DE1203982B - Geraet zur Messung der Seitenfuehrungskraft oder des Rueckstellmomentes oder von beiden an rotierenden Luftreifen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIl

Deutsche Kl.: 42 k - 7/05

Nummer: 1 203 982

Aktenzeichen: D 34009IX b/42 k

Anmeldetag: 12. August 1960

Auslegetag: 28. Oktober 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung der Seitenführungskraft oder des Rückstellmomentes oder von beiden an rotierenden Luftreifen aus einer drehbar gelagerten Lauftrommel und einem die Trommel berührenden Versuchsrad, wobei die Seitenführungskraft oder das Rückstellmoment durch Verstellung der Trommel gemessen wird.

Es ist bekannt, daß bei der Verdrehung eines belasteten rotierenden Luftreifens um einen gewissen Winkel die durch den Umfang des ungestörten Reifens verlaufende Symmetrieebene durch den Teil der Lauffläche, die den Boden berührt, aus ihrer Richtung gebracht wird, was das Auftreten einer Seitenführungskraft zwischen dem Reifen und dem Boden zur Folge hat. Gleichzeitig versucht der Reifen wegen seiner Elastizität, den gestörten Teil der Lauffläche in die ungestörte Lage zurückzuführen, was bei Beibehaltung des Verdrehungswinkels das Auftreten eines Rückstellmomentes zur Folge hat. Man sollte nun erwarten, daß bei einem vertikal belasteten und vertikal angeordneten Reifen, der unter Bedingungen läuft, bei denen kein Verdrehungswinkel auftritt, auch keine Seitenführangskraft oder kein Rückstellmoment erzeugt wird.

Es wurde jedoch gefunden, daß bei bekannten Reifenkonstruktionen mit steifen Protektoreinlagen, z. B. aus übereinandergeschichteten Lagen von parallelen Stahlkordfäden, bei denen sich der Kord in einer Lage mit dem Kord in der anderen Lage oder den anderen Lagen kreuzt, trotzdem eine Restseitenführungskraft und ein Rückstellmoment auftritt, wenn solche Reifen vertikal montiert und vertikal belastet werden und längs einer Geraden parallel zur Symmetrieebene des Reifens, die durch den Umfang verläuft, auf ebenem Boden rollen.

Gemäß der Erfindung wird ein Gerät für die beschriebene Aufgabe in Vorschlag gebracht, wobei die Trommel in einer Wiege mit einer Öffnung zum Teildurchgriff der Trommelumfangfläche drehbar gelagert und unverrückbar in einer axialen Lage relativ zu der Wiege gehalten ist, die innerhalb eines Maschinenrahmens mittels mit Dehnungsmeßstreifen versehenen Federgliedern aufgehängt ist, wobei für die Dehnungsmeßstreifen ein solches Material gewählt wird, das eine elektrische Auswertbarkeit der Dehnung der Streifen zuläßt. Die Dehnung gibt ein Maß für die Seitenführungskraft bzw. das Rückstellmoment an.

Es sind bereits Geräte zur Messung der Seitenführungskraft, des Rückstellmomentes oder von beiden bekanntgeworden, die aus einer Lauftrommel und einer Vorrichtung zur drehbaren Lagerung Gerät zur Messung der Seitenführungskraft oder des Rückstellmomentes oder von beiden an rotierenden Luftreifen

Anmelder:

Dunlop Rubber Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Rathmann

und Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwälte, Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Als Erfinder benannt:

Vernon Eric Gough,

Sutton Coldfield, Warwickshire; Clifford Ward Barson, Knowle, Solihull, Warwickshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 13. August 1959 (27 656) ·

eines auf einem Rad aufgezogenen Reifens bestehen, dessen Seitenführungskraft oder Rückstellmoment zu messen ist. Die Achse des Reifens ist dabei parallel zur Trommelachse angeordnet, und die Einrichtungen zur Messung der Seitenführungskraft bzw. des Rückstellmomentes sind entweder an der Trommel oder an dem Reifen vorgesehen.

Allen diesen bekannten Geräten ist der Nachteil gemeinsam, daß sie nicht empfindlich genug sind, um genaue Messungen zu liefern, da die zu messenden Kräfte bzw. Momente durch nur kleine Durchbiegungen des Reifens erkennbar werden.

Das Gerät nach der Erfindung ermöglicht auch die Messung geringster Abweichungen, da das Gerät ohne jeden Schlupf eine Durchbiegung des Reifens anzeigt. Dieses Erfordernis wird durch die Aufhängung der Trommel und der Wiege erfüllt, die ein einwandfreies Messen der Seitenführungskraft und/ oder des Rückstellmomentes zulassen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Trommel und der Aufhängung,

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Fig. 2 einen Achsenschnitt der Trommel und eines Teiles der Wiege,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1 mit Einzelheiten der Teile der Aufhängung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Differentialschraube, die an einem vertikalen Federglied befestigt ist,

Fig. 5 einen perspektivisch gezeichneten Ausschnitt der Oberseite der Trommelwiege und des Maschinenrahmens,

Fig. 6 eine Draufsicht eines horizontalen Federgliedes und der damit verbundenen Spannvorrichtung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Reifenprüfmaschine und des dazu gehörenden Zuführungskopfes,

Fig. 8 einen Seitenschnitt des Gerätes zur Lagerung und Drehung eines Reifens,

Fig. 9 einen Querschnitt eines Teilstückes nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht des Reifenzuführangskopfes mit zwei Rädern in entsprechender Stellung auf dem Drehkopf,

Fig. 11 bis 14 Blockschaltbilder der elektronischen Teile der Reifenprüfmaschine,

Fig. 15 und 16 perspektivische Ansichten von Teilen einer alternativ vorgeschlagenen Reifenprüfmaschine.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 14 dargestellt und soll im folgenden beschrieben werden.

Eine genau ausgewuchtete zylindrische Leichtmetalltrommel 1 ist frei drehbar in eine feste Leichtmetallwiege 2 mit einer Öffnung 3 eingebaut, damit ein Reifen mit seiner Lauffläche in Kontakt mit der Oberfläche der Trommel gebracht werden kann. Die Trommel 1 (vgl. Fig. 2) ist in der Wiege2 mittels einer horizontalen Achse 4 gelagert, welche in Rollenlagern 5 und 6 läuft und mittels eines Doppelachslagers 7 in einer festen axialen Stellung relativ zur Wiege gehalten wird. Die Lager 5 und 6 haben glatte zylindrische Außenlaufflächen, damit der gesamte axiale Druck von dem Lager 7 aufgenommen wird, wodurch die freie Drehbarkeit in den Lagern 5 und 6 gewährleistet und axiales Spiel ausgeschaltet wird. Die Trommel 1 ist axial mit dem Lager 7 mittels einer Hülse 8, einer Mutter 9 und einer Gegenmutter 10 verbunden, wobei die Schrauben 9 und 10 auf eine Verlängerung 11 der Trommelachse 4 aufgeschraubt sind.

Die Wiege 2 ist mittels folgender Vorrichtungen, die in der Fig. 1 angedeutet sind, innerhalb des Maschinenrahmens aufgehängt.

