DE4001690A1 - Pruefstand fuer fahrzeugreifen - Google Patents
Pruefstand fuer fahrzeugreifenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Fahrzeugreifen nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der
DE-PS 30 07 362 als bekannt hervorgeht.
Die Reifenabrolleinheit des vorbekannten Prüfstandes ist als
Flachbahneinheit ausgebildet; sie wird elektromotorisch ange
trieben. Der auf der Reifenabrolleinheit aufliegende zu prü
fende Reifen läuft lose mit ihr mit und wird von der Reifenab
rolleinheit mitgenommen. Der von der Belastungseinheit gehal
terte Reifen kann zweidimensional in Relation zur Reifenabroll
einheit verschwenkt werden, wodurch unterschiedliche Sturzwinkel
und unterschiedliche Schräglaufwinkel beim Reifenabrollen simu
liert werden können. Außerdem kann der Reifen mit unterschied
licher Kraft auf die Reifenabrolleinheit angepreßt werden, wo
durch unterschiedliche Radlasten simuliert werden können.
Nachteilig an dem bekannten Reifenprüfstand ist, daß mit ihm
beim Reifenabrollvorgang keine Traktions- oder Bremskräfte si
muliert werden können. Dadurch wird ein wesentlicher Einfluß
faktor bei der Reifenprüfung vernachlässigt, so daß realitäts
nahe Belastungsverhältnisse mit dem bekannten Reifenprüfstand
nicht simuliert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Reifenprüfstand
dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit ihm realitätsnahe Rei
fentests bei geringem Energieaufwand gefahren werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der Abbremsung des jeweils
mitgenommenen Teiles können beim Reifenabrollen auch Traktions-
bzw. Bremskräfte im Bereich der Reifenaufstandsfläche simuliert
werden. Durch die Möglichkeit der Energierückspeisung kann er
hebliche Energie beim Reifentesten eingespart werden. Es ist
hierbei daran zu denken, daß ganz erhebliche Leistungen zur
praxisnahen Simulation von Reifenabrollvorgängen erforderlich
sind. Bei einem Pkw-Reifen mit einer angetriebenen Fahrzeug
achse muß praktisch die halbe Motorleistung aufgebracht werden;
gerade bei Höchstgeschwindigkeit wird auch die höchste Trakti
onsleistung dem Antriebsmotor abgefordert und über die Reifen
auf die Straße übertragen. Nachdem derartige Reifentests sich
über einen längeren Zeitraum hinziehen und in einem entspre
chenden Reifenprüffeld laufend durchgeführt werden, fallen hier
erhebliche Energiebeträge an. Eine Energierückspeisung ist da
her sehr lohnend.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran
sprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand
eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Reifenprüf
standes mit hydraulischem Antrieb bzw. hydrau
lischer Abbremsung und Energierückspeisung,
Fig. 2 bis 4 Längsansicht (Fig. 2), Seitenansicht (Fig. 3)
und Draufsicht von oben (Fig. 4) auf ein Aus
führungsbeispiel eines Reifenprüfstandes und
Fig. 5 eine vergrößerte Einzeldarstellung der in Fig. 4
mit V hervorgehobenen Einzelheit des Prüfstandes
nach den Fig. 2 bis 4.
Der in den Figuren dargestellte Reifenprüfstand besteht im we
sentlichen aus einer als Trommel 4 ausgebildeten, eine Fahrbahn
simulierenden Reifenabrolleinheit und aus einer Belastungsein
heit 3, die den zu prüfenden Reifen 1 über ein Rad 2 drehbar
haltert. Die Trommel 4 ist mittels eines hydraulischen auch als
Pumpe betreibbaren Motors 5 antreibbar, wodurch das auf die
Trommel 4 angepreßte Rad 2 mit dem Reifen 1 mitgenommen wird.
