CH670510A5

CH670510A5 -

Info

Publication number: CH670510A5
Application number: CH3279/86A
Authority: CH
Inventors: Timofei Ivanovich Shelomentsev; Vladimir Alexeevi Konstantinov; Alexandr Nikolaevich Murashko; Fedor Fedorovich Bratsky; Anatoly Antonovich Grebenjuk; Arkady Nikolaevich Shevchik
Original assignee: Timofei Ivanovich Shelomentsev; Vladimir Alexeevich Konstantin; Alexandr Nikolaevich Murashko; Fedor Fedorovich Bratsky; Anatoly Antonovich Grebenjuk; Arkady Nikolaevich Shevchik
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1989-06-15
Also published as: ATA224286A; DE3620638C2; FR2603002B1; AT386899B; FR2603002A1; GB2194061A; DE3620638A1; GB8619733D0

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung der Betriebseigenschaften von Luftreifen und betrifft insbesondere Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens.

Die Erfindung kann bei dem Betrieb und der Reparatur von Kraftfahrzeugen zur operativen Kontrolle des technischen Zustandes eines Luftreifens angewendet werden.

Eine de wichtigsten Aufgaben bei dem Betrieb und der Diagnose von Kraftfahrzeugen ist die Schnellanalyse des technischen Zustandes eines Rad-Luftreifens, d.h. die Bestimmung seiner Steifigkeit, des Luftdrucks in diesem und der Steifigkeit des Reifenkordes. Die rechtzeitige und genaue Bestimmung der genannten Reifenparameter und die Erhaltung deren entsprechender optimaler Werte gestatten es, den Kraftstoffverbrauch durch die Kraftfahrzeuge wesentlich zu senken, die Betriebssicherheit der letzteren zu erhöhen.

Die Bestimmung der Steifigkeit des Reifens und des Luftdrucks in diesem erfolgen zur Zeit in direkten oder indirekten Verfahren. Bei Verwendung des direkten Prüfverfahrens ist es notwendig, das Ventil vom Reifen abzuschrauben, was zu einer Druckminderung innerhalb des Reifens und zu einer geringeren Leistungsfähigkeit des Verfahrens führt.

Die indirekten Prüfverfahren basieren auf der Messung einer Verformung des Luftreifens unter Einwirkung einer daran angreifenden äusseren Kraft und werden durch eine geringe Genauigkeit und Leistungsfähigkeit charakterisiert, denn sie bedürfen des Einsatzes von sperrigen mechanischen Vorrichtungen und nehmen viel Zeit für die Vorbereitung und Durchführung der Messung in Anspruch.

Es ist ein Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens (B.S. Falkevich, N.V. Divakov «Prüfung von Kraftfahrzeugen», Moskau, Verlag «Mashgiz», 1952, S. 217 bis 218) bekannt, das darin besteht, dass dem Kord eines Luftreifens ein Schlag mit einem frei hängenden Körper vorgegebener Masse versetzt, der Stossparameter gemessen, dieser Parameter mit einem entsprechenden Vergleichsparameter verglichen und nach dem Ergebnis des Vergleiches die Steifigkeit des Luftreifens ermittelt wird.

Im bekannten Verfahren wird der Schlag durch den frei hängenden Körper seitens des Protektors in Radialrichtung versetzt, und der gesamte Vorgang der Bestimmung des technischen Zustandes des Luftreifens besteht in der Messung eines Dämpfungsdekrementes der Schwingungsamplitude des Körpers, bis dieser endgültig stehenbleibt, was Dutzende Sekunden dauert, und im Vergleichen des Dekrementes mit dem entsprechenden Vergleichsparameter. Zur Durchführung des genannten Verfahrens ist es aber notwendig, das Rad vom Kraftfahrzeug abzubauen und die Reifenlauffläche relativ zu dem frei hängenden Körper auszurichten, was die Schnelligkeit des Messvorganges herabsetzt.