Vier vertikal angeordnete Federglieder 13, 14, 15 und 16 sind mit ihren einen Enden an den vier Bodenecken der Wiege 2 und mit den anderen Enden am Maschinenrahmen 12 befestigt. Die Glieder 13 bis 16 werden mittels Vorrichtungen, die noch beschrieben werden, in ihrer Länge so abgeglichen, daß die Trommelachse waagerecht liegt und sich in einer bestimmten Höhe relativ zum Maschinenrahmen befindet. Laterale Bewegungen der Wiege 2 und Drehungen um eine vertikale Achse werden verhindert durch vier horizontale Federglieder 17, 18, 19 und 20, mittels derer die Wiege mit dem Maschinenrahmen 12 verbunden ist und welche so angeordnet sind, daß ihre Wirkungslinien (strichpunktierte Linien in F i g. 1) ein Quadrat bilden, das auf der Trommel 1 den Mittelpunkt der Fläche symmetrisch einschließt, die ein Reifen während der Prüfung berührt, wobei eine Diagonale des erwähnten Quadrats in der vertikalen Ebene liegt, die durch die Trommelachse geht.

Die vertikalen Federglieder 13 bis 16 sind sämtlich identisch, weswegen nur das Glied 13 beschrieben werden soll (vgl. F i g. 3). Das Glied 13 besteht aus zwei Stäben 21 und 22 mit gabelförmigen Enden,

ίο die mittels eines Ringes 23 miteinander verbunden sind. Dieser Ring 23 hat Ösen 24 und 25, welche mittels Zapfen mit den Enden der Stäbe verbunden sind. Das Federglied 22 ist an seinem unteren Ende mit einer an der Wiege befestigten Öse 26 verzapft, und das Federglied 21 ist an seinem oberen Ende mit einer Öse 27 verzapft, die an einen Hohlzylinder 28 angesetzt ist, welcher ein Teil des Differentialschraubenmechanismus 29 bildet. Die Zapfen, die die Stäbe 21 und 22 mit dem Rahmen 12 und der Wiege 2 verbinden, stehen im rechten Winkel zu den Zapfen, die die Stäbe 21 und 22 mit dem Ring 23 verbinden, damit die Wiege in allen Richtungen frei schwingen kann. Der Ring 23 ist mit Dehnungsmeßstreifen aus elektrischem Widerstandsdraht versehen, die zur Messung der Spannung dienen, die durch Aufbringung einer Vertikallast auf die Trommel 1 im Glied 13 entstehen.

Der Differentialschraubenmechanismus 29 (vgl. Fig. 4) besteht aus einer Buchse30, die in einem Loch 31 im Maschinenrahmen 12 befestigt ist, und hat ein hohles zylindrisches Stück 32, das sich vom Rahmen 12 weg nach oben erstreckt. Ein zylindrischer Stab 33, der sich in der Buchse 30 in axialer Richtung verschieben und drehen läßt, ist mit seinem oberen Ende an einer Scheibe 34 befestigt, die mittels Schrauben 34 a an einer Hülse 35 angebracht ist. Diese Hülse 34 hat ein Innengewinde, das in ein Außengewinde 32 a des Teiles 32 eingreift. In der Hülse 35 befindet sich eine Madenschraube 36, mit der die Hülse auf der Buchse 30 befestigt ist. Das untere Ende des Stabes 33 trägt ein Außengewinde, das in ein Innengewinde 28 a im Hohlschaft 28 eingreift. Die Schraubengewinde 28 α und 32 a haben den gleichen Drehsinn, aber geringfügig verschiedene Steigungen. Dies hat zur Folge, daß bei Drehung der Hülse 35 die beiden Gewinde gegeneinander arbeiten, indem das eine versucht, das Glied 21 zu senken, während das andere versucht, es anzuheben. Die Wirkung dieser Anordnung ist äquivalent der Wirkung einiger einzigen Stellschraube mit Feinstgewinde und ermöglicht so die sehr genaue Nivellierung und Höhenverstellung der Wiege. Nach Entfernung der Schrauben 34 a kann man die Scheibe 34 verdrehen, wodurch nur die Schraube 28 α betätigt wird. Dadurch lassen sich Grobeinstellungen vornehmen.

Die horizontalen Federglieder 17 bis 20 sind an jeder Seite einer Stahlplatte 37 angebracht, die an der Oberseite der Wiege 2 befestigt ist und einen Ausschnitt 38 hat, der mit dem Ausschnitt 3 übereinstimmt. Die Stahlplatte 37 (vgl. F i g. 5) dient zur Ausschaltung von Abstandsänderungen zwischen dem Gußeisenrahmen 12 und der Leichtmetallwiege 2, die von ungleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten herrühren und die Spannung in den horizontalen Federgliedern beeinflussen. Die Platte 37 ist mittels eines stramm sitzenden Bolzens 39 auf der Wiege befestigt und außerdem mittels zweier Bolzen 40 und 41, die durch ausgesparte Löcher in der Platte 37

gehen. Ein Anschlag 42, dessen Schaft die Gestalt einer Messerschneide hat, bildet ein Auflager für die Seite der Aussparung 43 in der Platte 37. Der Anschlag 42, der in der Fig. 5 im Querschnitt dargestellt ist, hat oberhalb der Platte 37 einen mit Gewinde versehenen Teil, der mit einer Mutter und einer Unterlagsscheibe versehen ist (nicht eingezeichnet), wodurch Vertikalbewegungen der Platte 37 verhindert werden. Ein Kolben 44 wird mittels einer Feder, die sich im Gehäuse 45 befindet, das an der Wiege befestigt ist, gegen einen Einschnitt 46 an der Ecke der Platte 37 gedrückt. Der Druck des Stempels 44 versucht, die Platte 37 in der horizontalen Ebene um den Bolzen 39 zu drehen, wodurch die Messerschneide des Anschlags 42 fest gegen die Seite des Loches 43 gepreßt wird. Der von dem Stempel 44 auf die Platte 37 ausgeübte Druck ist so groß gewählt, daß kein axialer Druck oder Drall, der während einer Reifenprüfung auf die Trommel wirkt, imstande ist, die Platte vom Anschlag 42 wegzubewegen, während thermische Ausdehnungen der Platte 37 relativ zur Wiege 2 jederzeit möglich sind.

Jede Ecke der Platte 37 ist mit einer Gabel 47 versehen, und die horizontalen Federglieder 17 bis 20 sind mittels Stiften48 (vgl. Fig. 6) mit den Gabeln drehbar verbunden. Die Wirkungslinien der horizontalen Federglieder sind so angeordnet, daß sie in einer Ebene liegen, die sich etwas unterhalb der Oberfläche der Trommel 1 befindet. Damit ist gesichert, daß die horizontalen Federelemente in derselben Ebene wirksam sind wie die Seitenführungskräfte, d. h. in einer Ebene, die sich etwa in der Mitte befindet zwischen der Horizontalebene, die die Oberseite der Trommel tangiert, und der Horizontalebene, die die Trommel in den Punkten schneidet, in denen der verformte Reifen die Kontaktfläche auf der Trommeloberseite verläßt. Die Federglieder 17 bis 20 sind miteinander identisch, und daher soll nur das Glied 17 beschrieben werden (vgl. Fig. 6).

