DE19942695C2

DE19942695C2 - Verfahren zum Ändern der Gleichförmigkeit eines Reifens

Info

Publication number: DE19942695C2
Application number: DE19942695A
Authority: DE
Inventors: Kinya Moriguchi; Toru Ishitsuka
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP3013305B1; DE19942695A1; JP2000121478A; US6347547B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern der Gleichförmigkeit eines Reifens, insbesondere zur Verringerung der zweiten Harmonischen der Tangentialkraftschwankung (TFV), die einen Beitrag zur Fahrzeugschwingung beim Fahren eines Kraftfahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit darstellt.

Fahrzeugschwingungen wie beispielsweise die Vibration des Steuerrads, die von einem Kraftfahrzeug bei hoher Ge schwindigkeit hervorgerufen werden, stammen von der Einwir kung von Kraftschwankungen am Reifen aufgrund von Ungleichmä ßigkeiten, die als Reifen-Ungleichförmigkeit bezeichnet wer den, oder von Kraftschwankungen der von der Reifendrehung hervorgerufenen Zentrifugalkraft aufgrund einer Ungleichmä ßigkeit der Reifenmasse in Umfangsrichtung, die als Unwucht bezeichnet wird, zusammen mit den Schwingungseigenschaften der Aufhängung oder ähnlichem des Fahrzeugs. Dabei wurde für die Schwingung der ersten Harmonischen der Reifendrehung ein Verbesserungsmechanismus vorgeschlagen.

Beispielsweise wird eine Kraftschwankung aufgrund einer Massenunwucht in Umfangsrichtung des Reifens durch Anbringen eines Auswuchtgewichts am Laufrad verringert. Außerdem wird die erste Harmonische der TFV oder Radialkraftschwankung (RFV), die von einer Änderung des Reifendurchmessers verur sacht wird, durch Verringerung der Kraftschwankung oder Durchmesserschwankung in Umfangsrichtung des Reifens verrin gert.

Gemäß DE-PS 26 23 281 wird zur Verringerung von Tangen tialkraftschwankungen, bei deren Bestimmung höhere Harmoni sche ausgefiltert werden und nur die Grundwelle berücksich tigt wird, Gummi an den inneren Rippen der Reifenlauffläche abgeschliffen.

Bei einem aus EP 0 794 419 A2 bekannten Verfahren werden an einem Reifen auftretende Radial- und Tangentialkräfte unter Verwendung üblicher Kraftmeßgeräte ermittelt und deren erste und die zweite Ableitungen berechnet.

In DE 693 11 683 T2 ist eine Verfahren beschrieben, bei aufgrund von Radial- und Tangentialkraftmessungen ohne Be rücksichtigung von Schwingungsharmonischen Reifenmaterial ab geschliffen wird.

Bei einem weiteren, aus DE 693 07 975 T2 bekannten Ver fahren wird ohne Materialabnahme gearbeitet, wobei wiederum höhere Schwingungsharmonische unberücksichtigt bleiben.

Die zweite Harmonische oder höhere Harmonische sind zwar normalerweise klein und unproblematisch, ihre Pegel erhöhen sich jedoch mit steigender Fahrgeschwindigkeit. Außerdem erhöhen sie sich beträchtlich, wenn die Frequenzen der Harmonischen mit der Resonanzfrequenz des Reifens bei hoher Geschwindigkeit zusammenfallen.

Insbesondere was die zweite Harmonische der TFV angeht, liegt eine Resonanzfrequenz einer longitudinalen Torsionsschwingung eines Reifens in der Gegend vom 25 bis 40 Hz und dementsprechend fallen eine Frequenz der zweiten Harmonischen der Reifendrehung und die longitudinale Torsionsresonanzfre quenz bei schneller Fahrt in der Gegend einer normalen Fahr geschwindigkeit von 100 km/h zusammen, so daß sich die zweite Harmonische der TFV beträchtlich verstärkt und zur Erzeugung von Fahrzeugschwingungen beiträgt.

Der Mechanismus des Auftretens und ein Verfahren zur Verbesserung der zweiten Harmonischen der TFV sind jedoch noch nicht aufgedeckt worden und auch wenn ähnlich wie bei der Verringerung der Kraftschwankung durch Unwucht ein Aus wuchtgewicht am Laufrad angebracht wird, wird die zweite Har monische der TFV nicht verringert.