Um bei diesem Reifenabrollvorgang auch Traktionskräfte reali
tätsnah simulieren zu können, ist das mitgenommene Rad 2 mit
einer hydraulischen auch als Motor betreibbaren Pumpe 6 gekop
pelt, die es erlaubt, das Rad 2 bzw. den Reifen 1 mit unter
schiedlichen Drehmomenten abzubremsen. Bei der Pumpe 6 handelt
es sich um eine zu dem Motor 5 artgleiche, nämlich hydraulische
Arbeitsmaschine, also um eine Pumpe, so daß die beim Abbremsen
erzeugte hydraulische Energie zumindest teilweise als Antriebs
energie für den Motor 5 zurückspeisbar ist. Bei entsprechender
Umsteuerung der Schluck- bzw. Förderrichtung kann die Pumpe 6
auch als Motor zum Antreiben des Reifens 1 und der Motor 5 auch
als Pumpe zum Abbrensen der Trommel 4 betrieben werden. Norma
lerweise wird der Motor 5 aus einer Hochdruckleitung 7 ge
speist; die in dem Motor 5 entspannte Hydraulikflüssigkeit wird
in den Sumpf 8 abgeleitet. Die vom Reifen 1 angetriebene Pumpe
6 fördert hochdruckseitig wieder in die Hochdruckleitung 7 zu
rück, so daß die pumpenseitig erzeugte Hydraulikenergie dem
Motor 5 zugute kommen kann. Dadurch brauchen lediglich noch
Verluste innerhalb des Motors bzw. Pumpe und Verluste bei der
Kraftübertragung zwischen Trommel 4 und Reifen 1 in das System
eingespeist zu werden.
Das hydraulische Antriebs- und Belastungssystem, bestehend aus
Motor 5 und Pumpe 6 ist sekundär geregelt, d. h., daß der hy
draulische Antriebsmotor 5 zur Drehzahleinstellung in seiner
Schluckmenge veränderbar ist und mit einem Arbeitsstrom
konstanten Druckes aus der Hochdruckleitung 7 beaufschlagt ist.
Außerdem ist die Pumpe 6 zur Lasteinstellung an dem Reifen 1 in
der Fördermenge einstellbar, wobei sie ebenfalls in die Hoch
druckleitung 7 mit konstant hohem Druck hineinfördert.
An sich wäre es belanglos, welches der Teile Rad 1 bzw. Trommel
4 angetrieben und welches dieser beiden Teile abgebremst ist.
Um jedoch eine gleichzeitige Prüfung mehrerer Reifen bei einem
entsprechend ausgestatteten Reifenprüfstand vornehmen zu kön
nen, ist es zweckmäßig, daß der Antrieb auf der Seite der Trom
mel 4 und die Belastung auf der Seite des Reifens 1 erfolgt. Um
mehrere Reifen gleichzeitig mit einem Reifenprüfstand testen zu
können, wäre es dann nötig, mehrere gesonderte, jeweils für
sich steuerbare Belastungseinheiten zur Halterung jeweils eines
Rades mit Prüfling an unterschiedlichen Umfangsstellen der Rei
fenabrolleinheit anzuordnen.
Der Motor 5 und die artgleiche Pumpe 6 sind - wie gesagt - in
ihrer Schluck- bzw. Förderrichtung umkehrbar, so daß der Motor
auch als Pumpe und die Pumpe auch als Motor betrieben werden
können. Durch diese Umsteuerung, die für beide Aggregate 5 und
6 gleichzeitig und in Ausmaß entsprechend durchgeführt werden
müßte, kann die Kraftflußrichtung umgekehrt werden und
beispielsweise ein Wechsel von Traktionsbetrieb auf
Schubbetrieb oder auf Bremsbetrieb realitätsnah simuliert
werden.