Das Federglied 17 besteht aus einem Ring 49, der mit der Gabel 47 mittels des Stiftes 48 drehbar verbunden ist. Der Stift 48 geht durch eine öse 50, die an dem Ring befestigt ist. Der Ring 49 ist ebenfalls drehbar mit dem gegabelten Ende 51a eines Stabes 51 verbunden, und zwar mittels eines Stiftes 52, der durch eine Öse 53 geht, die an dem Ring befestigt ist. Der Ring 49 ist mit zwei Paar Dehnungsmeßstreifen mit elektrischem Widerstandsdraht versehen. Die Dehnungsmeßstreifen sind so auf dem Ring angeordnet, daß ein Streifen von jedem Paar unter Zugspannung und ein Streifen von jedem Paar unter Druckspannung steht, wenn der Ring verformt wird.

Der Stab 51 ist ein Teil der Vorrichtung 54, die zur Justierung der Spannung im Federglied 17 dient. (In jedem der anderen Glieder 18 bis 20 befinden sich Justiervorrichtungen, die mit der Vorrichtung 54 identisch sind.) Die Vorrichtung 54 besteht aus einem Block 55, der am Maschinenrahmen 12 befestigt ist, und einer Längsaussparung 56, in der sich der Stab 51 verschieben läßt. Der Stab 51 hat einen Querschlitz 57 mit Seitenflächen 58 und 59, und der Block 55 hat einen Querschlitz 60 mit Seitenflächen 61 und 62, wobei die Fläche 62 so bearbeitet ist, daß sie einen Winkel von 91° mit der Längsrichtung des Blockes bildet. Ein Keil 63 mit einer Fläche 64, die 1° nach der gegenüberliegenden Fläche 65 geneigt ist und welche gegen die Fläche 62 drückt, ist in den Schlitzen 57 und 60 transversal verschiebbar angeordnet, und zwar mittels der Schrauben 66 und 67, die in die mit einem Gewinde versehene Querbohrung 68 im Keil eingreifen.

Der Stab 51 ist längs des Blockes 55 frei verschiebbar, da der Keil 63 die Ecken des Schlitzes 57 nicht berührt. Das Ende 51 b des Stabes 51 kann unter Spannung gesetzt werden mittels einer Schraube 69, die in eine mit Innengewinde versehene Bohrung 70 eingreift, und über einen Stempel 71, der in einer

ίο Bohrung 72 verschiebbar ist, die Fläche 65 des Keiles unter Druck setzt. Die Schraube 69, die mit einer Kontermutter 73 arretiert werden kann, dient als Grobeinstellung für die Spannung im Federglied 17, während die Transversalbewegung des Keiles 63 die Feineinstellung liefert.

Die horizontalen Federglieder 17 bis 20 und die vertikalen Glieder 13 bis 16 werden mittels der Spannvorrichtung 54 und des Differentialschraubenmechanismus 29 so eingestellt, daß die Trommelachse und die obere Fläche der Wiege horizontal und in der richtigen Höhe zum Rahmen 12 stehen dergestalt, daß die Wirkungslinien der Glieder 17 bis 20 horizontal stehen. Die Spannungen in den Horizontalgliedern werden so eingestellt, daß die Wiege im Rahmen 12 zentriert ist und daß in jedem Federglied eine vorgegebene Spannung entsteht, die größer ist als jede andere Spannung, die während der Prüfung als Folge einer Seitenführungskraft oder eines Rückstellmoments entsteht.

Um zu vermeiden, daß während eines Reifenwechsels zufällig unzulässig hohe Spannungen auf die Federglieder aufgebracht werden, ist die Wiege 2 mit einem Paar Magnetklemmen 74 und 75 versehen, mit deren Hilfe man die Wiege an den Rahmen 12 klemmen kann, wenn gerade keine Messung im Gange ist. Die Klemmen 74 und 75 bestehen aus je einer Weicheisenscheibe 76, die an der Wiege 2 angebracht ist, und aus einer Klemmvorrichtung 77, die mit einem Permanentmagnet versehen ist und welche mit einem

Preßluftkolben und Zylinder 78 mechanisch betätigt wird, und zwar über eine Zahnstange 79 und ein Zahnrad 80 dergestalt, daß die Scheibe 76 entweder magnetisch festgehalten oder losgelassen wird.

Auf dem Oberteil des Maschinenrahmens 12 sind senkrechte Führungsschienen in einer solchen Lage befestigt, daß sie senkrecht zur Achse der Trommel 1 stehen (vgl. Fig. 7). Die Schienen81 und 82 sind mit V-förmigen Rillen zur Aufnahme entsprechender Profile (nicht eingezeichnet) an einem Schlitten 83

versehen, der innerhalb der Schienen läuft und so vertikal zwischen den Schienen 81 und 82 verschoben werden kann. Die oberen Enden der Schienen sind mit einer Traverse 84 verbunden, auf welche ein doppelt wirkender pneumatischer Zylinder und KoI-ben 85 montiert ist. Der Kolben ist mittels einer Verbindungsstange 86 mit dem Schlitten 83 verbunden. Am Schlitten 83 sind (nicht sichtbar) Gegengewichte befestigt, und zwar mittels Kabeln 87, die über Rollen 88 an der Traverse 84 laufen.

Parallel zur Achse der Trommel 1 befindet sich auf dem Schlitten 83 eine drehbar gelagerte Achse 89 (vgl. Fig. 9), die mit einer Nabe90 zur Aufnahme des Rades versehen ist, auf welchem sich der zu prüfende Reifen befindet. Die Achse 89 läßt sich in

6g axialer Richtung in einer Hülse 91 so verschieben, daß sie im Bedarfsfall aus der Hülse herausgeschoben werden kann, um ein Rad mit Prüfreifen von einem Zuführungskopf 92 (vgl. Fig. 7) aufzunehmen, das

sich gegenüber dem Maschinenrahmen 12 befindet. Die Achse kann auch in eine Axiallage zurückgebracht werden, die von der bedienenden Person der Maschine mittels noch zu beschreibender Vorrichtungen festgelegt werden kann. An dem der Nabe abgewandten Ende 89 a der Achse ist ein Kolben 93 befestigt. Der Kolben 93 ist in der Hülse 91 verschiebbar, und mittels Zuleitungen 94 und 95 läßt sich Druckluft auf das Innere der Hülse 91 geben, und zwar auf beide Seiten des Kolbens, wodurch dieser die Achse vor- oder zurückzieht. Die Hülse 91 ist mit einem konischen Sitz 96 versehen, in den ein vergrößerter, entsprechend geformter Teil 97 der Achse 89 anschließend an die Radnabe 90 einrasten kann, wodurch die Zurückziehung der Achse begrenzt wird. Auf diese Weise kann man ein Rad mit Reifen, das an der Nabe 90 befestigt ist, in die genaue Prüfstellung bringen. Die Hülse 91 ist in einer äußeren Hülse 91 α in Lagern 91 & drehbar, und die Hülsen 91 und 91a sind gemeinsam in axialer Richtung verschiebbar, und zwar mittels eines pneumatischen Zylinders und Kolbens 98 und eines Hebels 99 (vgl. F i g. 8) in verschiedene vorgegebene axiale Lagen zu einem später zu beschreibenden Zweck.