Üblicherweise wurde daher bei der Reifenherstellung oder bei der Förderung der Genauigkeit von Produktionsschritten eine Position einer Materialnaht eines Materials geändert. Damit wurde die zweite Harmonische der TFV verringert.

Im Hinblick auf diese Situation besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die einen Beitrag zur Vibration bei der Fahrt eines Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit darstellende zweite Harmonische der TFV zu reduzieren.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3. Die Unteransprüche sind auf bevor zugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Als Ergebnis intensiver Studien, und indem die zweite Harmonische der TFV einer Massenunwucht in Umfangsrichtung eines Reifens und einer Durchmesserschwankung in Umfangsrich tung zugeschrieben wurde, haben die Erfinder herausgefunden, daß die zweite Harmonische der TFV durch Anbringen oder durch Abnehmen von Massen an zwei einschlägigen Orten verringert werden kann, die einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegen. So wurde die Erfindung vervollständigt.

Im folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Funktion der Erfindung gegeben.

Wenn ein Reifen wie in Fig. 3 gezeigt im Falle einer Massenunwucht in Umfangrichtung des Reifens gedreht wird, wird aufgrund der Unwuchtmasse m von einer Zentrifugalkraft eine Unwuchtkraft und von deren Komponente TF in Längsrich tung eine TFV erzeugt.

Die Längskomponente TF der Zentrifugalkraft der Unwucht masse m ergibt sich wie folgt aus der Beschleunigung α_Z in Durchmesserrichtung und der Beschleunigung α_X in Umfangsrich tung:

TF = m(α_Xcosθ + α_Zsinθ) (1)

Die Beschleunigungen α_X und α_Z werden in diesem Fall von einem Innenflächen-Beschleunigungsmesser gemessen und ändern sich entsprechend der Position θ der Unwuchtmasse m und erhö hen sich wie in Fig. 4 gezeigt vor und nach der Bodenberüh rung. Dies liegt daran, daß sich der wesentliche Radius än dert, wenn die Unwuchtmasse den Boden berührt. Aufgrund einer solchen Änderung der Beschleunigungen α_X und α_Z löschen sich auch dann, wenn eine Massenunwucht der zweiten Harmonischen an zwei Orten vorliegt (ein Zustand, in dem Unwuchtmassen an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüber liegenden Orten vorliegen), diese nicht aus.

Unter der Annahme, daß Unwuchtmassen m an zwei einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Orten (Phase = 0 deg, 180 deg) auf den Umfang des Reifens vorliegen, wird wie in Fig. 5 gezeigt die TFV durch Berechnung der Längskompo nente TF der Zentrifugalkraft der Unwuchtmassen m mittels obiger Gleichung (1) berechnet und das Rechenergebnis wird einer Fourier-Analyse unterworfen, um die Amplitude und Phase der zweiten Harmonischen der TFV zu berechnen. Für die Größe der TF werden in diesem Fall die Größen einzelner Frequenz komponenten entsprechend der Durchlässigkeit in Längsrichtung des Reifens korrigiert.

Das Ergebnis ist in Fig. 5 gezeigt. In Fig. 5 ist die Phase der zweiten Harmonischen der TFV in die erste harmoni sche Phase des Reifens umgewandelt dargestellt. Wie in dieser Figur gezeigt, liegen Spitzenpositionen (Positionen mit Maxi malwerten) P der zweiten Harmonischen der TFV an zwei einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Orten bei 46,5 deg und 226.5 deg für die Reifenpositionen und Niedrigposi tionen (Positionen mit Minimalwerten) B liegen an Positionen (136,5 deg und 316,5 deg) mit einer Phasendifferenz von 90 deg bezogen auf die Reifenpositionen von den Spitzenpositio nen P entfernt.

Daraus ist ersichtlich, daß für die von einem Massenun gleichgewicht hervorgerufene zweite Harmonische der TFV die Spitzenposition P eine Phasenverschiebung von -93 deg von der Position der Unwuchtmasse m aufweist oder bei der Messung der zweiten Harmonischen bezogen auf die Reifenposition um 46,5 deg in Drehrichtung nach der Unwuchtmasse m liegt. Dies zeigt, daß das Vorliegen von Massen an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten dazu führt, daß die zweite Harmonische der TFV bezogen auf die Reifenposition Spitzenpositionen bei 46,5 deg nach den Masse positionen und Niedrigpositionen bei 43,5 deg vor diesen auf weist.