Darüber hinaus machen sich im Vorgang des Zusammen-stosses beim Abklingen der Schwingungsamplitude des frei hängenden Körpers die mit der Steifigkeit des Luftreifens nicht zusammenhängenden äusseren Faktoren wie Rauhigkeit der Reifenlauffläche, Reibung u.ä. bemerkbar, was die Messgenauigkeit herabmindert. Angesichts dessen, dass im bekannten Verfahren den Luftreifen der Schlag in Radialrichtung versetzt wird, ist die Ermittlung des Reifeninnendrucks infolge einer hohen Eigensteifigkeit des Reifenkordes seitens des Protektors erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens zu schaffen, bei dem als Messparameter des Zusammenstosses eines frei hängenden Körpers mit dem Kord des Luftreifens ein derartiger Parameter und beim Versetzen eines Schlages ein solcher Kordteil gewählt werden, die es gestatten, die Genauigkeit der Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens zu erhöhen, ohne das Rad vom Kraftfahrzeug abzubauen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einem Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens, darin bestehend, dass dem Kord des Luftreifens ein Schlag mit einem frei hängendem Körper vorgegebener Masse versetzt, der Stossparameter gemessen, dieser Parameter mit einem entsprechenden Vergleichsparameter verglichen und nach dem Ergebnis des Vergleiches die Steifigkeit des Luftreifens gemessen wird, gemäss der Erfindung gegen die Seitenfläche des Kordes des Luftreifens geschlagen und die Kontaktdauer des frei hängenden Körpers mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens als Stossparameter ausgenutzt wird.

Es ist zweckmässig, dass gleichzeitig mit der Messung die Kontaktdauer des frei hängenden Körpers mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens die Beschleunigung dieses Körpers während der Dauer seines Kontaktes mit der Seitenfläche des Reifenkordes gemessen, dieser Parameter mit einem entsprechenden Vergleichsparameter verglichen und nach dem Ergebnis des Vergleiches die Steifigkeit des Kordes und der Innendruck des Luftreifens zusätzlich ermittelt werden.

Das Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens gestattet es dank dem Versetzen eines Schlages der Seitenfläche des Kordes des Luftdruckreifens durch einen frei hängenden Körper, die Steifigkeit des Reifens zu ermitteln, ohne ihn vom Rad des Kraftfahrzeuges abzubauen, was die Leistung des Verfahrens wesentlich steigert. Die Messung der Kontaktdauer des frei hängenden Körpers mit der Seitenfläche des Reifenkordes erhöht die Genauigkeit der Bestimmung der Steifigkeit des Reifens, während die Messung der Beschleunigung dieses Körpers im Laufe der Zeit seines Kontaktes mit der Seitenfläche des Reifenkordes bei deren Zusammenstoss den letzteren auf Einzelabschnitten charakterisiert, wonach man die Steifigkeit des Kordes und den Reifendruck beurteilen kann.

Das Wesen der Erfindung wird nachstehend anhand konkreter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens, mit der das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftdruckreifens durchgeführt wird;

Fig. 2 eine Abhängigkeit der Kontaktdauer eines frei hän5

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genden Körpers mit der Seitenfläche eines Reifenkordes vom Reifendruck, gemäss der Erfindung;

Fig. 3 dto. wie in Fig. 1, mit einer Vergleichseinheit und mit einer Formierungseinrichtung für Normalen, gemäss der Erfindung;

Fig. 4 dto. wie in Fig. 1, mit einem Beschleunigungsgeber, einem Flankenformer für ein elektrisches Signal und einem Beschleunigungsmesser, gemäss der Erfindung;

Fig. 5 eine Abhängigkeit der Beschleunigungsänderung eines frei hängenden Körpers von der Kontaktdauer mit der Seitenfläche des Reifenkordes, gemäss der Erfindung.