Um einerseits hohe Drehzahlen an dem Reifen unter Belastung
zulassen zu können, um andererseits zugleich auch hohe Drehmo
mente bei hohen Drehzahlen zu ermöglichen, ist das den zu prü
fenden Reifen 1 aufnehmende Rad 2 mit einer Tandemanordnung von
zwei Pumpen 6 und 6′ verbunden, weil zwei kleinere Hydraulik
pumpen eine höhere Drehzahl erlauben als eine größere Einzel
pumpe mit entsprechend größerem Drehmoment. Um die beiden Pum
pen 6 und 6′ möglichst klein bauen zu können und die Grundsätze
einer Leistungskonzentration bei ihnen realisieren zu können,
sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Pumpen 6
und 6′ über ein drehzahlerhöhendes Getriebe 10 an das Rad 2
angekoppelt, so daß die beiden Pumpen mit einer höheren Dreh
zahl als das Rad 2 umlaufen. Hierbei ist zwischen dem Rad 2 und
dem Getriebe 10 eine Gelenkwelle 9 zwischengeschaltet, so daß
zum einen Platz für die Unterbringung der Pumpen geschaffen
wird; zum anderen brauchen bei Zwischenschaltung einer Gelenk
welle das Getriebe 10 und die Pumpen 6, 6′ nicht die Schwenk
bewegungen des Rades 2 mit dem zu prüfenden Reifen 1 auszufüh
ren. Um die beiden Pumpen 6 und 6′ bequem unterbringen zu kön
nen, sind die Antriebswelle 11 und die Abtriebswelle 12 des
Getriebes 10 quer zueinander versetzt angeordnet, wobei die
Abtriebswelle 12 dies- und jenseits aus dem Getriebegehäuse
herausgeführt ist. Jeder der beiden Abtriebswellenzapfen 12 ist
mit je einer Pumpe 6 bzw. 6′ gekoppelt.
Bei dem dargestellten Reifenprüfstand ist eine sehr große Trom
mel 4 in einem quaderförmigen Basisgestell ortsfest gelagert,
wobei die Trommel an drei unterschiedlichen Umfangsstellen aus
dem Gestell herausragt; an jeder dieser Umfangsstellen könnte
eine Belastungseinheit angebracht werden.
Die eine im Ausführungsbeispiel gezeigte Belastungseinheit 3
ist mehrgliedrig beweglich. Zunächst ist unmittelbar an dem die
Trommel 4 lagernden Basisgestell über eine Führung 15 ein Quer
verfahrschlitten 14 parallel zur Trommelachse verfahrbar ge
führt und mit einem entsprechenden Verfahrantrieb 16 in Form
eines Hydraulikzylinders versehen. Mit diesem Verfahrantrieb
können Fahrzeugquerschwingungen während des Reifenablaufs si
muliert werden und so zusätzliche erschwerende Testbedingungen
geschaffen werden.
Die Trommel 4 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel we
sentlich breiter als ein zu prüfender Reifen 1. Dadurch können
mehrere - bezogen auf die Umlaufrichtung der Trommel 4 - ne
beneinander liegende Bereiche 13 bzw. 13′ unterschiedlicher
Rauheit auf der Trommeloberfläche angeordnet werden. Jeder ein
zelne Bereich 13 bzw. 13′ ist mindestens so breit wie die Rei
fenaufstandsfläche eines Reifens 1. Die den Reifen 1 halternde
Belastungseinheit 3 ist mittels des Querverfahrschlittens 14
relativ zur Trommel 4 verschiebbar, so daß das zu prüfende Rad
gezielt auf einen bestimmten Bereich 13 bzw. 13′ der Trommel
einstellbar und fixierbar ist.
Auf dem Querverfahrschlitten 14 bauen die anderen Komponenten
der Belastungseinheit zur mehrdimensional beweglichen Halterung
des Reifens 1 auf. Und zwar folgt zunächst eine Schwenkeinheit
17, die an dem Querverfahrschlitten 14 über Schwenklager 22
entlang einer vertikalen, tangential zur Trommeloberfläche lie
genden Achse verschwenkbar ist. Zum Verschwenken sind zwei
Schwenkantriebe 23 in Form von Hydraulikzylindern vorgesehen.
