Advanced Wear Tester - 3

Abrasive Prozesse, vor allem der lokale Schlupf in der Kontaktfläche des Reifens, haben großen Einfluss auf das Abriebverhalten eines Reifens. Die Belastungen des Rads sind dabei dauerhaften Änderungen unterworfen, weshalb eine geeignete Labor Maschine, die einen einzelnen Profilklotz betrachtet, nicht nur die Oberflächen Textur des Kontaktpartners berücksichtigen muss, sondern idealerweise auch den Bewegungsablauf inklusive der Kontaktzeiten und Kräfte beim Durchqueren der Aufstandsfläche.

Abbildung 1: Schematische Ansicht eines Profilklotzes während einer ABS-Bremsung (a), abgeleitetes Bürstenmodell, wobei jede Bürste einem Klotz entspricht (b) und die daraus abgeleiteten Funktionen der maximal verfügbaren Haftreibung  τST und durch die Verformung resultierende Spannung  τEL (c). (d) zeigt die abgeleitete Vertikalbewegung eines einzelnen Profilklotzes.

Abbildung 1 zeigt anhand einer ABS-Bremsung wie die Transformation des realen Verhaltens (a) mit dem Prüfstand abgebildet wird. Zunächst kann ein einzelner Block mit Hilfe des Bürstenmodells beschrieben werden (b), aus welchem sich der Verlauf der maximalen Haftreibung τST und der aus der Deformation resultierenden Schubspannung  τEL über der Reibstrecke x ergibt (c). Dies bildet abschließend die Grundlage für den Bewegungsablaufs des Shaker-basierten Prüfstandes, bei dem sich die Fahrbahn unterhalb der Probe bewegt (d).

Es wurde gezeigt, dass das Abheben der Probe nachdem diese Geschert wurde, einen großen Einfluss auf den Abrieb hat. Anders als bisherige Prüfstände, welche die Parameter dieses Abhebeprozesses, wie zum Beispiel Oberflächengeschwindigkeit, Normalkraft oder Scherung konstruktionsbedingt nicht unabhängig voneinander vorgeben können, ist genau das bei dem Prüfstand dieses Projektes möglich.

Da die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf das Abriebverhalten hat und bisher nicht vom Prüfstand geregelt werden konnte, ist die Implementierung jener Regelung der erste Schritt. So muss sowohl die Temperatur der Probe, als auch die des Kontaktpartners unabhängig voneinander eingestellt werden.

Mit Hilfe der unabhängig einstellbaren Testbedingungen können Parameterstudien durchgeführt werden, um den Abriebprozess besser zu verstehen und in Zukunft bessere Vorhersagen über die Laufleistung eines Reifens treffen zu können.