Das Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens besteht in folgendem. Ein frei hängender Körper 1 (Fig. 1) vorgegebener Masse wird an die Seitenfläche des Kordes eines Luftreifens 2 herangeführt, wobei er um eine Achse 3 so bewegt wird, dass ein am Körper 1 von der mit dem Luftreifen 2 zusammenwirkenden Seite befestigter Kontaktgeber 4 die Seitenfläche des Kordes des Reifens 2 berührt (in der Zeichnung ist diese Lage des Körpers 1 mit einer Strichlinie angedeutet). Dann wird der frei hängende Körper 1 von der Lotrechten um einen Winkel a = 40 bis 60° abgelenkt (der Winkelwert ist experimentell errechnet) und zurückgelassen. Der Körper 1 schlägt, indem er sich um die Achse 3 umdreht, gegen die Seitenfläche des Kordes des Luftreifens 2. Bei einer Schnelldiagnose des technischen Zustandes eines Luftreifens kann der Schlag mit dem frei hängenden Körper 1 gegen den Kord des Reifens 2, durch einen Operateur von Hand oder auf einem speziellen Prüfstand ausgeführt werden.

In Abhängigkeit von der Steife des Reifens 2 wird er verformt, und der Körper 1 dringt in den Reifen 2 verschieden tief ein, wobei je kleiner die Steifigkeit des Luftreifens 2 ist, desto mehr wird er verformt, um eine desto grössere Tiefe des Körpers 1 in diesen eindringt und desto grösser die Kontaktdauer des Körpers 1 mit dem Luftreifen 2 ist. Die Abhängigkeit der Kontaktdauer t von der Steifigkeit k des Luftreifens 2 ergibt sich aus folgendem Ausdruck:

'--VT

Hierin sind:

c — eine durch den Typ des Reifens 2 definierte Konstante,

m — die Masse des frei hängenden Körpers 1,

k — die gesamte die Steifigkeit des Kordes des Reifens 2 und den Reifendruck charakterisierende Steifigkeit des Reifens 2.

Der Betrag der Masse m des Körpers 1 wird abhängig von der Klasse der zu diagnostizierenden Luftreifen gewählt und ist proportional der Tragfähigkeit des Kraftfahrzeuges.

Bei einem Zusammenstoss des frei hängenden Körpers 1 mit dem Reifen 2 spricht der Geber 4 (vom Typ eines Kontakt- oder kontaktlosen Gebers) an, von dessen Ausgang ein elektrisches Signal an einem Impulsformer 5 eintrifft, wo die Amplitude und die Flanken des elektrischen Signals gebildet werden, und es wird ein Klirren beseitigt. Ferner gelangt das elektrische Signal über die Kontaktdauer des Körpers 1 mit der Seitenfläche des Kordes des Reifens 2 in ein Messgerät 6 für die Dauer von Zeitintervallen und von dessen Ausgang auf ein Anzeigegerät 7. Nach Beendigung des Zusammenstosses wird auf dem Anzeigegerät 7 eine Kontaktdauer angezeigt, die abgelesen und mit einer entsprechenden normalen Zeitdauer anhand einer Skala, Tabelle oder einer grafischen Darstellung für den betreffenden Reifentyp verglichen wird, und aufgrund dieses Vergleiches wird die Steifigkeit des Luftreifens 2 ermittelt. Da der Wert k der Steifigkeit des Luftreifens 2 vom Druck p in diesem abhängt, d.h. k = F(p), wird der Druck im Reifen 2 anhand entsprechender Tabellen und grafischer Darstellungen bestimmt. Fig. 2 zeigt eine auf der Ordinatenachse aufgetragene experimentell ermittelte Abhängigkeit der Kontaktdauer t von dem Reifendruck p, der auf der Abszissenachse für verschiedene Reifentypen aufgetragen ist.

Die Operation des Vergleiches der Kontaktdauer mit einem entsprechenden Vergleichsparameter kann unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Laufleistung, Kraftfahrzeugtyp u.ä. durch eine Vergleichseinheit 8 (Fig. 3) übernommen werden, an deren einem Eingang Informationen über die Kontaktdauer vom Ausgang des Messgeräts 6 für Zeitintervalle und an deren anderem Eingang Informationen vom Ausgang einer Formierungseinrichtung 9 für Normalen eingegeben werden, in die vor Beginn der Bestimmung des technischen Zustandes des Luftreifens 2 Informationen über den Typ des Reifens 2 und des betreffenden Kraftfahrzeuges eingegeben werden. In die Formierungseinrichtung 9 für Normalen können auch andere Informationen wie Laufleistung, Atmosphärendruck, Umgebungstemperatur eingetragen werden, die die Ergebnisse der Bestimmung des technischen Zustandes des Luftreifens 2 präzisieren.