Die Schwenkeinheit 17 trägt seitlich eine ausladende Konsole 18
zur Halterung des Getriebes 10 sowie auf der gegenüberliegenden
Seite eine nach oben abragende Konsole 19 zur Halterung des
Antriebes für die Schräglaufverstellung. Die rahmenförmig auf
gebaute Schwenkeinheit 17 trägt an der Innenseite eine Führung
20 für einen radial zur Trommel 4 beweglich geführten Anpreß
schlitten 24. Auf der von der Trommel 4 wegweisenden Außenseite
der Schwenkeinheit 17 ist eine weitere Konsole 21 für den An
preßantrieb 25 des Anpreßschlittens 24 angeordnet.
Mittels des Anpreßschlittens kann der Reifen 1 bzw. das ihn
halternde Rad radial auf die Oberfläche der Trommel 4 angepreßt
werden, so daß unterschiedliche Radlasten damit simuliert wer
den können. Innerhalb des Anpreßschlittens 24 ist eine
orthogonal zur Trommeloberfläche stehende Drehachse 27 vorge
sehen, an der eine im wesentlichen L-förmige Schräglaufeinheit
26 schwenkbar gelagert ist. An dieser Schräglaufeinheit greift
über einen abstehenden Hebel der Schräglaufantrieb 28 an, der
sich an der Konsole 19 abstützt. An der Schräglaufeinheit 26
schließlich ist das Rad 2 drehbar gelagert, welches seinerseits
über die bereits erwähnte Gelenkwelle 9 und über das Getriebe
10 mit den beiden Pumpen 6, 6′ verbunden ist.
Dank der mehrgliedrig beweglichen Belastungseinheit 3 kann der
zu prüfende Reifen 1 bzw. das ihn aufnehmende Rad 2 zweidimen
sional um die beiden Achsen 22 und 27 verschwenkt und orthogo
nal zur Trommeloberfläche angepreßt und außerdem parallel zur
Rotationsachse der Trommel verschoben werden. Aufgrund dieser
vielseitigen Beweglichkeit der Belastungseinheit können Bela
stungen des zu prüfenden Reifens, nämlich
- - unterschiedliche Radlasten,
- - unterschiedliche Traktionskräfte bzw. Bremskräfte,
- - ein rascher Wechsel zwischen Traktions- und Schubbetrieb,
- - unterschiedliche Abrollgeschwindigkeiten unter allen mög lichen Randbedingungen,
- - unterschiedliche Sturzwinkel,
- - unterschiedliche Schräglaufwinkel,
- - unterschiedliche Fahrbahnrauheiten und
- - Reifenquerschwingungen realitätsnah simuliert werden. Hierbei können die erwähnten Prüfkriterien zum großen Teil dynamisch während des Prüflaufes nach bestimmten aufgenommenen Musterprogrammen verändert wer den. Dank der realitätsnahen Ausgestaltung der Prüfläufe können wesentlich besser gesicherte Versagensgrenzen für die zu prü fenden Reifen festgelegt werden, als mit anderen Prüfständen.
Claims (10)
1. Prüfstand für Fahrzeugreifen mit einem den zu prüfenden Rei
fen aufnehmenden, in einer Belastungseinheit drehbar gelagerten
Rad und mit einer die Fahrbahn simulierenden, endlosen, umlau
fenden Reifenabrolleinheit in Form einer Trommel oder einer
riemenartig geführten, flexiblen Flachbahn, wobei eines von den
Teilen Rad und Reifenabrolleinheit von einem hydraulischen oder
elektrischen Motor mit unterschiedlicher Geschwindigkeit an
treibbar ist und das jeweils andere Teil aufgrund des abrol
lenden Kontaktes zwischen beiden mitgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mitgenommene (1) von den Teilen Rad (2) und Reifenab
rolleinheit (4) mit einer zum Motor (5) artgleichen hydrauli
schen bzw. elektrischen Arbeitsmaschine - Pumpe (6) bzw. Ge
nerator - gekoppelt und mit ihr zur Simulation von Traktions
kräften mit unterschiedlichen Drehmomenten abbremsbar ist, wo
bei die beim Abbremsen von der Arbeitsmaschine (Pumpe 6) er
zeugte hydraulische bzw. elektrische Energie wenigstens teil
weise und wenigstens mittelbar als Antriebsenergie für den Mo
tor (5) zurückspeisbar ist.
