DE10138846B4

DE10138846B4 - Abrollprüfstand für Reifen oder Felgen

Info

Publication number: DE10138846B4
Application number: DE10138846A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schraudolf; Andreas Dipl.-Ing. Motzkus; Erwin Neumann
Original assignee: INMESS GESELLSCHAFT fur INDUSTRIE- und MESTECHNIK MBH; INMESS GES fur IND und MESTEC; Inmess Gesellschaft fur Industrie- und Messtechnik Mbh
Current assignee: Inmess 28309 Bremen De GmbH
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: WO2003016857A3; DE10138846A1; WO2003016857A2; AU2002333398A1

Abstract

Abrollprüfstand für Reifen oder Felgen mit einer Aufnahmespindel für ein Fahrzeugrad, deren Spindellagerung an einem radial zu einer Lauftrommel verfahrbaren Schlitten angebracht ist, und mit einer Kraftmesseinrichtung mindestens für die radialen Anpresskräfte, wobei zwischen der Spindellagerung und dem Schlitten ein Messglied angeordnet ist, das gesonderte Verformungskörper für auf die Spindellagerung wirkende Radialkräfte und Axialkräfte aufweist, wobei die Verformungskörper Dehnungsmesselemente tragen, die mit einer Auswerteschaltung der Kraftmesseinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied als Verformungskörper mindestens einen nur durch Radialkräfte verformbaren Biegesteg (19) und mindestens einen nur durch Axialkräfte verformbaren Biegesteg (16) aufweist und dass die Biegestege (16, 19) die Dehnungsmesselemente (21, 22) tragen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abrollprüfstand für Reifen oder Felgen mit einer Aufnahmespindel für ein Fahrzeugrad, deren Spindellagerung an einem radial zu einer Lauftrommel verfahrbaren Schlitten angebracht ist, und mit einer Kraftmesseinrichtung mindestens für die radialen Anpresskräfte, wobei die Verformungskörper Dehnungsmesselemente tragen, die mit einer Auswerteschaltung der Kraftmesseinrichtung verbunden sind.
Derartige Abrollprüfstände dienen dazu, Reifen oder Felgen für Kraftfahrzeuge unter betriebsnahen und teilweise erheblich darüber hinaus gesteigerten Bedingungen zu prüfen. Dabei müssen radiale Anpresskräfte und quer dazu, im wesentlichen axial zur Spindellagerung gerichteten Seitenkräfte gemessen werden.
Die so gemessenen Kräfte werden nach einer Messwertaufbereitung zur Angabe gebracht und/oder dienen der Berechnung weiterer Kenngrößen. Außerdem können die gemessenen Kräfte zur Regelung der Anpress- bzw. Seitenkraft verwendet werden.
Bei herkömmlichen Abrollprüfständen für Reifen oder Felgen werden die an der Aufnahmespindel eingeleiteten Kräfte nicht unmittelbar gemessen. Vielmehr werden die auftretenden Kräfte zwischen dem Schlitten und dem Maschinengestell gemessen, wobei beispielsweise eine Kraftmessdose jeweils zwischen dem Zylinder oder der Spindel als krafteinleitenden Teil und dem Schlitten angeordnet ist. Bekannt ist es auch, nur den Hydraulikdruck in dem am Schlitten angreifenden Hydraulikzylinder zu messen, um daraus die aufgebrachte Radialkraft bzw. Seitenkraft zu bestimmen. Die so gemessenen Kräfte sind jedoch durch am Schlitten auftretende Reibungskräfte, Temperatureinflüsse und andere Faktoren verfälscht. Die Kraftmessung ist daher ungenau, so dass Abrollprüfstände dieser Bauart nicht zertifizierbar sind.

Bei einem bekannten Abrollprüfstand für Reifen ( DE 37 23 767 C2 ) erfolgt die Kraftmessung an der Spindellagerung. Dadurch werden zwar störende Einflüsse durch Reibungskräfte des Schlittens und ähnlicher Faktoren ausgeschlossen. Die Spindellagerung weist eine Mess-Radnabe auf, die in ihrem Aufbau verhältnismäßig aufwendig und durch Überlastung störanfällig ist. Dieser bekannte Abrollprüfstand ist daher nur als Reifenprüfstand vorgesehen und geeignet, nicht jedoch für die bei der Felgenprüfung auftretenden wesentlich höheren Belastungen.

Bei einer bekannten Maschine zur Optimierung des Laufverhaltens von Reifen bzw. Rädern ( DE 30 10 315 A1 ) wird die über den Reifen übertragene Radialkraft über einen Kraftaufnehmer gemessen, der die Spindellagerung oder die Lauftrommellagerung trägt. Die Spindellagerung für das Fahrzeugrade ist über Blattfedern abgestützt, die Schwingungsaufnehmer tragen.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Messung der Gleichförmigkeit eines Fahrzeugreifens ( DE 197 34 904 C2 ) ist die Lauftrommel radial zu dem Fahrzeugrad verfahrbar. Die Aufnahmespindel des Fahrzeugrades ist schwenkbar über Blattfedern am Maschinenrahmen aufgenommen und über Kraftübertragungsbalken an gesonderten Kraftmesselementen für die Axialkraft und die Radialkraft abgestützt. Der erforderliche konstruktive Aufwand ist hierbei verhältnismäßig hoch; außerdem bewirkt die Abstützung an den beiden Kraftmesselementen, dass diese Kraftmesselemente gegenseitig jeweils einen Kraftnebenschluss darstellen, der zu einer Beeinträchtigung des Messergebnisses führt.