Um diese Tatsache mittels eines Experiments zu verifi zieren, wurde die zweite Harmonische der TFV bei einer Fahr geschwindigkeit von 100 km/h von einer Hochgeschwindigkeits- Gleichförmigkeitsmaschine unter Verwendung eines Radialrei fens für einen Personenkraftwagen mit einer Reifengröße von 175 SR 14 gemessen.

In dem Experiment wurde von einer Wellenform der zweiten Harmonischen bei TFV bei Messung der zweiten Harmonischen mit Massen an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten eine Wellenform der zweiten Harmoni schen der TFV bei Messung der zweiten Harmonischen des unver änderten Reifens subtrahiert, wodurch eine Wellenform der Än derung durch das Vorsehen von Massen berechnet und deren Am plitude und Phase ermittelt wurde.

Demnach wiesen bei der vom Vorliegen der Massen verur sachten zweiten Harmonischen der TFV die Spitzenpositionen eine Phasenverschiebung von etwa -100 deg von der Massenposi tion oder bei Messung der zweiten Harmonischen bezogen auf die Reifenposition eine Phasenverschiebung in Drehrichtung hinter der Masse von etwa 50 deg auf. Es bestätigte sich, daß das erhaltene Resultat dem der oben-beschriebenen Simulation entsprach.

Eine vorbestimmte zweite Harmonische der TFV kann be wirkt werden, indem Massen an zwei einander in Durchmesser richtung des Reifens gegenüberliegenden Positionen in dieser Art vorgesehen werden und dementsprechend kann die zweite Harmonische der TFV des Reifens verringert werden, indem die Niedrigpositionen der vom Vorsehen der Massen verursachten zweiten Harmonischen der TFV auf die Spitzenpositionen der zweiten Harmonische der TFV des Reifens, die aufgrund der Messung berechnet wurden, ausgerichtet werden.

Im einzelnen kann durch das Vorsehen von Massenelementen innerhalb eines Bereichs von 46,5 deg ± 14,5 deg von den Niedrigpositionen der als Reifenposition gemessenen zweiten Harmonischen der TFV in Drehrichtung die gemessene zweite Harmonische der TFV des Reifens durch die vom Vorsehen der Massen verursachte zweite Harmonische der TFV kompensiert und schließlich die zweite Harmonische der TFV des Reifens ver ringert werden.

Nun kann die von den Massen, die an zwei wie in Fig. 5 gezeigt in Durchmesserrichtung einander gegenüberliegenden Orten vorliegen, verursachte Massenunwucht wie in Fig. 6 ge zeigt auch als Massenunwucht verstanden werden, die durch das Entfernen von Massen d verursacht wird, also durch das Ent fernen von Massen an Positionen mit einem Phasenunterschied von 90 deg gegenüber den Positionen, an denen Massen vorlie gen (90 deg, 270 deg). Dementsprechend zeigt sich, daß durch das Entfernen von Massen von zwei einander in Durchmesser richtung des Reifens gegenüberliegenden Orten Niedrigpositio nen B der zweiten Harmonischen der TFV, die von den Positio nen des Entfernens der Massen um 46,5 deg bezogen auf die Reifenposition zurückliegen, und Spitzenpositionen, die um 43,5 deg vor diesen liegen, bewirkt werden.

So kann durch Entfernen von Massen an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten eine vorbestimmte zweite Harmonische der TFV bewirkt werden und entsprechenderweise kann durch Ausrichten von Niedrigpositio nen der durch das Entfernen von Massen bewirkten zweiten Har monischen der TFV auf Spitzenpositionen der zweiten Harmoni schen der TFV des Reifens, die aufgrund einer Messung berech net wurde, die zweite Harmonische der TFV des Reifens verrin gert werden.

Im einzelnen wird durch Entfernen von Massen innerhalb eines Bereichs von 46,5 deg ± 14,5 deg in Rotationsrichtung bei Messung der zweiten Harmonischen als Reifenposition von Spitzenpositionen der gemessene zweiten Harmonischen der TFV die gemessene zweite Harmonische der TFV des Reifens von der durch Wegnehmen der Massen bewirkten zweiten Harmonischen der TFV kompensiert werden und die zweite Harmonische der TFV des Reifens kann somit verringert werden.

