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Gerät zur Anzeige des Innendruckes und der Belastung von Fahrzeugreifen
Es ist für das Messen des Innendruckes und der Belastung von Fahrzeugreifen bereits
vorgeschlagen worden, die elastischen Deformationen in der Walkzone des Reifens
mit einem die Anzeigevorrichtung eines Meß gerätes verstellenden Schieber abzutasten,
während das Gerät mit zwei die deformierte Zone des Reifens umfassenden Armen gegen
die Außenwand des Reifens abgestützt wird.
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Es hat sich gezeigt, daß die Genauigkeit der Messung wesentlich davon
abhängt, daß die beiden Arme des Gerätes stets gegen dieselben, die jeweilige Deformation
begrenzenden Zonen der Reifenwand angelegt werden.
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Beim Messen wird zuerst der obere Arm B (Fig. 1) des Gerätes, um
dieser Bedingung zu genügen, gegen ein und denselben Punkt M knapp unterhalb der
Felge F gegen den Reifen angelegt. Dann wird das Gerät aus der strichpunktierten
Stellung um diesen Punkt M in der Pfeilrichtung verschwenkt, bis der untere Arm
C, dessen Ende einen Kreisbogen mit M als Mittelpunkt beschreibt, gegen die Reifenwand
in der zur Fahrbahn R nahen Zone bei N anliegt. Fig. 1 veranschaulicht den Meßvorgang
bei unbelasteten Reifen.
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Wird der Reifen belastet und seine Wandung in entsprechendem Ausmaß
deformiert, wie dies Fig. 2 zeigt, so sinkt der Ansatzpunkt M für den oberen Arm
B des Gerätes gegen die Fahrbahn um eine Strecke n ab, die mit der Deformation des
Reifens stetig zunimmt.
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Stützt man das Gerät nunmehr bei belasteten Reifen mit dem oberen
Arm B im gleichen, aber tieferliegenden Ansatzpunkt M ab und verschwenkt es dann,
so kommt der untere Arm C in einem tiefergelegenen Punkt gegen die Reifenwandung
zum Anliegen und stößt schließlich bei sehr großen Deformationen gegen den Boden
der Fahrbahn, so daß ein Messen nicht mehr möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für ein genaues
Messen des Reifenzustandes wesentlich ist, die beiden Arme B, C gegen solche Punkte
der Reifenwandung anzulegen, die unabhängig vom Ausmaß der abzutastenden Deformationen
stets denselben Abstand c bzw. k (Fig. 3, 4) von der Mittelachse x, y des Reifens
beibehalten. Für den oberen Arm ist dieser Bedingung, wie schon erwähnt, Genüge
geleistet, wenn er immer knapp unterhalb der Felge F im Punkt M angelegt wird, der
ja seinen Abstand c bei allen Deformationen des Reifens beibehält.
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Für den unteren Arm C wird dieser Bedingung dann entsprochen, wenn
er stets gegen denselben Punkt N in derjenigen Zone angelegt wird, wo die verhältnismäßig
dünne Flanke des Reifens in die massive Laufdecke übergeht.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Armen
B und C ein schmiegsames, aber undehnbares Band T (Fig. 3, 4) gespannt ist, das
sich beim Messen gegen die deformierte Reifenzone anlegt und den unteren, gelenkig
und verschiebbar angeordneten Arm C so verstellt, daß er stets gegen dieselbe Zone
N der Reifenwand zur Anlage kommt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das innere Ende des Armes
C mit einer im Gehäuse gelagerten Kurbel 8 gelenkig verbunden. Dabei kann der Arm
C in der Bohrung einer Rolle 9 zugleich gelenkig und verschiebbar geführt sein.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich beim Anlegen des Bandes T gegen die
Walkzone der äußere Endpunkt des unteren Armes C auf einer annähernd vertikalen
Geraden bewegt.
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Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. 5 bis 10 zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Die Fig. 5 bis 8 stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar,
und zwar zeigt Fig. 5 das Meßgerät in Draufsicht bei abgehobenem Deckel; Fig. 6
zeigt eine Ansicht des Gerätes in der Richtung des Pfeiles A in Fig. 5; Fig. 7 zeigt
die Draufsicht auf das geschlossene Gerät; Fig. 8 erläutert die Verwendung des Gerätes;
Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Meßgerätes in Draufsicht bei abgehobenem
Deckel,
Fig. 10 eine Ansicht, teilweise geschnitten nach der strichpunktierten
Linie 10-10 in Fig. 9 gesehen, in der Richtung des Pfeiles P in Fig. 9.
