voneinander unterschiedliche und jeweils notwendige Prüfverfahren an Fahrzeugrädern durchgeführt werden, welche bisher an zwei konstruktiv separaten Prüfständen durchgeführt werden mussten. Damit kann der erfindungsgemäße Prüfstand in Bezug auf verschiedene zu prüfende Fahrzeugräderarten und hinsichtlich der durchzuführenden Arten an Prüfverfahren universell und effektiv zum Einsatz kommen. Die Abrollprüfeinheit dient zur Erstellung von Kennwerten für die jeweiligen Fahrzeugräderarten, wobei die erstellten Kennwerte anschließend für eine Zulässigkeitsauswertung für das Prüfverfahren mittels der Radprüfeinheit herangezogen werden. Erst die Ergebnisse einer Abrollprüfung mittels der Abrollprüfeinheit erlauben eine Bewertung von auf der Radprüfeinheit erstellten Prüfprogrammen und Gewährleisten somit die Durchführung von aussagekräftigen Prüfungen auf dem Prüfstand. Die Kennwerterstellung und die Zulässigkeitsauswertung für Fahrzeugräder sind an sich bekannt.
Mit Vorteil enthält die Abrollprüfeinheit eine Mehrzahl an antreibbaren und zueinander parallel angeordneten Prüfrollen, die sich in Prüfstellung im Zugangsbereich der Halterungseinrichtung befinden. Dabei sind die Prüfrollen vorzugsweise als zylindrische Stäbe ausgebildet, welche aus einem geeigneten Material (beispielsweise Stahl) hergestellt sind. Eine derartige Abrollprüfeinheit kann konstruktiv verhältnismäßig kompakt gestaltet werden und eignet sich somit besonders zum Einsatz in einem multifunktionellen Prüfstand, welcher zusätzlich die Radprüfeinheit mit der drehantreibbaren Trommel enthält. Mit Vorteil ist das Fahrzeugrad mittels der Halterungseinrichtung in gegenüber den Prüfrollen unterschiedliche Winkelstellungen positionierbar. Zur Realisierung von gewünschten Winkelstellungen kann ggf. eine Winkelanordnung der Prüfrollen relativ zu einer Drehachsenrichtung der Radprüfeinheit vorgesehen sein, da die relativ kompakt und parallel angeordneten Prüfrollen der Abrollprüfeinheit einen relativ kleinen Bauraum in Anspruch nehmen. Ferner kann ggf. vorgesehen sein, dass die Prüfrollen im Prüfstand in unterschiedliche Winkelstellungen prüfsicher positionierbar sind. Dies kann beispielsweise durch eine Dreheinrichtung gewährleistet werden, welche eine Prüfrolleneinheit in eine geeignete Winkelstellung positioniert bzw. eine derartige Ausrichtung im Prüfstand handhabungsfreundlich erlaubt.
Die Abrollprüfeinheit ist vorzugsweise mittels eines Positioniersystems wahlweise in eine lagedefinierte PrüfStellung und in eine Wartestellung bewegbar. Hierdurch wird eine optimierte Prüfraumausnutzung gewährleistet, da der Prüfstand zwei voneinander funktionsmäßig unabhängige Prüfaggregate (Radprüfeinheit und Abrollprüfeinheit ) enthält. Dabei kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die Trommel mittels eines Positioniersystems wahlweise in eine lagedefinierte Prüfstellung und in eine Wartestellung bewegbar ist. Dies ermöglicht eine betriebsgünstige Anordnung der jeweiligen Prüfeinheiten im multifunktionellen Prüfstand, wobei eine komplette Prüfung von Fahrzeugrädern mittels der Radprüfeinheit und mittels der Abrollprüfeinheit in einem einzigen Prüfstand möglich ist.
Die Prüfrollen können ggf. eine Oberflächenbeschichtung und/oder eine geometrische Oberflächenstrukturierung aufweisen. Ferner können die Prüfrollen mittels des Antriebsaggregats der Radprüfeinheit antreibbar sein, so dass der konstruktive Aufwand hinsichtlich der Integration der Abrollprüfeinheit im multifunktionellen Prüfstand verhältnismäßig gering ist. Die Oberflächen der Prüfrollen können in Abhängigkeit des durchzuführenden Prüfverfahrens unterschiedlich ausgebildet sein. Gegebenenfalls können die Prüfrollen austauschbar in der Abrollprüfeinheit angeordnet sein, so dass handhabungsfreundlich Prüfrollen mit geeigneten Oberflächenbeschaffenheiten im Prüfstand angeordnet werden können.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung .
Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die Figur eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstands im Bereich dessen Prüfraums .
In der Figur ist ein Teil eines Prüfstands 10 im Bereich des Prüfraums desselben dargestellt. Der Prüfstand 10 dient zur Prüfung eines Fahrzeugrads 12 unter betriebsähnlichen Radbelastungsbedingungen. Bei dem Fahrzeugrad 12 handelt es sich um ein Kraftfahrzeugrad mit einem Reifen 28. Der Prüfstand 10 ist als multifunktioneller Prüfstand ausgebildet und enthält eine Radprüfeinheit 14 und eine Abrollprüfeinheit 24. Das Fahrzeugrad 12 ist an einer Halterungseinrichtung 16 derart befestigt, dass es zur Radprüfung um seine mittlere Radachse frei drehbar ist. Die Halterungseinrichtung 16 erlaubt eine in Bezug auf die Radbelastung definierte Positionierung des Fahrzeugrads 12 gegen eine Lauffläche 18 einer drehantreibbaren Trommel 22. Dabei ist die Lauffläche 18 als innere Umfangsflache der Trommel 22 ausgebildet. Die Trommel kann mittels eines Antriebsaggregats 20, beispielsweise in Form eines Elektromotors, auf geeignete Prüfdrehgeschwindigkeiten angetrieben werden, wobei sich die Trommel 22 dann um ihre mittlere Achse dreht. Ferner kann die Radprüfeinheit mit einer geeigneten Bremseinheit zum Bremsen der drehenden Trommel 22 bei einer Radprüfung versehen sein (nicht in der Figur dargestellt) .
