Prüfstand für Reifenläufer

Für Wirkungsgraduntersuchungen an Reifenläufern wird ein eigener Prüfstand entwickelt (vgl. Bild E.4). Baubeginn ist im Oktober 1999, die ersten Wirkungsgradmessungen werden im November 1999 durchgeführt. Der Prüfstand ist bewußt einfach gebaut, so daß er ohne großen Aufwand von anderen nachgebaut werden kann.

Bild E.4: Nordlicht auf dem Schlepprüfstand (mit Lastwiderstand und Meßgeräten)

Der Prüfstand besteht aus einem alten Fahrrad-Hinterbau. Dieser wird soweit zusammengebogen, daß ein normales Vorderrad eingebaut werden kann. Das Vorderrad wird durch ein Reibradgetriebe angetrieben.

Die Dynamos werden auf einer Schwinge befestigt. Mit der Drehzahl des Laufrades und dem Drehmoment, mit dem die Schwinge mitgeschleppt wird kann die mechanische Leistungsaufnahme des zu testenden Dynamos sauber gemessen werden.

Der waagerecht liegende Rahmen wird auf Füßen hochgebockt. In die Füße werden zur Körperschallisolierung und Nivellierung des Prüfstandes Gummipuffer eingeschraubt.

Als Antriebsmotor haben sich 100 bzw. 140W Allspannungs-/ Gleichspannungsmotoren aus alten Zauberstäben als zu schwach erwiesen. Es wird auf eine Einhandflex mit einer Leistungsaufnahme von 600W ausgewichen; deren Schleifscheibenmuttern bilden das Reibrad. Die Drehzahlstellung wird über eine Phasenanschnittssteuerung vorgenommen. Diese Übersetzung reicht für eine Geschwindigkeit des Laufrades im unbelasteten Zustand von ca. 83km/h. Hier ist unbedingt auf eine ausreichende Auswuchtung des Laufrades und stabile Befestigung der Ausgleichsgewichte im Laufrad hinzuweisen.

Für die Geschwindigkeitsmessung wird ein alter Fahrradtacho mit Trittfrequenzanzeige für die Drehzahl (Sigma BC900) verwendet.

Die Schwinge ist auf zwei kleinen leichtlaufenden, gedeckelten Radialrillenkugellagern (d=5mm, D=10mm, b=4mm) gelager. Die Lager sind aus dem Kopfträgerlager alter Festplatten entnommen. Der Prüfstand muß so ausgerichtet werden, daß die Schwinge im freien Zustand ein indifferentes Gleichgewicht einnimmt bzw. die Kraftmessung muß eine Offset-Kompensation zulassen.

Die Kraftmessung wird mit einer Pesola Präzisions-Federwaage (Medio) vorgenommen. Der Meßbereich beträgt 600g (Skalenteilung 5g) für die Schleppkraft. Der Hebelarm beträgt ca. 495-505mm und wird vor jeder Messung neu gemessen. Die Reifenandruckkraft wird mit einer Pesola Federwaage (Macro) mit einem Meßbereich von 5kg (Skalenteilung 50g) gemessen. Die Federwaagen haben eine typische Genauigkeit von 0,3% des Skalenendwertes (Herstellerangabe). Sie wurden mit Gewichten kalibriert:

• Bei der anfangs verwendete älteren 500g-Version ist bis 50% des Meßbereiches kein ablesbarer Fehler vorhanden, erst in den letzten 10% des Meßbereiches sind ca. 0,3% Abweichung bemerkbar.

• Die neuen Waagen mit 600g und 5kg haben keine ablesbare Abweichung bis 600g bzw. 2,4kg.

• Nebenbei wird noch die Diätwaage (Tefal, Sensetive Computer, 0-2kg/1g und 2-4kg/5g) erneut kalibriert. Ergebnis ist eine Genauigkeit von besser 1% bei 50g bis besser als 0,2% bei 500g bei statischen Messungen. Das Meßergebnis ist unabängig von dem Punkt der Krafteinwirkung auf der Plattform.

Dabei werden mehrere Zwischenstufen: 2, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 600g sowie 1,2, 2,4kg verwendet. Bis 600g werden 1995 geeichte Messinggewichte verwendet darüber mit der Satorius Universal vermessene Gewichte.