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In den Fig. 5 bis 8 bezeichnet 1 das Gehäuse des Meßgerätes, 2 den
Deckel, 3 die Tastplatte des Schiebers 4, der bei 4 a und 4b im Gehäuse geführt
ist. Mit 5 ist ein Bolzen bezeichnet, der mit dem oberen Anlegearm B verschraubt
ist, der mit seinen gegabelten Enden das Lager für die Achse M bildet.
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An dieser Achse ist mittels der Wippe W das eine Ende eines schmiegsamen,
aber nicht dehnbaren Bandes T, z. B. aus Stahl, eingehängt. Die Gabel des Anlegearmes
B ist so breit gehalten, daß sie beim Anlegen gegen die Reifenwandung knapp unter
der Felge F (Fig. 8, Punkt JI) eine gute Auflage bietet und gewährleistet, daß das
anschließende Verschwenken des Gerätes bis zum Anliegen des unteren Armes C gegen
die Reifenwandung (Fig. 8, Punkt N) in einer vertikalen Ebene vor sich geht.
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Das andere Ende des Tastbandes ist an der Achse N befestigt, die
ihrerseits im gegabelten Ende des unteren Anlegearmes C gelagert ist. Der Arm C
ist mit dem Bolzen 6 verschraubt und zusammen mit ihm in der Bohrung 9 a einer Rolle
9 gelenkig gelagert und verschiebbar geführt, die mittels des Zapfens 10 im Gehäuse
drehbar gelagert ist. Am inneren Ende ist der Bolzen 6 bei 6u mit der Kurbel 8 gelenkig
verbnnden, die mittels des Bolzens D im Gehäuse drehbar gelagert ist. Mit T' ist
eine vorgespannte Schraubenfeder bezeichnet, die mit einem Ende bei a im Gehäuse
fixiert ist und mit dem anderen abgewickelten Ende b gegen den Bügel 8 anliegt.
Das Drehmoment dieser vorgespannten Feder sucht den Bügel und den mit ihm gelenkig
verbundenen Anlegearm C im Sinne des Pfeiles p (Fig. 5) zu verdrehen, so daß das
Band T ständig gespannt bleibt.
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Mit dem rechten Ende des Schiebers 4 ist bei s der Spannbügel 18
verschraubt, der den Hub der Tastplatte 3 mittels des Zugseiles 25 auf die Seilrolle
12 überträgt, die ihrerseits mit großer Übersetzung den Zeiger 20 des Meßgerätes
betätigt. Damit der Zeiger 20 zwecks bequemer Ablesung in der jeweiligen Anzeigestellung
fixiert bleibt, ist der Schieber 4 mit einem Klemmgesperre versehen. Dieses besteht
aus einem bei 7a gelagerten, schwenkbaren U-förmigen Bügel 7, von dem ein Schenkel
in eine Rille des Schiebers 4 eingreift und die Bewegung des Schiebers 4 in der
Richtung zum Reifen durch Klemmung sperrt, während der zweite Schenkel mit einem
außerhalb des Gehäuses 1 vorgesehenen Knopf 22 verbunden ist, durch dessen Betätigung
(Verschiebung) die Klemmung aufgehoben wird. Eine bei 26a gelagerte Feder 19 sucht
mit einem Schenkel den Schieber 4 ständig in seine Ausgangslage zu drücken, während
der zweite Schenkel 19a gegen den An-,atz 7 b des Klemmbügels 7 im Sinne einer ständigen
Aufrechterhaltung der Klemmwirkung drückt.
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Um den Drehpunkt 26a ist ein Schneckenrad 26 gegelagert, das mit
der Schnecke 11 a im Eingriff steht, die von dem beidseits aus dem Gehäuse ragenden,
am Umfang geriffelten Stellrad 11 von Hand aus betätigt werden kann. Mit dem Schneckenrad
26 ist eine außerhalb des Gehäuses sichtbare Scheibe E (Fig. 7) gekuppelt, an der
die Stellung des justierbaren Armes B zu einer festen Marke m abgelesen werden kann,
und zwar durch folgende Einrichtung: Der den Arm B tragende Bolzen 5 ist bei 5 a
und 5b gelagert, bei 5 c gegen Verdrehung gesichert, geht koaxial durch die Schnecke
11 a und weist ein Bolzengewinde 5d auf, das mit einem Muttergewinde in der Schnecke
11
a im Eingriff steht. Wird das Stellrad 11 gedreht, so wird durch das Gewinde 5 d
der Arm B vom oder zum Gerät verstellt, während gleichzeitig durch die Schnecke
26 auf der Skala der Scheibe E der Grad dieser Verstellung abgelesen werden kann.
