DE102007051478A1

DE102007051478A1 - Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102007051478A1
Application number: DE200710051478
Authority: DE
Inventors: Martin Kuhn; Oliver Schürmann; Axel Neumann
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2007-10-27
Filing date: 2007-10-27
Publication date: 2009-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen. Um ein Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem der Fahrzeugreifen objektiv und zerstörungsfrei untersucht wird, wird folgendes Verfahren vorgeschlagen: - Aufziehen eines Fahrzeugreifens auf eine Fahrzeugfelge und den Fahrzeugreifen mit einem herkömmlichen Reifen-Innendruck beaufschlagen, - mechanische Anregung des Fahrzeugreifens mit einem Anregungsmittel, - Aufnahme des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals (3, 5) auf die mechanische Anregung mit einem Sensor, - Auswertung des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals (3, 5) und - Beurteilung der Karkassausspannung anhand des Kurvenverlaufes (3, 5) des Antwortsignals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen.
Die Karkassausspannung bei Fahrzeugreifen ist physikalisch die Spannung der Karkassfäden in der Seitenwand eines Reifens im unbelasteten und belasteten Zustand. Das Maß der Karkassausspannung ist insbesondere für die Qualitätsbeurteilung des Fahrzeugreifens entscheidend. Bei einer herkömmlichen Methode die Karkassausspannung von Fahrzeugreifen zu untersuchen, werden von den entsprechenden Reifen laterale Abschnitte hergestellt. Der Fahrzeugreifen wird dabei in laterale Abschnitte zerschnitten. Anschließend wird die Schnittoberfläche der Fahrzeugreifen untersucht und dabei der Verlauf der Festigkeitsträger in der Seitenwand subjektiv beurteilt. Ein wesentlicher Nachteil bei dieser Methode ist, dass die entsprechenden Reifen irreversibel zerstört werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem der Fahrzeugreifen objektiv und zerstörungsfrei untersucht wird.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 dadurch, dass ein Verfahren mit folgenden Schritten eingesetzt wird:

– Aufziehen eines Fahrzeugreifens auf eine Fahrzeugfelge und den Fahrzeugreifen mit einem herkömmlichen Reifen-Innendruck beaufschlagen,
– mechanische Anregung des Fahrzeugreifens mit einem Anregungsmittel,
– Aufnahme des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals auf die mechanische Anregung mit einem Sensor,
– Auswertung des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals und
– Beurteilung der Karkassausspannung anhand des Kurvenverlaufes des Antwortsignals.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren mit einer zerstörungsfreien und objektiven Messung verbunden ist. Im Gegensatz zur herkömmlichen Messmethode, bei der der Fahrzeugreifen in laterale Abschnitte zerschnitten wird, werden die Fahrzeugreifen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht beschädigt. Des weiteren ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach und schnell durchführbar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Beurteilung der Karkassausspannung die Frequenz der ersten Verikal-Mode des Anwortsignals zu Grunde gelegt wird. Die erste Vertikal-Mode ist eine periodische radiale Verformung des Reifens. Sie zeichnet sich durch einen relativ großen Amplitudenausschlag aus, wodurch sich diese Amplitude gut auswerten lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass über die Beurteilung der Karkassausspannung eine Aussage zu fahrdynamischen egenschaften des Fahrzeugreifens getroffen werden können. Fahrdynamikeigenschaften betreffen unter anderem die Eigenschaften eines Fahrzeugreifens bei Kurvenfahrten. Die Karkassausspannung hat einen direkten Einfluss auf diese Fahrdynamikeigenschaften, die bei einer herkömmlichen Methode über aufwendige Versuche ermittelt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mechanische Anregung mit einem hammerähnlichen Anregungsmittel erfolgt, der bei der mechanischen Anregung auf die Lauffläche des Fahrzeugreifens geschlagen wird. Auf diese Weise wird der Fahrzeugreifen mit einem einfachen Mittel mechanisch angeregt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mechanische Anregung mit einem Schwingerreger („Shaker") als Anregungsmittel erfolgt, der zur mechanischen Anregung an der Lauffläche des Fahrzeugreifens befestigt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anregungsmittel mit einem Kraftsensor versehen ist. Mit dem Kraftsensor wird auf einfache Weise ermittelt, mit welcher Kraft das Anregungsmittel auf den Fahrzeugreifen auftrifft. Anschließend lassen sich die Auswertungskurven in den Diagrammen auf einen bestimmten Kraftwert normieren, um die jeweiligen Kurven (Frequency Response Function, „FRF") besser miteinander vergleichen zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor zur Aufnahme des Schwingungs-Signals an der Fahrzeugfelge angeordnet ist. Ein entsprechender Sensor lässt sich einfach an einer Fahrzeugfelge anbauen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor zur Aufnahme des Schwingungs-Signals an der Lauffläche des Reifens angeordnet ist. Ein entsprechender Sensor lässt sich einfach an einen Reifen anbauen.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
1 die Kurvenverläufe von mehreren Messversuchen
2 einen Ausschnitt der Kurvenverläufe aus der 1
Die 1 zeigt die Frequenzantwort von verschiedenen gemessenen Fahrzeugreifen. Auf der Abzisse ist die Frequenz in Herz aufgetragen. Auf der Ordinate ist der Quotient aus Beschleunigung und Kraft in {(m/s²)/Newton} aufgetragen. Der Wert der Kraft wird von dem Kraftsensor geliefert, der an dem mechanischen Anregungsmittel angeordnet ist. Der Fahrzeugreifen wird zunächst auf einer Messfelge (oder Fahrzeugfelge) aufgespannt, an der ein Beschleunigungssensor angeordnet ist. Anschließend wird der Fahrzeugreifen mit einem hammerähnlichen Anregungsmittel mechanisch angeregt, indem das Anregungsmittel auf die Lauffläche geschlagen wird. Ein entsprechendes Antwortsignal wird über den Beschleunigungssensor an der Messfelge aufgenommen. Die 1 zeigt mehrere Kurvenverläufe von unterschiedlichen Fahrzeugreifen. Die Bezugsziffer 1 zeigt den Kurvenausschlag der ersten Vertikal-Mode, die für die Bewertung der Karkassausspannung herangezogen wird. Die Bezugsziffer 2 zeigt den Kurvenausschlag der zweiten Vertikal-Mode.
Die 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Kurvenverlaufes von 1. Es ist ein vergrößerter Ausschnitt des Kurvenverlaufs der ersten Vertikal-Mode dargestellt. Die Figur bzw. das Diagramm zeigt 5 unterschiedliche Kurvenverläufe. Beispielsweise hat die Kurve 3 ihr Maximum in etwa an der Stelle 4, zwischen 53 und 54 Hertz. Jedem Kurvenverlauf ist ein bestimmter Fahrzeugreifen zugeordnet, wobei sich die Fahrzeugreifen durch eine unterschiedliche Karkassausspannung auszeichnen. Die Kurve 5 zeigt beispielsweise das Antwortsignal eines Fahrzeugreifens mit einer hohen Karkassausspannung. Das Amplitudenmaximum liegt bei diesem Kurvensignal in etwa bei 57 Herz. Der Fahrzeugreifen mit dem Antwortsignal der Kurve 3 besitzt hingegen eine weniger straffe Karkassausspannung. Die Kurvenverläufe zeigen, dass mit stärker angespannter Karkassausspannung der Frequenzwert der maximalen Amplitude steigt. Für die Untersuchung wurden im Wesentlichen baugleiche Fahrzeugreifen miteinander verglichen. Die Karkassausspannung der Fahrzeugreifen wurde dadurch variiert, dass das Kernsetzabstandsmaß, welches den Abstand zwischen den Reifenkernen auf der Reifenaufbautrommel wiedergibt, variiert wurde.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich somit auf einfache Weise bei vergleichbaren Fahrzeugreifen ermitteln, welche Fahrzeugreifen eine niedrige und welche eine hohe Karkassausspannung besitzen.

1: erste Vertikal-Mode
2: zweite Vertikal-Mode
3: Kurve 3
4: Maximum der Kurve 3
5: Kurve 5

Claims

Verfahren zur Messung der Karkassausspannung von Fahrzeugreifen mit folgenden Schritten: – Aufziehen eines Fahrzeugreifens auf eine Fahrzeugfelge und den Fahrzeugreifen mit einem herkömmlichen Reifen-Innendruck beaufschlagen, – mechanische Anregung des Fahrzeugreifens mit einem Anregungsmittel, – Aufnahme des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals (3, 5) auf die mechanische Anregung mit einem Sensor, – Auswertung des akustischen oder Schwingungs-Antwortsignals (3, 5) und – Beurteilung der Karkassausspannung anhand des Kurvenverlaufes (3, 5) des Antwortsignals.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beurteilung der Karkassausspannung die Frequenz der ersten Vertikal-Mode (1) des Anwortsignals zu Grunde gelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beurteilung der Karkassausspannung die Frequenz der zweiten Vertikal-Mode des Anwortsignals zu Grunde gelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Beurteilung der Karkassausspannung eine Aussage zu Fahrdynamikeigenschaften, Schräglaufsteifigkeit und Haltbarkeit des Fahrzeugreifens getroffen werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Anregung mit einem hammerähnlichen Anregungsmittel erfolgt, der bei der mechanischen Anregung auf die Lauffläche des Fahrzeugreifens geschlagen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Anregung mit einem Schwingerreger (Shaker) erfolgt, der zur mechanischen Anregung an der Lauffläche des Fahrzeugreifens befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Anregung mit einem Hydropulser erfolgt, der zur mechanischen Anregung an der Lauffläche des Fahrzeugreifens befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungsmittel mit einem Kraftsensor versehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Aufnahme des Schwingungs-Signals an der Fahrzeugfelge angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Aufnahme des Schwingungs-Signals am Reifen angeordnet ist.