Die zusätzliche Abrollprüfeinheit 24 des multifunktionellen Prüfstands 10 dient zur Kennwerterstellung für eine Zulässigkeitsauswertung von Radprüfergebnissen, welche zuvor mittels der Radprüfeinheit 14 erstellt wurden. Hierzu weist die Abrollprüfeinheit 24 eine Mehrzahl an antreibbaren und zueinander parallel angeordneten Prüfrollen 26 auf, welche als zylindrische Stangen ausgebildet sind, die jeweils um ihre Symmetrieachse drehbar sind. Die Prüfrollen 26 befinden sich in Prüfstellung im Zugangsbereich der Halterungseinrichtung 16 bzw. des mittels der Halterungseinrichtung 16 in eine geeignete Prüfstellung positionierten Fahrzeugrads 12. Dabei kann das Fahrzeugrad 12 mittels der Halterungseinrichtung 16 in gegenüber den Prüfrollen 26 unterschiedliche Winkelstellungen positioniert werden zur Erstellung der erforderlichen Kennwerte bei einer Abrollprüfung. Die Erstellung der Kennwerte mittels einer Abrollprüfeinheit 24 ist an sich bekannt, so dass auf eine diesbezügliche eingehendere Beschreibung verzichtet wird.
Die Abrollprüfeinheit 24 und/oder die Trommel 22 sind mittels eines Positioniersystems (nicht in der Figur dargestellt) wahlweise in eine lagedefinierte Prüfstellung und in eine Wartestellung bewegbar. Eine derartige Bewegung der genannten Funktionseinheiten (Abrollprüfeinheit 24, Trommel 22) kann eine Verschiebebewegung und/oder eine Verschwenkbewegung sein. Gegebenenfalls kann auch eine Montage bzw. eine Demontage der genannten Funktionseinheiten 24, 22 am Prüfstand 10 erfolgen zur Vorbereitung desselben auf ein am Fahrzeugrad 12 durchzuführendes Prüfverfahren. Die Prüfrollen 26 können dabei ggf. wahlweise mittels des Antriebsaggregats 20 angetrieben werden zur Durchführung der Prüfung des Fahrzeugrads 12. Ferner können die Prüfrollen 26 eine Oberflächenbeschichtung und/oder eine Oberflächen- strukturierung aufweisen.
Die Abrollprüfung ermöglicht es, an einem mit
Dehnungsmessstreifen beklebten Fahrzeugrad Spannungsmessungen durchzuführen. Somit kann an dem Prüfstand 10 (eine einzige Anlage) eine komplette Programmentwicklung zur Prüfung eines Fahrzeugrads 12 (mit Reifen 28) erfolgen. Unter den Prüfrollen ist zusätzlich ein Hubmotor mit Kraftmessdose (nicht in der Figur dargestellt) vorgesehen zur Simulation einer so genannten „Aufstandskraft".
Gemäß einer möglichen Ausführungsform können die Prüfrollen 26 zusammen mit einer Rollenträgereinheit ein Rollenmodul bilden, das entsprechend den vorliegenden Bewegungs- bzw. Montageanforderung geeignet im Prüfstand integriert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Prüfstand (10) zur Prüfung von Fahrzeugrädern (12) unter betriebsähnlichen Radbelastungsbedingungen, mit einer Radprüfeinheit (14), die eine Halterungseinrichtung (16) zur Halterung eines frei drehbaren Fahrzeugrads (12) und zur belastungsdefinierten Positionierung des Fahrzeugrads (12) gegen eine Lauffläche (18) enthält, welche als innere Umfangsflache einer mittels eines Antriebsaggregats (20) drehantreibbaren Trommel (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (10) ein multifunktioneller Prüfstand ist und zusätzlich eine Abrollprüfeinheit (24) enthält zur
Kennwerterstellung für eine Zulässigkeitsauswertung von mittels der Radprüfeinheit (14) erhaltenen
Radprüfergebnissen .
2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollprüfeinheit (24) eine Mehrzahl an antreibbaren und zueinander parallel angeordneten Prüfrollen (26) enthält, die sich in Prüfstellung im Zugangsbereich der Halterungseinrichtung (16) befinden.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrad (12) mittels der Halterungseinrichtung (16) in gegenüber den Prüfrollen (26) unterschiedliche Winkelstellungen positionierbar ist.
4. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollprüfeinheit (24) mittels eines Positioniersystems wahlweise in eine lagedefinierte PrüfStellung und in eine Wartestellung bewegbar ist.
5. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (22) mittels eines Positioniersystems wahlweise in eine lagedefinierte Prüfstellung und in eine Wartestellung bewegbar ist.
6. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfrollen (26) eine Oberflächenbeschichtung und/oder eine geometrische Oberflächenstrukturierung aufweisen.
7. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfrollen (26) mittels des Antriebsaggregats (20) der Radprüfeinheit (14) antreibbar sind.
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