Ein Getriebe 100, eines von zwei schrägverzahnten Kegelradgetrieben, die in einem Getriebekasten 101 untergebracht sind, welcher an der Hülse 91 befestigt ist, ist antriebsmäßig mit der Achse 89 verbunden, und zwar über eine Teleskopkupplung, bestehend aus einer Antriebswelle 102 mit Keilnut 103, in die ein Keil 104 eingreift, der an der Achse 89 befestigt ist. Das andere der beiden Kegelradgetriebe (nicht eingezeichnet) ist mittels eines zweiten Teleskopantriebes

105 (vgl. Fig. 8), der mit zwei Kreuzgelenkkupplungen (nicht eingezeichnet) versehen ist, mit einem Motor verbunden, der auf der Grundplatte des Maschinenrahmens sitzt.

Die Radnabe 90 ist mit einem zylindrischen Teil

106 versehen, der in eine Aussparung 107 in einem Rad 108 paßt (in Fig. 9 in punktierten Linien eingezeichnet). In dem zylindrischen Teil 106 befinden sich drei radial angeordnete Keile 109, welche sich mittels Luftdrucks in radialer Richtung nach außen verschieben lassen und sich auf diese Weise in die Aussparung 107 im Rad 108 anpressen. Die Keile 109 werden von Federn 110 nach innen gepreßt, wodurch bei Wegnahme des Luftdruckes das Rad 108 freigegeben wird. Die Aussparung 107 ist mit einem kreisförmigen Flansch 111 versehen, der verhindert, daß die Nabe abfällt, während die Keile von der Preßluft nach außen gedrückt werden.

Die Höhe über der Trommel 1, auf die die Achse 89 gesetzt werden muß, und die entsprechende axiale Lage der Achse relativ zur Trommel hängen von dem Außendurchmesser des zu prüfenden Reifens ab sowie der Breite und dem Typ des Rades, auf welches der Prüfreifen montiert ist. Damit der Bediener der Maschine dieselbe rasch für einen der dreißig zu prüfenden verschiedenen Reifen und Räder einstellen kann, ist eine Nockenwelle 112 (vgl. F i g. 8) vorgesehen, die mittels eines Handrades 112« auf dreißig verschiedene Winkelpositionen eingestellt werden kann, wobei jede Position einer Reifen- und Radabmessung entspricht. Die Nockenwelle 112 ist am Schlitten 83 drehbar befestigt. Zur Einstellung der Achshöhe über der Trommel hat die Nockenwelle 112 einen ersten Nocken 113 mit einer Nockenfläche, die mit dreißig radial angeordneten Anschlägen 114 versehen ist, von denen einige verschieden lang sind. Diese Anschläge berühren ein festes Widerlager 115 am Maschinenrahmen 12, wodurch der Schlitten 83 in die richtige Stellung kommt und damit auch die Achse 89 mit dem Reifen und dem Rad. Um die axiale Lage der Achse einzurichten, ist ein zweiter Nocken 116 vorgesehen, auf dessen Nockenfläche sich dreißig radial angeordnete Anschläge 117 befinden, von denen einige verschieden

ίο lang sind. Die äußere Hülse 91 α trägt an ihrer Außenseite ein Glied 118, das mit einer Anzahl von in axialer Richtung abgesetzten Stufen 119 mit schrittweise zunehmenden Radien versehen ist. Ein in diese Schultern eingreifender Stempel 120 ist radial verschiebbar, und zwar relativ zur Achse 89 in eine feste axiale Lage relativ zum Schlitten 83. Der Stempel 120 kann wahlweise in jede der Stufen 119 eingreifen, wozu die Hülse 91a und damit die Hülse 91 vom Kolben und Zylinder 96 in axialer Richtung in eine Lage bewegbar ist, in der die Stufe mit dem kleinsten Radius 119 a sich radial in einer Richtung mit der Seite 120 a des Stempels 120 befindet. Dann wird die Nockenwelle 112 in die entsprechende Stellung gedreht, in der der Anschlag 117, der für diese Stellung vorgesehen ist, den Stempel 120 betätigt und auf die vorgegebene Höhe einstellt. Eine Axialverschiebung der Hülse in der umgekehrten Richtung hat zur Folge, daß der Stempel in die entsprechende Stufe 117 eingreift, wodurch die Hülse 91 in die entsprechende axiale Lage gebracht wird.

Ein dritter Nocken 121, der einen Satz von dreißig Anschlägen 122 trägt und ebenfalls auf der Nockenwelle 112 befestigt ist, betätigt eine Zahnstange 123, die wegen der Feder 124 unter Federkraft mit den Anschlägen 122 in Berührung steht, wenn sich die Achse in Arbeitsstellung befindet. Zur Zahnstange 123 gehört ein Zahnrad 125, das antriebsmäßig mit einem Mehrfachpotentiometer verbunden ist (nicht eingezeichnet), das ein noch zu beschreibendes elekironisches System dergestallt steuert, daß scharfe Gut-Schlecht-Grenzen, d. h. obere und untere Grenzen, für die verschiedenen Reifengrößen und die entsprechenden Stellungen der Nockenwelle 112 definiert werden.

Die Geschwindigkeitskontrolle für den Reifenantriebsmotor besteht aus einem Drehpotentiometer (nicht eingezeichnet), das am Rahmen 12 befestigt ist und durch die Vertikalverschiebung des Schlittens 83 betätigt wird. Dadurch ändert sich die Geschwindigkeit des Motors entsprechend dem Durchmesser des zu prüfenden Reifens dergestalt, daß unabhängig von der Reifengröße während der Prüfung eine konstante Umfangsgeschwindigkeit auf rechterhalten wird. Gegenüber dem Rahmen 12 befindet sich die Zuführungsvorrichtung 92. Die Vorrichtung 92 besteht aus einem drehbaren Kopf 126 (vgl. Fig. 10), an dem zwei Naben 127 und 128 befestigt sind, deren Achsen so gegeneinander geneigt sind, daß die Drehachse des Kopfes den Winkel zwischen den Naben-

achsen gerade halbiert. Aus der in F i g. 10 gezeigten Stellung geht hervor, daß die Achse der Nabe 127 horizontal liegt, sich vor der Nabe 90 befindet und koaxial zu derselben angeordnet ist, während die Nabe 128 schräg steht und von der Maschine weggerichtet ist, damit der Ein- und Ausbau eines Rades auf die Nabe erleichtert wird. Der Kopf kann so gedreht werden, daß entweder die Nabe 127 oder die Nabe 128 zur Maschine zeigt.

Die Zuführungsköpfe 127 und 128 enthalten je einen Permanentmagneten 129 zur Befestigung der Räder 108 bzw. 131 in der richtigen Lage auf den Köpfen. Die Magneten sind mittels Nockenringen 132 in die Zuführungsvorrichtung dadurch zurückziehbar, daß die Nockenringe in die Schraubenköpfe 133 an den Magneten 129 eingreifen. Sie werden mittels Handhebeln 134 bzw. 135 betätigt und ermöglichen im Bedarfsfall die manuelle Abnahme des Rades. Preßluftventile 136, von denen in Fig. 10 jedoch nur eines eingezeichnet ist, können mit den entsprechenden Ventilen der Räder 108 und 131 verbunden werden.

Der Reifenprüfvorgang ist automatisch und wird vom Start der Prüfung durch den Bediener mittels eines üblichen elektrischen Zeitgeber- und Programmiersystems überwacht, wobei Sperren eingebaut sind, welche dafür sorgen, daß das Gerät funktioniert, wenn es genau abgeglichen ist.