Das Versetzen eines Schlages durch den frei hängenden Körper 1 gegen die Seitenfläche des in Achsrichtung eine geringe Eigensteifigkeit aufweisenden Kordes des Luftreifens 2 und die Messung der Kontaktdauer als Stossparameter erhöhen die Messgenauigkeit für die Steifigkeit des Reifens 2 und die Leistungsfähigkeit des Verfahrens, weil der Messvorgang lediglich mehrere Sekunden dauert und keiner Demontage des Rades vom Auto bedarf. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet, den technischen Zustand jedes zu einem Räderpaar gehörenden Luftreifens von jeder Seite der Achse eines Lastkraftwagens zu bestimmen. Darüber hinaus eliminiert die Messung der Kontaktdauer des frei hängenden Körpers 1 mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens 2 beim ersten Zusammenstoss die mit der Steifigkeit des Luftreifens 2 nicht zusammenhängenden äusseren Faktoren wie Rauhigkeit des Kordes, Reibung, die beim Abklingen der Schwingungsamplitude des frei hängenden Körpers 1 einen Messfehler verursachen.

Um den technischen Zustand des Luftreifens 2 genauer zu bestimmen, wird gleichzeitig mit der Messung der Kontaktdauer des frei hängenden Körpers 1 mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens 2 die Beschleunigung dieses Körpers im Zeitintervall seines Kontaktes mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens 2 gemessen. Hierbei wird die Kontaktdauer t in Analogie zum vorstehend beschriebenen gemessen und auf dem Anzeigegerät 7 angezeigt. Zugleich gelangt ein elektrisches Signal von einem an der anderen Oberfläche des frei hängenden Körpers 1 oder innerhalb des letzteren befestigten Beschleunigungsgebers 10 (Fig. 1) auf einen Flankenformer 11 für ein elektrisches Signal und dann auf einen Beschleunigungsmesser 12. Vom Beschleunigungsmesser 12 kommt das elektrische Signal am anderen Eingang des Anzeigegeräts 7 an, durch welches am Ende des Zusammenstosses des frei hängenden Körpers

1 mit dem Luftreifen 2 die Kontaktdauer und die Beschleunigungsänderung beim Zusammenstoss z.B. auf dem Papier oder durch eine Oszillografen-Speicherröhre mit Nachleuchten registriert werden. Hierbei wird die Änderung einer Gegenkraft berücksichtigt, die von der seit dem Augenblick des Zusammenstosses verlaufenden Zeit abhängig ist. Fig. 5 veranschaulicht von Verlauf der auf der Ordinatenachse aufgetragenen Be-

d2h schleunigung des frei hängenden Körpers in Abhängigkeit dt2

von seiner auf der Abszissenachse aufgetragenen Kontaktdauer t mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens.

So wird die Kurvenneigung auf dem Anfangsabschnitt AB (Fig. 5, Kurve a) des Zusammenstosses durch physikalische Eigenschaften des Kordes des Reifens 2 (Fig. 4) und auf dem Abschnitt BC (Fig. 5, Kurve a) durch den Innendruck des Reifens

2 (Fig. 4) bestimmt. Der Knickpunkt C (Fig. 5, Kurve a) cha5

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rakterisiert den Vorzeichen Wechsel bei der Ableitenden der Beschleunigung des Körpers 1 (Fig. 4), während der Abschnitt CD (Fig. 5, Kurve a) eine Änderung der Beschleunigung des Körpers 1 (Fig. 4) in Abhängigkeit vom Innendruck des Reifens 2 bei der Rückkehr des erstgenannten in die Ausgangsstellung bezeichnet. Der Endabschnitt DE (Fig. 5, Kurve a) der Kurve wird ebenso wie der Abschnitt AB durch die physikalischen Eigenschaften des Kordes des Reifens 2 (Fig. 4) bestimmt.