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Der Zeiger 20 spielt über einer Skala S, deren Te?-lunge die Deformationen
des Reifens in Millimetern anzeigt, während die im Reifen auftretenden Drücke auf
den konzentrischen Kreisbogen Y abgelesen werden.
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Die Kreisbogen Z, welche die Druckkreisbogen 1 schneiden, geben auf
der Skala die Belastung in Kilogramm an.
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Die Farbfelder Ge (gelb) Gr (grün) und Ro (rot) geben unter Berücksichtigung
der Drucklinien Z die Geschwindigkeitsgrenze für das Fahrzeug an.
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Das Gerät ist bei montiertem Tastband von bestimmter Länge auf einen
Reifentyp beschränkt. Verschiedene Ausführungen eines Reifentyps werden durch die
Justierung des Tastbügels B berücksichtigt.
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Das Gerät kann durch das Auswechseln von Tastband und Ableseskala
für jeden Reifentyp verwendet werden.
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Bei Gebrauch des Gerätes wird vorerst in einer nicht deformierten
Zone der obere Arm B zwischen Felgenhorn und Reifen angelegt und dann das Gerät
gegen den Reifen gedrückt, bis auch der untere Arm (t und das Tastband T gegen die
Reifenwand anliegen.
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Nun wird mittels des Stellrades 11 der Arm B so verstellt, daß die
Tastplatte 3 am Tastband T Fühlung nimmt und dabei den Zeiger 20 über die Seilrolle
12 auf die Stellung 0 der Skala S einstellt. Bei dieser Einstellung wird über das
Schneclienrad 26 die Skalenscheibe E verdreht und der Einstellwert des Gerätes für
diesen Reifen an einer Marke i;t ersichtlich.
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Das Gerät für die Belastungszone dieses Reifens ist meßbereit.
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Durch die Nulleinstellvorrichtung können Verschiedenheiten des Reifenprofils
am aufgepumpten Reifen außerhalb der deformierten Zone desselben gemessen werden.
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Ebenso können innere Reifenschäden, wie Cordverletzungen, die an
der Außenwand nicht direkt sichtbar sind, jedoch leichte Beulen entstehen lassen.
durch die Nulleinstellung festgestellt werden.
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Es ergeben demnach verschiedene Reifen eines Typs verschiedene Nulleinstellungen,
die auf der Skala E festgehalten sind.
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Belastung oder Luftdruck eines Reifens können erst zuverläßlich festgestellt
werden, wenn für diesen Reifen die zugehörige Nulleinstellung durch das Stellrad
11 erfolgt ist.
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Beim Messen von Belastung oder Luftdruck wird wieder zuerst der obere
Arm B (Fig. 8) gegen den Punkt M knapp unterhalb der Felge angelegt. Dann wird das
Gerät gegen den Reifen verschwenkt, bis auch der untere Arm C und das Tastband T
satt gegen die deformierte Reifenflanke anliegen. Dabei hat entsprechend der Deformation
des Reifens die Tastplatte 3 mittels des Schiebers 4 den Zeiger 20 verstellt, der
in derAnzeigestellung durch das Klemmgesperre 7 arretiert wird. Das Gerät kann vom
Reifen abgenommen und der Meßwert bequem festgestellt werden. Durch Verschieben
des Knopfes 22 wird das Gerät wieder in Nullstellung gebracht.
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Die Messung des Reifendruckes geschieht normal bei Leerlast des Fahrzeuges,
die ebenso wie ihre Verteilung auf die Achsen bei jedem Fahrzeug bekannt ist.
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Die jeweilige Belastung des Reifens wird durch die Stellung des Zeigers
20 an den Belastungskurven Z
unter Berücksichtigung der kreisbogenförmigen
Drucklinie Y des bei Leerlast festgestellten Druckes abgelesen.
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Die zulässige Gechwindigkeit für das Fahrzeug ergibt sich grob durch
die Zeigerstellung im entsprechenden Farbfeld Ge, Gr bzw. Ro der Skala unter Bedachtnahme
auf den im Reifen vorhandenen Druck.