Die Messung der Seitenführungskraft, des Rück-Stellmoments und der Vertikalbelastung, die während einer Prüfung auf die Trommel wirken, werden zunächst in elektrische Spannungen umgewandelt und verstärkt. Dann wird eine Kombination ihrer Werte zur Betätigung von elektrischen, diesen einzelnen Werten zugeordneten Kreisen benutzt, wodurch verschiedenfarbige Lampen aufleuchten, je nachdem ob der geprüfte Reifen auf der Trommel 1 Kräfte hervorruft, die in vorgegebenen Toleranzgrenzen liegen oder nicht. Der elektrische Teil des Gerätes, der diesem Zweck dient, ist folgendermaßen beschaffen:

Die Messung der Seitenführungskraft und des Rückstellmoments besorgen zwei Paar Dehnungsmeßstreifen, die an den horizontalen Federgliedern 17 bis 20 angebracht sind. Die Meßstreifen sind in der üblichen Weise so auf den Ringen angebracht, daß bei Dehnung des Ringes ein Meßstreifen von jedem Paar zusammengedrückt wird, während die anderen gedehnt werden. Die Seitenführungskraft wird aus der algebraischen Summe der Kraftkomponenten bestimmt, die in axialer Richtung zerlegt wurden und von den Meßstreifen zur Bestimmung der Seitenführungskraft gemessen werden. Das Rückstellmoment wird aus der algebraischen Summe der Momente der Kräfte bestimmt, die von den Meßstreifen zur Bestimmung des Rückstellmoments um den Mittelpunkt der Kontaktfläche von Reifen und Trommel gemessen werden.

Wenn T₁, T₂, T₃, T₄ die Spannungen in den Gliedern 17, 18, 19 und 20 sind, so gilt symbolisch:

Die Seitenführungskraft ist proportional

(T₁ + T₂) - (T₃ + T₄) und
das Rückstellmoment ist proportional

(T₁ + T₃) - (T₂ + T₄).

Sowohl die Seitenführungskraft als auch das Rückstellmoment werden dadurch gemessen, daß man die entsprechenden Dehnungsmeßstreifen in getrennte Wechselstrombrücken 137, 138 (vgl. Fig. 11) schaltet. Dabei sind die Meßstreifen derart in den Brükkenzweigen angeordnet, daß die Ausgangsspannungen proportional der Seitenführungskraft und dem Rückstellmoment sind. Die Brücken 137, 138 werden aus dem Oszillator 139 mit einer Brückenspannung von 17,5 Volt bei einer Frequenz von 2 kHz versorgt. Die Ausgangsspannungen der Brücken 137 und 138 werden in Signalverstärkern 140 bzw. 141 verstärkt und gehen dann zu phasenempfindlichen Gleichrichtern 142 und 143 bzw. zu Anzeigeinstrumenten 144 und 145. Es ist ferner ein (nicht eingezeichneter) Schalter vorgesehen, der bei Umkehr der Laufrichtung des Rades mit dem zu prüfenden Reifen automatisch in Tätigkeit tritt und die Richtung der Ausgangsspannung der Signalverstärker umpolt, die bei der Messung der Seitenführungskraft auftritt.

Um die Reifen bezüglich ihrer Brauchbarkeit einzustufen, erscheint es wünschenswert, die Momentanwerte der Seitenführungskraft und des Rückstellmoments nach folgender Gleichung zu kombinieren:

Steuerdruck = Seitenführungskraft — K (Rückstellmoment).

Dabei ist K eine Konstante bei einer gegebenen Reifengröße und gegebener Zusammendrückung des Reifens.

Der »Steuerdruck«, der durch die obige Gleichung definiert ist, ist also die zu messende Größe, und ihre Messung wird durch die Vereinigung der Ausgangsspannungen der phasenempfindlichen Gleichrichter 142 und 143 in einem Rechengerät 146 bewerkstelligt.

Das Rechengerät 146 (vgl. F i g. 12) besteht aus einer Additionsstufe 147, welcher die der Seitenführungskraft und dem Rückstellmoment proportionalen Ausgangsspannungen der phasenempfindlichen Gleichrichter 142 bzw. 143 zugeführt werden. Die Ausgangsspannung des Kanals zur Messung des Rückstellmoments wird der Stufe 147 dabei über einen Verstärker 148, der die Phasenlage des Signals umkehrt, und einem Potentiometer 149 zugeführt. Das Potentiometer 149 ist ein Bestandteil des bereits erwähnten Vielfachpotentiometers, an dem die Konstante K für den zu prüfenden Reifen dadurch automatisch eingestellt wird, daß der Schleifkontakt 150 dieses Potentiometers mittels des Zahnrades 125 und der Zahnstange 123 verstellt wird. Die Additionsstufe 147 besteht aus zwei Kathodenfolgestufen 151 und 152, deren Kathoden mittels zweier gleicher Widerstände 153 und 154 miteinander gekoppelt sind. Die Ausgangsspannung, die man an der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 153 und 154 abnimmt, ist proportional dem »Steuerdruck«. Die Ausgangsspannung der Stufe 147 wird über einen Verstärker 155 und eine Kathodenfolgestufe 156 dem Steuerdruckanalysator 157 zugeführt.

Der Analysator 157 (vgl. F i g. 13) wird verwandt, seitdem es sich neuerlich als wünschenswert herausgestellt hat, die Reifen sowohl nach dem Mittelwert, dem Maximalwert und dem Minimalwert des Steuerdruckes während einer Reifenumdrehung zu beurteilen als auch nach der Streuung dieser Werte, d. h. nach der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Steuerdruckes während einer Reifenumdrehung.

Um den erwähnten Streubereich der Werte des Steuerdruckes zu erhalten, wird der Ausgang des Rechengerätes 146 mit zwei parallelgeschalteten Verstärkern 158 und 159 verbunden. Der Verstärker 158 hat an seiner Eingangsseite einen Gleichrichter 160, an den sich ein Kondensator 161 anschließt, der zwichen dem Eingang des Verstärkers 158 und Erde liegt. In ähnlicher Weise sind an der Eingangsseite des Verstärkers 159 ein Gleichrichter 162 und ein Kondensator 163 vorgesehen. Die Gleichrichter 160 und 162 sind bezüglich ihrer Durchlaßrichtung gegeneinandergeschaltet. Mittels zweier Schalter 164 und

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165 im Eingangskreis lassen sich die Gleichrichter 160, 162 während einer gewissen Zeit der Prüfung kurzschließen, damit die Kondensatoren 161 und 163 auf gleiches Potential gebracht werden können. Die Ausgangsspannungen der Verstärker 158 und 159 werden den Kathodenfolgestufen 166 bzw. 167 zugeführt, deren Ausgangsseiten über ein Anzeigeinstrument 168 miteinander verbunden sind. Das Anzeigeinstrument 168 registriert die Differenz der Ausgangsspannungen der Kreise 166 und 167. Wenn das Gerät in einer noch zu beschreibenden Weise betrieben wird, dann bilden die Ausgangsspannungen der Kathodenfolgestufen 166 und 167 ein Maß für die Maximal- und Minimalwerte des Steuerdrucks, und das Anzeigeinstrument 168 registriert so den Streubereich des Steuerdrucks.

Um den Mittelwert des Maximal-und Minimalwertes des Steuerdruckes zu erhalten, sind die Ausgänge der Verstärker 158 und 159 mit gleichen Widerständen 169, 170 miteinander verbunden, und die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 169, 170 ist ein Maß für den Mittelwert. Zur Messung dieses Wertes ist eine Kathodenfolgestufe 171 und ein Anzeigegerät 172 vorgesehen.

Ein Begrenzungsverstärker 173 mit verschiedenen (nicht eingezeichneten) Relais tritt in Tätigkeit, wenn der Mittelwert des Steuerdrucks verschiedene vorgegebene Werte erreicht. Der Eingang des Verstärkers 173 wird mit dem Ausgang des Verstärkers 171 verbunden, und die Stufen, bei denen die im Verstärker 173 enthaltenen Relais in Tätigkeit treten, sind mittels eines (nicht eingezeichneten) Potentiometers einstellbar, das ein Bestandteil des Vielfachpotentiometers ist, das mittels der Nockenwelle 112 für jede spezielle Reifengröße eingestellt werden kann. Jeder Relaiskontakt ist mit einer der Anzeigelampen 174 verbunden, aus deren Aufleuchten die Einstufung des zu prüfenden Reifens hervorgeht.

Der Ausgang des Kreises zur Messung des Streubereiches zwischen den Maximal- und Minimalwerten des Steuerdrucks ist ebenfalls über Relais, die in einem Begrenzungsverstärker 175 enthalten sind, mit dem gleichen Anzeigelampensatz 174 verbunden. Die Stufen, bei denen der Verstärker 175 seine Relais in Tätigkeit setzt, werden ebenfalls durch die Einstellung eines (nicht eingezeichneten) Potentiometers gewählt, das ein Bestandteil des (nicht eingezeichneten) Mehrfachpotentiometers ist. Die Relais der Kreise 173 und 175 sind so angeordnet, daß die endgültige Einstufung des zu prüfenden Reifens von einer Kornbination der Mittelwerte mit den Werten der Streubereiche des Steuerdruckes bestimmt wird.

Die Messung der vertikalen Belastung erfolgt mit den vertikalen Federgliedern 13 bis 16. Die an diesen Gliedern angebrachten Dehnungsmeßstreifen sind der üblichen Brückenschaltung 176 additiv angeordnet. Die Brücke 176 wird vom Oszillator 139 mit 35 Volt und 2 kHz gespeist, und der Brückenausgang ist über einen Verstärker 177 und einen phasenempfindlichen Gleichrichter 178 mit einem Voltmesser 179 verbunden, das so geeicht ist, daß es die gesamte vertikale Belastung direkt anzeigt. Der Ausgang des phasenempfindlichen Gleichrichters 178 ist ebenfalls mit einem Analysator 180 verbunden. Dieser ähnelt dem Steuerdruckanalysator 157 und mißt die Maximal- und Minimalwerte der vertikalen Belastung und ermittelt ihre Differenz oder den Streubereich während einer Umdrehung des Reifens. Eine dieser Differenz proportionale Spannung geht vom Analysator 180 zu einem Begrenzungsverstärker 181, der ein (nicht eingezeichnetes) Relais enthält, das in Tätigkeit tritt, sobald die Streuung der Belastung einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet. Die Relaiskontakte schließen einen Stromkreis, der eine Anzeigelampe 182 zum Aufleuchten bringt, wenn der vorgegebene Streubereich überschritten wird. Der zulässige Streubereich hängt von der gerade untersuchten Reifengröße ab, und das vorerwähnte Vielfachpotentiometer, das von der Nockenwelle 112 betätigt wird, stellt die Grenzwerte entsprechend der Reifengröße ein.

Im folgenden soll nun die Arbeitsweise der Reifenprüfmaschine beschrieben werden:

Während der vorbereitenden Montagearbeiten wird die Wiege 2, die die Trommel 1 trägt, mittels der Magnetkupplungen 74 fest am Maschinenrahmen gehalten.

Der zu prüfende Reifen (nicht eingezeichnet) wird auf das Spezialrad 108 montiert, das sich auf dem Zuführungskopf 92 befindet, und wird dann auf seinen normalen Arbeitsdruck aufgepumpt. Der Schlitten 83, an dem seih die Achse 89 befindet, wird sodann in seine obere Stellung gebracht, und die Nockenwelle 112 wird mittels des Handrades 112 a für die zu prüfende Reifengröße eingestellt. Die Hülse 91, welche die Achse umgibt, wird durch automatische Einschaltung des Kolbens und des Zylinders 98 zurückgezogen, während das Handrad gedreht wird. Wenn die Nockenwelle 112 in der richtigen Stellung geht, wird die Hülse 91 so weit hervorgeschoben, bis eine der Stufen 119 des Apparateteils 118, das an der Hülse 91 befestigt ist, den Stempel 120 berührt und damit die axiale Stellung der Hülse 91 und der Nabe 90 relativ zur Trommel festgelegt.

Die Prüfung beginnt sodann durch Betätigung eines Schalters, und der restliche Teil der Prüfung läuft sodann folgendermaßen in kontrollierter Weise ab:

Der automatische Transport von Reifen und Rad 108 zur Nabe 90 erfolgt durch Vorschub der Achse 89 mittels Luftdruck, der der linken Seite des Kolbens 93 (vgl. Fig. 9) zugeführt wird, bis die Nabe ins Zentrum des Rades 108 eingreift. Darauf werden die Keile 109 betätigt, die das Rad festklemmen, und sodann wird die Achse zurückgezogen, bis der Teil 97 der Achse mit seinem konischen Sitz 96 in der Hülse sitzt. Dann wird die Nabe 90 mittels der Nockenwelle 112 in eine solche axiale Stellung relativ zur Trommel gebracht, daß die Ebene durch den mittleren Umfang des zu prüfenden Reifens durch diejenige Diagonale des aus den Wirkungslinien der Federglieder 17 bis 20 gebildeten Quadrates geht, die senkrecht auf der Trommelachse steht.

Der Schlitten 83 wird mittels des pneumatischen Zylinders und Kolbens 85 herabgelassen, und dadurch wird der Reifen in Berührung mit der Trommel 1 gebracht. Der Grad der Deformation des Reifens wird eingestellt durch den Kontakt des Anschlags 114, der auf der Nockenscheibe 113 eingestellt wurde, mit dem festen Anschlag 115 am Maschinenrahmen 12.

Nun werden die Magnetkupplungen 74, die die Wiege 2 festhalten, abgeschaltet, und der (nicht eingezeichnete) Motor zum Antrieb des Reifens wird eingeschaltet. Der Motor, dessen Drehzahl elektronisch konstant gehalten wird, treibt den Reifen mit einer solchen Geschwindigkeit an, daß die Trommel 1

pro Minute sechs Umdrehungen macht, und zwar werden zur Messung jeweils zwei Umdrehungen in einer Richtung und dann zwei Umdrehungen in der Gegenrichtung vorgenommen. Die Eingänge der Dehnungsmeßstreifenverstärker 140,141, 177 werden während der ersten Umdrehung des Reifens kurzgeschlossen, da die auftretenden Kräfte ihren wahren Wert nicht eher erreichen, bis sich die Elemente des zu prüfenden Reifens selbst den Rollbedingungen anpassen. Dieser Gleichgewichtszustand wird bereits nach einer einzigen Umdrehung erreicht. Der Reifen wird beurteilt nach den Kräften, die bei der zweiten Umdrehung auftreten, und es v/urde gefunden, daß diese ein zuverlässiges Ergebnis liefern.