Bei der Zusammenwirkung des frei hängenden Körpers 1 mit der Seitenfläche des Kordes des Reifens 2, innerhalb dessen der Druck grösser als in der vorstehend betrachteten Variante ist, nimmt der Verlauf der Beschleunigung des Körpers 1 eine andere Form (Fig. 5, Kurve a) an. Auf dem die Steifigkeit des Kordes charakterisierenden Abschnitt AB fallen die Kurven für verschiedene Druckwerte aufweisende Reifen praktisch zusammen, während auf den gleichfalls die Steifigkeit des Kordes charakterisierenden Abschnitten DE und D' E' die Kurvenabschnitte die gleiche Länge und Neigung in bezug auf die Ordinatenachse aufweisen. Auf den den Druckwert im Reifen 2 (Fig. 4) charakterisierenden Abschnitten B' C' und C' D' verläuft die Kurve steiler, als dies bei einem schwach aufgepumpten Reifen 2 der Fall ist.

Die Messung der Beschleunigung des frei hängenden Körpers 1 in den einzelnen Zeitintervallen des Zusammenstosses mit der Seitenfläche des Kordes des Reifens 2 liefert also mehr Informationen als nur ein allgemeiner Parameter über die Kontaktdauer des Körpers 1 mit der Seitenfläche des Kordes des Reifens 2 bei deren Zusammenstoss."

Dann werden vom Anzeigegerät 7 Angaben über die Kontaktdauer und über die Beschleunigung des frei hängenden Kör-s pers 1 abgelesen, mit entsprechenden Vergleichsparametern anhand einer Skala, Tabelle oder einer grafischen Darstellung verglichen, worauf nach den Ergebnissen des Vergleiches die Steifigkeit des Kordes und der Innendruck des Reifens 2 anhand des Verlauf des Zusammenstosses auf einzelnen Abschnitten er-lo mittelt werden. Bei der Druckbestimmung im Reifen 2 werden von der gesamten Kontaktdauer Kontaktzeitabschnitte abgezogen, die die physikalischen Eigenschaften des Kordes charakterisieren.

Beim Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes i5 eines Luftreifens werden zusätzliche Informationen über die Art der Änderung der Beschleunigung des frei hängenden Körpers bei dessen Zusammenstoss mit dem Reifen auf den einzelnen Abschnitten des Zusammenstosses neben der Kontaktdauer des frei hängenden Körpers mit dem Reifen ausgenutzt, wobei 20 die endgültige Einschätzung des technischen Zustandes des Luftreifens nach dem Vergleich der Kontaktdauer des Körpers mit dem Reifen und des Beschleunigungsverlaufes auf einzelnen Abschnitten mit entsprechenden vorhin festgelegten Normalabhängigkeiten vorgenommen wird. Dies gestattet es, die Genau-25 igkeit der Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens zu erhöhen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

670 510 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens, darin bestehen, dass dem Kord des Luftreifens ein Schlag mit einem frei hängenden Körper (1) vorgegebener Masse versetzt, der Stossparameter gemessen, dieser Parameter mit einem entsprechenden Vergleichsparameter verglichen und nach den Ergebnissen des Vergleiches die Steifigkeit des Luftreifens (2) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass gegen die Seitenfläche des Kordes des Luftreifens (2) geschlagen und als Stossparameter die Kontaktdauer des frei hängenden Körpers (1) mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens (2) ausgenutzt wird.

2. Verfahren zur Bestimmung des technischen Zustandes eines Luftreifens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Messung der Kontaktdauer des frei hängenden Körpers (1) mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens (2) die Beschleunigung dieses Körpers (1) während der Dauer seines Kontaktes mit der Seitenfläche des Kordes des Luftreifens (2) gemessen, dieser Parameter mit einem entsprechenden Vergleichsparameter verglichen und nach dem Ergebnis des Vergleiches die Steifigkeit des Kordes und der Innendruck des Luftreifens (2) zusätzlich ermittelt werden.