Bei einem anderen bekannten Prüfstand für Fahrzeugräder ( US 4 969 355 ) ist die Aufnahmespindel für das Fahrzeugrad schwenkbar am Maschinengestell gelagert. Zur Messung der am Fahrzeugrad aufgebrachten Radialkraft ist die schwenkbare Spindellagerung über eine Kraftmessdose abgestützt. Zur Erfassung der Axialkraft ist die Spindellagerung des Fahrzeugrades so ausgeführt, dass die Aufnahmespindel in ihrer Lagerung eine Axialverschiebung ausführen kann, wobei sie sich an einer zweiten Kraftmessdose abstützt. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist verhältnismäßig aufwendig; außerdem können die Axialkraft und die Radialkraft nicht ausreichend voneinander getrennt erfasst werden.

Bei einem bekannten Abrollprüfstand der eingangs genannten Gattung ( DE 22 17 919 C3 ) besteht das zwischen der Spindellagerung und dem Schlitten angeordnete Messglied aus mehreren, orthogonal zueinander angeordneten, die Verformungskörper bildenden Spann-Verbindungsstäben, die jeweils Dehnungsmessstreifen tragen, mit denen die Längsdehnung der Verbindungsstäbe erfasst wird. Da für jede Messachse zwei parallele Verbindungsstäbe von jeweils beträchtlicher Länge erforderlich sind, ist der Platzbedarf dieses Messgliedes erheblich. Da die die Dehnungsmessstreifen tragenden Spann-Verbindungsstäbe die Kanten eines Würfels von erheblichen Abmessungen bilden, bereitet die Anordnung an einem Abrollprüfstand Schwierigkeiten und ist störanfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Abrollprüfstand der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass er von einfachem und robustem Aufbau ist und daher insbesondere auch als Felgenprüfstand geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Messglied als Verformungskörper mindestens einen nur durch Radialkräfte verformbaren Biegesteg und mindestens einen nur durch Axialkräfte verformbaren Biegesteg aufweist und dass die Biegestege die Dehnungsmesselemente tragen Dadurch wird einerseits auch eine zur Aufnahme hoher Kräfte geeignete Anbringung der Spindellagerung ermöglicht, wobei die Spindellagerung selbst keine Messelemente aufweist und daher sehr robust ausgeführt werden kann. Das zwischen der Spindellagerung und dem Schlitten angeordnete Messglied kann mit einfachen konstruktiven Maßnahmen so ausgeführt werden, dass es zur Aufnahme hoher Kräfte geeignet ist, wobei eine gesonderte Erfassung von Radialkräften und Axialkräften ermöglicht wird. Weder die Masse des Schlittens noch die am Schlitten angreifenden Reibungskräfte oder ähnliche Faktoren beeinflussen die Messung.

Die Verwendung von Biegestegen als Verformungskörper ermöglicht einerseits die Aufnahme auch hoher Kräfte zur Abstützung der Spindellagerung; andererseits bilden die mit Dehnungsmesselementen bestückten Biegestege ausreichend empfindliche Messelemente, die unmittelbar in der Auswerteschaltung verwertbare Messsignale liefern.

Vorzugsweise besteht das Messglied aus zwei parallel zueinander angeordneten, einerseits mit der Spindellagerung und andererseits mit dem Schlitten verbundenen Messplatten.

Dabei ist jede Messplatte durch eine Schar von in radialer Richtung verformbaren Biegestegen und eine Schar von in axialer Richtung verformbaren Biegestegen in drei relativ zueinander beweglichen Plattenabschnitten unterteilt.