Direkt vor der zweiten Reifendrehung werden die Überbrückungen der Eingänge der Dehnungsmeßstreifenverstärker 140, 141 und 177 aufgehoben, und die Gleichrichter 160 und 162 im Steuerdruckanalysator werden mit den Schaltern 164 bzw. 165 augenblicklich kurzgeschlossen. Die Kondensatoren 161 und 163, die von den Gleichrichtern 160 bzw. 162 gespeist werden, werden so in den ungeladenen Zustand versetzt und können nun aufgeladen werden, und zwar einer auf eine Spannung, die dem Maximalwert des Steuerdruckes während der zweiten Reifenumdrehung entspricht, und der andere auf eine Spannung, die dem Minimalwert entspricht.

Die Maximal- und Minimalspannungen, die während der zweiten Umdrehung in den Verstärkern 158 und 159 auftreten, werden den Kreisen 169 bis 171 und 166, 167 zugeführt, wo ihre Mittelwerte und die Differenz ihrer Maximal- und Minimalwerte berechnet wird. Die Spannungen, die diesen Weiten proportional sind, werden dann den Begrenzungsverstärkern 173 und 175 zugeführt, die die entsprechenden Relais mit dem dazugehörigen Satz von Einstufungslampen 174 betätigen. Diese Lampen sind jedoch so lange noch nicht mit dem Kreis verbunden, bis zwei weitere Umdrehungen stattgefunden haben. Die dritte und vierte Umdrehung finden in der umgekehrten Richtung statt wie die erste und zweite Umdrehung; die Schaltzustände der elektrischen Kreise während der dritten und vierten Umdrehung entsprechen den Schaltzuständen der Kreise während der ersten und zweiten Vorwärtsbewegung mit der Ausnahme, daß der Spannungsausgang der Dehnungsmeßstreifenverstärker 140 automatisch umgepolt wird, wodurch der Tatsache Rechnung getragen wird, daß die Richtung der Seitenführungskraft während der dritten und vierten Reifenumdrehung der Kraftrichtung während der ersten und zweiten Umdrehung entgegengesetzt ist.

Wenn der vom Reifen während der vierten Umdrehung erzeugte Steuerdruck größer ist als bei der zweiten Umdrehung oder einen größeren Streubereich hat, dann kann sich die Einstellung der von den Begrenzungsverstärkern 173, 175 betätigten Relais so ändern, daß der Reifen nach den Werten eingestuft wird, die während der vierten Umdrehung erhalten wurden.

Nach der vierten Umdrehung werden die Einstufungslampen 174 mit den Relaiskontakten verbunden und zeigen dann die Einstufung des geprüften Reifens an.

Das vorbeschriebene Gerät arbeitet nahezu vollautomatisch. Eine einfachere, ebenfalls erfindungsgemäße Maschine, bei der mehr Handarbeit zur Bedienung geleistet werden muß, bei welcher jedoch gefunden wurde, daß sie ebenfalls befriedigende Ergebnisse liefert, ist folgendermaßen gebaut (vgl. Fig. 15 und 16):

Eine Antriebsachse 183 mit einer Nabe 184 zur Montage eines (nicht eingezeichneten) Rades mit dem zu prüfenden Reifen 185 ist drehbar in (nicht eingezeichneten Lagern) gelagert, die an einem kräftigen rechtwinkligen Rahmen 186 angebracht sind. Der rechtwinklige Rahmen 186 ist an einer Seite

ίο 186 α mittels zweier Gelenke 187 (von denen in Fig. 15 nur eines dargestellt ist) drehbar gelagert. Die Gelenke sind am Maschinenrahmen 188 so befestigt, daß die Achse 183 parallel zur Drehachse der Gelenke 187 ist. Zum Antrieb der Achse 183 ist ein (nicht eingezeichneter) Elektromotor vorgesehen.

Zur Einstellung der Höhe der Achse 183 relativ

zum Maschinenrahmen 188 sind zwei Schraubbolzen 189 vorgesehen, von denen in der Fig. 15 jedoch nur einer eingezeichnet ist. Jeder Bolzen 189 ist mit-

ao tels eines drehbar gelagerten Blockes 189 a drehbar am Maschinenrahmen 188 befestigt und geht durch eine Bohrung in einem Block 190, der drehbar an der Seite 186& des rechtwinkligen Rahmens 186 befestigt ist. Die Blöcke 190 sitzen in Zapfenpaaren 191, die fest an der Seite 186 & des rechtwinkligen Rahmens derart angebracht sind, daß die Drehachsen der Blöcke 189 α und 190 parallel zu der Drehachse des Rahmens 186 verlaufen. An jedem Schraubbolzen 189 befinden sich zwei Muttern 192, von denen eine zur Festhaltung der Oberseite des Schraubblockes 190 dient und die andere (nicht eingezeichnete) zur Festhaltung der Unterseite des Blockes. Durch Wahl der Stellungen der Muttern

192 auf den Schraubbolzen 189 läßt sich die Höhe der Achse 183 über dem Maschinenrahmen 188 je nach der zu prüfenden Reifengröße auf einen vorgegebenen Wert einstellen.

Am Maschinenrahmen 188 ist in einer Lage, die senkrecht unter dem Rad liegen soll, das von der Radnabe getragen wird, eine drehbare Trommel 193 fest angebracht. Die Trommel läuft in zwei Lagern 194 (von denen nur eines in Fig. 16 eingezeichnet ist), die an einer Wiege 195 angebracht sind. Die Wiege selbst ist mittels eines Systems von horizontalen Federgliedern 196, 197, 198 und 199 und vertikalen Federgliedern 200, 201, 202, 203 und mit dem Rahmen verbunden. Alle Federglieder sind mit Dehnungsmeßstreifen versehen und sind in einer ähnlichen Weise angeordnet, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Achse der Trommel

193 läuft parallel zur Achse 183, an der der zu prüfende Reifen befestigt ist. Jede Änderung der Lage der Trommelachse, die auf Grund von Seitenführungskräften, Rückstellmomenten oder Schwankungen der Vertikalbelastung als Folge der Drehung des Reifens entstehen, der während der Prüfung mit der Trommel in Berührung steht, wird genauso wie bei der ersten Ausführungsform von dem System der Dehnungsmeßstreifen registriert.

Die Ausgangssignale der Dehnungsmeßstreifen, die der Seitenführungskraft, dem Rückstellmoment und der Vertikalbelastung proportional sind, können genauso wie bei der vorhergehenden Ausführungsform den schon beschriebenen elektronischen Kreisen zugeführt werden zum Zwecke der automatischen Einstufung des Prüfreifens gemäß den Werten des Steuerdruckes und der Schwankungen der Vertikalbelastung, die während der Prüfung auftreten. An-

dererseits können die Dehnungsmeßstreifen auch über jeweils einen Verstärker zur Messung jeder Einzelgröße an getrennte Registriervorrichtung für die Seitenführungskraft, das Rückstellmoment und die senkrechte Belastung angeschlossen werden. In diesem Fall wird die Einstufung des Prüfreifens nach einer grafischen Bestimmung des Steuerdruckes vorgenommen.

Das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine rasche und genaue Ermittlung der Größe der Restseitenführungskraft, welche in einem Reifen vorhanden sein kann. Falls dies auf Fabrikationsfehlern beruht, kann die Herstellung der Reifen derart kontrolliert werden, daß ein Reifen produziert wird, in dem keine restlichen Seitenführungskräfte mehr vorhanden sind.

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Messung der Seitenführungskraft oder des Rückstellmomentes oder von beiden an rotierenden Luftreifen aus einer drehbar gelagerten Lauftrommel und einem die Trommel berührenden Versuchsrad, wobei die Seitenführungskraft oder das Rückstellmoment durch Verstellung der Trommel gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1, 193) in einer Wiege (2, 195) mit einer Öffnung zum Teildurchgriff der Trommelumfangfläche drehbar gelagert und unverrückbar in einer axialen Lage relativ zu der Wiege (2, 195) gehalten ist, die innerhalb eines Maschinenrahmens (12,188) mittels mit Dehnungsmeßstreifen (23) versehener Federglieder (13,14,15, 16, 17, 18, 19, 20,196, 197,198,199) aufgehängt ist, wobei für die Dehnungsmeßstreifen ein solches Material gewählt wird, dessen Dehnung elektrisch auswertbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 196, 197, 198, 199) eine hohe Steifigkeit besitzen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System der Federglieder aus mindestens drei Federgliedern besteht, die dergestalt in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind, daß ihre Wirkungslinien um die Kontaktfläche zwischen dem Reifen und der Trommel einen geschlossenen Polygonzug bilden.

4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1,193) auf einer Achse (4) befestigt ist, die von einer Wiege (2, 195) getragen wird, welche mit vier vertikal angeordneten Federgliedern (13, 14, 15, 16, 200, 201, 202, 203) zur Messung der Reifenbelastung und vier horizontal angeordneten Federgliedern (17, 18, 19, 20, 196, 197, 198, 199) dergestalt am Rahmen angebracht ist, daß jedes Federglied mit seinem einen Ende am Rahmen (12, 188) und mit seinem anderen Ende so an der Wiege (2, 195) befestigt ist und alle horizontalen Federglieder symmetrisch angeordnet sind, und zwar in der Weise, daß ihre Achsen die Seiten eines Quadrates bilden, das in einer horizontalen Ebene liegt, die senkrecht auf der Ebene steht, in der die Drehachsen (4, 89) der Trommel (1, 193) und des Rades (108) liegen und die durch die Berührungsfläche eines belasteten Reifens mit der Trommel geht.

5. Gerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der horizontal liegenden Federglieder, daß eine Diagonale des aus den Wirkungslinien der horizontalen Federglieder gebildeten Quadrates in der Ebene liegt, in der auch die Achsen (4) des Reifens und der Trommel (1, 193) liegen.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiege (2) aus einem anderen, spezifisch leichteren Material von unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizient als der Rahmen (12) besteht, wobei die horizontalen Federglieder (17, 18, 19, 20) an einer Platte (37) befestigt sind, die aus einem Material mit im wesentlichen dem gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material des Rahmens besteht und wobei die Platte (37) mittels eines Bolzens (39) an der Wiege (2) befestigt ist und mittels einer Feder gegen ein an der Wiege (2) angebrachtes Auflager (42) gedruckt wird, und zwar an einer Stelle, die von dem Bolzen (39) einen solchen Abstand hat, daß die Anordnung zwar eine relative Ausdehnung zwischen der Wiege (2) und der Platte (37) gestattet, jedoch andererseits einen festen Aufbau der Wiege ergibt.

7. Gerät nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen aus einem elektrischen Widerstandsdraht bestehen.

8. Gerät nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (54) zur Justierung der Länge und zur Aufbringung einer Spannung an jedem horizontalen Federglied vorgesehen sind.

9. Gerät nach den Ansprüchen 2 bis 8, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (29) zur Justierung der Länge jedes vertikalen Federgliedes.

10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung zur drehbaren Lagerung eines auf ein Rad (108) montierten Reifens aus einer drehbaren Achse (89) mit einer Nabe (90) zur Aufnahme des Rades (108) besteht, wobei die Achse (89) an einer vertikal verschiebbaren Gleitvorrichtung (83) angebracht ist, die so bewegt werden kann, daß der Reifen auf die Trommel (1) aufgesetzt, von ihr wegbewegt und belastet werden kann.

11. Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Anschlag, mit dem die Achse (89) auf eine vorgegebene Höhe relativ zur Trommel (1) einstellbar ist.

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (89) in einer an der Gleitvorrichtung (83) angebrachten Hülse (91) in axialer Richtung verschiebbar ist und an welcher ein Anschlag (96) vorgesehen ist, mit dem die Achse (89) in einer vorgegebenen axialen Lage einstellbar ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zur Einstellung der Achse (89) in einer vorgegebenen Höhe relativ zur Trommel (1) und der Anschlag zur Einstellung der Achse in eine vorgegebene axiale Stellung mittels zweier Nocken (113, 116) einstellbar sind, dergestalt, daß für jeden Anschlag ein Nocken vorgesehen ist und beide Nocken auf einer drehbaren Nockenwelle (112) befestigt sind.

14. Gerät nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (90) mit mehreren Greifern (109) ausgerüstet ist, die radial verstellbar in eine entsprechende Aussparung des Rades (108) eingreifen.

15. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Federgliedern angebrachten Dehnungsmeßstreifen dergestalt in zwei Brückenkreisen (137, 138) angeordnet sind, daß die Ausgangssignale der Brückenkreise proportional der Seitenführungskraft bzw. dem Rückstellmoment sind, welche durch die Drehung des Reifens erzeugt werden, der unter Belastung auf der Trommel läuft.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenkreise (137, 138) mit Wechselstrom gespeist werden und bei welchem die Ausgangssignale der Brückenkreise phasenempfindlichen Gleichrichtern (142,143) zugeführt werden.

17. Gerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Brückenkreise (137, 138) in einen Rechenkreis zur algebraischen Addition der erwähnten Ausgangssignale eingespeist werden, wodurch ein neues Ausgangssignal entsteht, das dem Steuerdruck proportional ist.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Rechenkreises einem Analysatorkreis zugeführt wird, wobei zwei Ausgangssignale erzeugt werden, die dem Mittelwert und dem Streubereich des Steuerdruckes während einer Reifenumdrehung proportional sind.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Ausgangssignale, die dem Mittelwert und dem Streubereich des Steuerdruckes während einer Reifenumdrehung proportional sind, zwei Begrenzungsverstärkern (173, 175) zugeführt werden, von denen jeder mit Relais und Anzeigevorrichtungen (174) versehen ist, die in Tätigkeit treten, sobald eine vorgegebene Größe des Mittelwertes oder des Streubereiches des Steuerdruckes überschritten wird.

20. Gerät nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen Nocken (121) auf der Welle (112) zur Verstellung des Potentiometers (149) in der Weise, daß die Beträge der Mittelwerte und des

ao Streubereichs des Steuerdruckes festgelegt werden, bei denen die Relais des Begrenzungsverstärkers ansprechen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Transactions of the Institution of the Rubber Industry«, Vol. 33, Nr. 5, vom Oktober 1957, S. 147 ff.; »Deutsche Kraftfahrtforschung und Straßenverkehrstechnik«, Heft 111/1958;

H. Kurz, Dissertationsschrift TH München 1956: »Die Seitenführungskraft des Kraftwagenrades bei wechselnder Radlast«.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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