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Das Tastbild kann bei entsprechender Länge über Rollen laufen, so
daß es durch Vermittlung einer Verstellvorrichtung mit abgestuften, zwischen den
beiden Armen des Gerätes wirksamen Längen für verschiedene Reifentypen (Reifengrößen)
Verwendung finden kann, ohne daß man das Band und die Anlegearme auswechseln muß.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 9 und 10 entfällt die Anordnung
eines besonderen, zwischen den Armen des Gerätes angeordneten Schiebers für die
Betätigung der Anzeigevorrichtung, die bei dieser Anordnung vom unteren Arm C betätigt
wird, wenn das Tastband T beim Anlegen des Gerätes gegen die deformierte Zone des
Reifens zum Punkt N gelangt.
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Der Arm C ist wie bei den Fig. 5 bis 8 am Gehäuse 1 des Gerätes mittels
des Bolzens 6 in der Bohrung9 der Gelenkrolle 9 gelenkig gelagert und verschiebbar
geführt. Am inneren Ende ist der Bolzen 6 bei 6 a mit der Kurbel 8 gelenkig verbunden.
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Die Kurbel 8 sitzt fest auf dem Zapfen D, der im Gleitstück 36 gelagert
ist. Mit 40 ist ein auf dem Zapfen D fest angeordnetes Zahnrad bezeichnet, das im
Eingriff mit dem Zahnrad 41 steht, das gleichfalls im Gleitstück 36 zusammen mit
der Rolle 42 durch Vermittlung eines Zapfens 43 drehbar gelagert ist.
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Auf der Welle 50 des Zeigers 51 sitzt drehbar gelagert die Rolle
52 für das feine Stahlseil 53, dessen unteres Ende an der Rolle 42 befestigt ist.
Die Rolle 52 steht unter der Wirkung einer nicht dargestellten Schraubenfeder, welche
die Rolle ständig im Sinne des Pfeiles p zu drehen sucht.
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Mit der Rolle 52 ist eine Scheibe 54 fest verbunden, die einen Zapfen
55 trägt, der den Zeiger 51 in Richtung des Pfeiles p verstellt, wenn das Gerät
gegen die deformierte Reifenzone angelegt wird.
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Die Zeigerwelle 50 wird ständig durch die Friktionsscheibe 56 gebremst,
so daß der Zeiger 51 in jeder Anzeigestellung so lange verbleibt, bis er mittels
eines Knopfes 57 gegen die Wirkung der Friktionsscheibe 56 in die Nullstellung zurückgeführt
wird.
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Um die Bahn, in weicher der untere Arm C verstellt wird, ändern zu
können, kann man das Gleitstück 36 samt dem Drehzapfen D der Kurbel 8 durch eine
Schraube 44 verstellen, deren gegen axiale Verschiebung gesicherte Mutter 45 von
Hand aus betätigt wird.
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Das Meßgerät gemäß der Erfindung macht es möglich, auch unmittelbar,
d. h. in linearem Maßstab, die Deformationen zu messen, welche die Reifenwand unter
dem Einfluß des Innendruckes und der Belastung erfährt. Sie sind auf einer besonderen
Skala X in Millimetern (Fig. 7) abzulesen.
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Dabei hat man es in der Hand, durch Änderungen der wirksamen Längen
des unteren Armes C und/oder der Kurbel 8 sowie durch Verstellen des Kurbeldrehpunktes
D die Bahn zu beeinflussen, in welcher beim Anlegen des Gerätes der untere Arm C
desselben gesteuert wird.
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PATENTANSPRt;CHE 1. Gerät zur Anzeige der relativen Änderung des
Innendruckes und der Belastung von Fahrzeugreifen mit aus dem Gerätegehäuse herausragenden
Armen, die sich gegen das Reifenprofil abstützen, dessen deformierte Walkzone abtasten
und dabei in einem von der jeweiligen Deformation abhängigen Ausmaß die Anzeigevorrichtung
des Gerätes betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den außerhalb der deformieten
Walkzone angreifenden Abstützarmen ein schmiegsames, aber undehnbares Band gespannt
ist, das sich beim Messen gegen die deformierte Reifenzone anlegt und den unteren,
gelenkig und verschiebbar angeordneten Abstützarm so verstellt, daß er stets gegen
dieselbe Zone der Reifenwand zur Anlage kommt.