2. Prüfstand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydraulische Antriebs- und Belastungssystem (Motor 5,
Pumpe 6) sekundärgeregelt ist, d. h., daß der hydraulische An
triebsmotor (5) zur Drehzahleinstellung in seiner Schluckmenge
veränderbar ist und mit einem Arbeitsstrom konstanten Druckes
beaufschlagt ist und
daß die zur Lasteinstellung in der Fördermenge einstellbare
Pumpe (6) in eine Leitung fördert, deren Druck auf konstant
hohem Niveau gehalten ist.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb auf der Seite der Reifenabrolleinheit (3) und
die Belastung auf der Seite des Reifens (1) erfolgt.
4. Prüfstand nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das den zu prüfenden Reifen (1) aufnehmende Rad (2) über
eine Gelenkwelle (9) mit einer Tandemanordnung von Pumpen (6,
6′) verbunden ist.
5. Prüfstand nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Rad (2) und Tandemanordnung der Pumpen (6, 6′)
auch noch ein drehzahlerhöhendes Getriebe (10) angeordnet ist,
derart, daß wenigstens die Pumpen (6, 6′) mit einer höheren
Drehzahl als das Rad (2) umlaufen.
6. Prüfstand nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die An- und Abtriebswellen (11, 12) des Getriebes (10) quer
zueinander versetzt liegen, wobei die Abtriebswelle (12) dies-
und jenseits aus dem Getriebegehäuse herausgeführt ist und je
der der Abtriebswellenzapfen (12) mit je einer Pumpe (6, 6′)
gekoppelt ist.
7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere gesonderte, jeweils für sich steuerbare Belastungs
einheiten (3) zur Halterung jeweils eines Rades (2) mit Reifen
(1) an unterschiedlichen Umfangsstellen der Reifenabrolleinheit
(4) angeordnet sind.
8. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reifenabrolleinheit als Trommel (4) ausgebildet ist.
9. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit dem zu prüfenden Reifen (1) in Kontakt gelangende
Oberfläche der Reifenabrolleinheit (4) mehrere - bezogen auf
die Umlaufrichtung - nebeneinander liegende Bereiche (13, 13′)
unterschiedlicher Rauheit aufweist, wobei jeder einzelne Be
reich (13, 13′) mindestens so breit wie die Reifenaufstands
fläche eines Reifens (1) ist und daß die jeweils ein Rad (2)
mit einem Reifen (1) halternde Belastungseinheit (3) quer zur
Umlaufrichtung relativ zur Reifenabrolleinheit (4) verschiebbar
und mit dem Rad (2) auf einen bestimmten Bereich (13, 13′) ein
stellbar und fixierbar ist.
10. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das den zu prüfenden Reifen (1) aufnehmende Rad (2) paral
lel zur Oberfläche der Reifenabrolleinheit (4) im Bereich des
Reifenkontaktes und quer zur Umlaufrichtung verschiebbar ge
führt (Querverfahrschlitten 14, Führung 15) und mit einem ent
sprechenden Verfahrantrieb (16) zur Simulation von Fahrzeug
querschwingungen versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904001690 DE4001690A1 (de) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Pruefstand fuer fahrzeugreifen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904001690 DE4001690A1 (de) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Pruefstand fuer fahrzeugreifen |
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DE4001690A1 true DE4001690A1 (de) | 1990-08-09 |
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Family
ID=6398503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904001690 Granted DE4001690A1 (de) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Pruefstand fuer fahrzeugreifen |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |