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Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn (PFF)

Eines der Forschungsziele der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) ist die Vermeidung oder Minderung der verkehrsbedingten Umweltbelastung. Dazu gehört auch, die vom Straßenverkehr ausgehende Lärmbelästigung so gering wie möglich zu halten.

Das Bild zeigt den Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn der BASt

Ab etwa 30 km/h wird bei Pkw das Abrollgeräusch der Reifen auf der Straße zur dominierenden Geräuschquelle. Maßnahmen zur Minderung der Geräuschemission von Pkw auf schneller befahrbaren Straßen müssen daher primär an der Quelle, das heißt bei den Reifen/Fahrbahn-Geräuschen ansetzen.

Im Wesentlichen existieren zwei Hauptursachen für die Geräuschentstehung: die Schwingungsanregung der Profilstollen und der Reifendecke durch die Fahrbahntextur und die Bildung aerodynamischer Schallquellen im Reifenprofil (Air Pumping Effekt). Bei Lkw wird das Reifen/Fahrbahn-Geräusch ab etwa 60 km/h dominant. Auch hier gilt es, Potenzial zur Geräuschminderung an Reifen und Fahrbahntextur zu erschließen.

Um Untersuchungen zu diesem Themenkomplex unter Laborbedingungen durchführen zu können, wurde in der BASt der Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn (PFF) errichtet. Darüber hinaus können hier die Schnell- und Dauerlauffestigkeit sowie der Rollwiderstand von Reifen und die Standfestigkeit von Fahrbahndecken untersucht werden.

Die Anlage

Beim Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn handelt es sich um eine große, drehbar gelagerte, halbseitig offene Trommel, auf deren Innenseite Fahrbahnkassetten eingebaut werden können. Es ist möglich Pkw- und Lkw-Räder ablaufen zu lassen.

Die Trommel wird durch einen Linearmotor angetrieben, ihre Maximalgeschwindigkeit beträgt 280 km/h. Sie hat einen Innendurchmesser von 5,50 Metern. Der Laufring ist mit zwölf Speichen an einer zentral gelagerten Welle befestigt. Die Speichen sind zur Vermeidung von Luftverwirbelungen abgedeckt und mit schallabsorbierendem Material beschichtet. Die Welle selbst ist in zwei Lagern in den Rahmentraversen gelagert.

Das Bild zeigt eine Prinzipskizze des Prüfstands Fahrzeug/Fahrbahn Prinzipskizze des Prüfstands Fahrzeug/Fahrbahn

Versuche auf dem PFF

Mit diesem Prüfstand können wissenschaftliche Untersuchungen zu folgenden Themen durchgeführt
werden:

  • Geräuschuntersuchungen (Reifen/Fahrbahn-Geräusche) an neuartigen leiseren Fahrbahnoberflächen und (Brücken-) Fahrbahnübergängen.
  • Geräuschuntersuchungen an Pkw- und Lkw-Reifen.
  • Prüfung der Schnelllauffestigkeit von Pkw- und Lkw-Reifen.
  • Messung des Rollwiderstandes von Pkw- und Lkw-Reifen auf unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen.

Die Reifen/Fahrbahn-Geräusche können im Nah- und Fernfeld gemessen werden. Außerdem ermitteln Messeinrichtungen die Temperatur der Reifen und der Fahrbahnoberfläche.

Fahrbahnoberflächen

Für Fahrbahnuntersuchungen können zwei verschiedene Fahrbahnkassettensätze in die Trommel eingebaut werden:

  • 50 Zentimeter breite Kassetten mit vier Zentimeter Füllhöhe.
  • 85 Zentimeter breite Kassetten mit acht Zentimeter Füllhöhe.

Damit lassen sich unterschiedliche Aufbauten von Fahrbahndeckschichten - sowohl aus Asphalt als auch aus Beton - in die Kassetten des Prüfstands einbauen.

Zur Befestigung der Räder stehen drei verschiedene höhenverstellbare Radstationen zur Verfügung:

  • Pkw-Radstation mit Lenkwinkelverstellung (+/-15°).
  • Pkw-Radstation ohne Lenkwinkelverstellung aber mit einer Rollwiderstandsmesseinrichtung.
  • Lkw-Radstation (ohne Lenkwinkeleinstellung) mit verschiedenen Radnaben für Räder der Größen 17,5 Zoll bis 22,5 Zoll als Einzel- und Zwillingsräder.

Die Radlasten können pneumatisch bis maximal 6.500 kg voreingestellt werden.

Das Bild zeigt eine Lkw-Radstation (links) und eine Pkw-Radstation (rechts) Lkw-Radstation (links), Pkw-Radstation (rechts)

Die Laborergebnisse, die am Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn ermittelt werden, gleichen die Experten der BASt mit Praxiswerten ab. Die Erkenntnisse fließen in nationale und internationale Regelwerke ein.

Technische Daten

  • Innendurchmesser der Trommel: 5,50 m
  • Gewicht der Trommel: 32.000 kg
  • Antrieb: Linearmotor, 350 kW
  • Maximalgeschwindigkeit: 280 km/h
  • Anzahl der Fahrbahnkassetten: 18
  • Radlast: maximal 6.500 kg
Fachbetreuer: Dr. Wolfram Bartolomaeus