Die beiden Messplatten stellen verhältnismäßig einfach herzustellende, kompakte Bauteile dar, die zum einen die erforderlichen Parallelführungen der Spindellagerung in radialer und axialer Richtung (jeweils bezogen auf die Spindelachse) ermöglichen und zugleich die Messglieder bilden. Daher kann auf gesonderte Parallelführungen und gesonderte Messelemente verzichtet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigt:
1 einen Abrollprüfstand für Reifen oder Felgen in einer Draufsicht,
2 eine vergrößerte Ansicht in Richtung des Pfeiles II in 1 und
3 eine vergrößerte Darstellung einer der im Abrollprüfstand nach den 1 und 2 verwendeten Messplatten.
Der in den 1 und 2 dargestellte Abrollprüfstand weist eine in einem Maschinengestell 1 in Trommellagern 2 gelagerte Lauftrommel 3 auf, an deren zylindrischer Umfangsfläche 4 ein Fahrzeugrad 5 abrollt, das aus einer Felge 6 und einem Luftreifen 7 besteht. Der Abrollprüfstand dient beispielsweise zur Reifenprüfung. Stattdessen kann der Abrollprüfstand auch als Felgenprüfstand eingesetzt werden.
Das Fahrzeugrad 5 ist in einer Aufnahmespindel 8 aufgenommen, die drehbar in einer Spindellagerung 9 gelagert ist. Die Spindellagerung 9 ist über später noch näher beschriebene Messplatten 10 an einem Lenkbügel 11 angebracht, der an einem Schlitten 12 um eine radial auf die Lauftrommel 3 gerichtete Schwenkachse 13 verstellbar ist. Zu diesem Zweck greift ein Verstellzylinder 14, der sich am Schlitten 12 abstützt, gelenkig am Lenkbügel 11 an.
Der Schlitten 12 wird durch eine krafteinleitende Einrichtung, beispielsweise einen Zylinder 12a oder einen Spindeltrieb radial zur Lauftrommel 3 verfahren, um die vorgegebene Anpresskraft zu erzeugen.
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, sind die beiden parallel zueinander angeordneten Messplatten 10, die die Spindellagerung 9 mit dem Lenkbügel 11 verbinden, jeweils durch drei parallele, sich in radialer Richtung erstreckende Biegestege 15, 16 und 17 sowie durch drei sich in axialer Richtung erstreckende Biegestege 18, 19 und 20 in drei relativ zueinander bewegliche Plattenabschnitte 10a, 10b und 10c unterteilt.
Die beiden Plattenabschnitte 10c sind am Lenkbügel 11 angeschraubt. Der mittlere Plattenabschnitt 10b ist unter Verformung der Biegestege 18, 19 und 20 in radialer Richtung beweglich geführt.
Die Biegestege sind vorzugsweise einstückig mit den Plattenabschnitten 10a, 10b und 10c ausgeführt und bilden daher beidseitig eingespannte Biegebalken. Jeweils der mittlere Biegesteg 16 bzw. 19 trägt als Dehnungsmesselemente beiderseits der Stegenden applizierte Dehnungsmessstreifen 21 bzw. 22, die in einer Brückenschaltung mit einer (nicht dargestellten) Auswerteschaltung einer Kraftmesseinrichtung verbunden sind. Somit bildet jeweils ein Biegesteg 16 bzw. 19 jeder Schar von parallelen Biegestegen 15, 16 und 17 bzw. 18, 19 und 20 einen Verformungskörper eines Messgliedes.
Die radiale Anpresskraft des Fahrzeugrades 5 auf die Lauftrommel 3 wird aus der Verformung des Biegestegs 19 ermittelt. Durch eine Schwenkverstellung des Lenkbügels 11 können Seitenführungskräfte des Fahrzeugrades 5 verursacht werden. Diese in axialer Richtung der Aufnahmespindel 8 auftretenden axialen Kräfte werden aus der Verformung des Biegestegs 16 ermittelt.

Claims

Abrollprüfstand für Reifen oder Felgen mit einer Aufnahmespindel für ein Fahrzeugrad, deren Spindellagerung an einem radial zu einer Lauftrommel verfahrbaren Schlitten angebracht ist, und mit einer Kraftmesseinrichtung mindestens für die radialen Anpresskräfte, wobei zwischen der Spindellagerung und dem Schlitten ein Messglied angeordnet ist, das gesonderte Verformungskörper für auf die Spindellagerung wirkende Radialkräfte und Axialkräfte aufweist, wobei die Verformungskörper Dehnungsmesselemente tragen, die mit einer Auswerteschaltung der Kraftmesseinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied als Verformungskörper mindestens einen nur durch Radialkräfte verformbaren Biegesteg (19) und mindestens einen nur durch Axialkräfte verformbaren Biegesteg (16) aufweist und dass die Biegestege (16, 19) die Dehnungsmesselemente (21, 22) tragen.
Abrollprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied aus zwei parallel zueinander angeordneten, einerseits mit der Spindellagerung (9) und andererseits mit dem Schlitten (12) verbundenen Messplatten (10) besteht und dass jede Messplatte (10) durch eine Schar von in radialer Richtung verformbaren Biegestegen (18, 19, 20) und einer Schar von in axialer Richtung verformbaren Biegestegen (15, 16, 17) in drei relativ zueinander bewegliche Plattenabschnitte (10a, 10b, 10c) unterteilt ist.
Abrollprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegestege (15, 16, 17; 18, 19, 20) als beidseitig eingespannte Biegebalken ausgeführt sind und dass mindestens ein Biegesteg (16 bzw. 19) jeder Schar als Dehnungsmesselemente beiderseits der Stegenden applizierte Dehnungsmessstreifen (21 bzw. 22) trägt.
Abrollprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messplatten (10) an einem Lenkbügel (11) angebracht sind, der am Schlitten (12) um eine Schwenkachse (13) verstellbar ist, die radial auf die Lauftrommel (3) gerichtet ist.