Obwohl die zweite Harmonische der TFV nicht nur durch Massenunwucht in Umfangsrichtung des Reifens sondern auch durch Durchmesserschwankungen in Umfangsrichtung des Reifens bewirkt wird, kann unabhängig von diesen Faktoren der Erzeu gung der zweiten Harmonischen die zweite Harmonische der TFV durch Vorsehen oder Entfernen von Massen an zwei einander in Durchmesserrichtung wie erläutert gegenüberliegenden Orten verringert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeipiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt

Fig. 1A eine Darstellung der Beziehung zwischen Phase und Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bezogen auf die Reifenposition entsprechend einem ersten Ausführungsbei piel der Erfindung,

Fig. 1B eine Darstellung unter Hinzufügung von Positio nen von vorgesehenen Massen und einer Wellenform der von den Massen verursachten zweiten Harmonischen der TFV zu Fig. 1A,

Fig. 2A eine Darstellung der Beziehung zwischen Phase und Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bezogen auf die Reifenposition nach einem zweiten Ausführungsbeipiel der Erfindung,

Fig. 2B eine Darstellung unter Hinzufügung von Positio nen des Entfernens von Massen und einer Wellenform der durch das Entfernen verursachten zweiten Harmonische der TFV zu Fig. 2A,

Fig. 3 ein Diagramm einer Kraft, die bei einer Mas senunwucht im Reifen auftritt,

Fig. 4 eine Darstellung einer Änderung der Beschleuni gung einer Unwuchtmasse,

Fig. 5 eine Darstellung einer Beziehung zwischen Phase und Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bezogen auf die Reifenposition, wenn durch Vorsehen von Massen auf dem Reifenumfang eine Massenunwucht hervorgerufen wird,

Fig. 6 eine Darstellung einer Beziehung zwischen Phase und Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bezogen auf die Reifenposition, wenn durch Entfernen von Massen auf dem Reifenumfang eine Massenunwucht hervorgerufen wird,

Fig. 7 eine Darstellung tatsächlicher Wellenformen be zogen auf die Reifenposition der TFV vor und nach Änderung der zweiten Harmonischen der TFV in einem Beispiel des Ver fahrens des ersten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 8 eine Darstellung tatsächlicher Wellenformen be zogen auf die Reifenposition der TFV vor und nach Änderung der zweiten Harmonischen der TFV in einem Beispiel eines Ver fahrens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Anhand der Fig. 1A und 1B wird im folgenden ein Ver fahren der Änderung der Gleichförmigkeit eines Reifens nach einem ersten Ausführungsbeipiel der Erfindung erläutert.

1. Zunächst werden Amplitude und Phase der zweiten Harmonischen der TFV durch Drehen eines Reifens im Urzeiger sinn bei Blick auf die in Fig. 1A gezeigte Papierebene unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Gleichförmigkeitsma schine gemessen. Die Drehgeschwindigkeit bei der Messung wird auf der Grundlage der zweiten Harmonischen der TFV auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der Vibrationen erzeugt werden. Die mit der zweiten Harmonischen der TFV in Zusammenhang stehenden Fahrzeugvibrationen erhöhen sich, wenn die Frequenz der zweiten Harmonischen der Reifendrehung und die longitudi nale Torsionsresonanzfrequenz eines Reifens aufeinanderfallen und dementsprechend stellt die vibrationserzeugende Geschwin digkeit eine Geschwindigkeit dar, bei der die Frequenz der zweiten Harmonischen der Reifendrehung nahe der Längstorsi onsresonanzfrequenz des Reifens liegt.
2. Die Phase der in Punkt (1) gemessenen zweiten Har monischen der TFV wird in die Phase der ersten Harmonischen des Reifens umgewandelt und zwei Orte ihrer Niedrigpositionen werden bestimmt.
Als Beispiel soll angenommen werden, daß in diesem Aus führungsbeispiel die in Fig. 1A gezeigte Wellenform auf tritt, wenn die Phase der zweiten Harmonischen der TFV in die Reifenposition umgewandelt wird. Es wird also angenommen, daß die zweite Harmonische der TFV eine Wellenform aufweist, in der die Amplitude 40 N beträgt und die Phase so liegt, daß Spitzenpositionen P bei 15 deg und 205 deg und Niedrigposi tionen B bei 105 deg und 285 deg bezogen auf eine vorbe stimmte Bezugsposition (Phase = 0 deg) in Umfangsrichtung des Reifens liegen. In diesem Fall werden dann zwei Orte bei 105 deg und 285 deg, die einander in Durchmesserrichtung gegen überliegen, als Niedrigpositionen B festgelegt.
3. Am Reifen werden Massenelemente M in der Gegend von 46,5 deg im Urzeigersinn jeweils von den beiden Orten der in Punkt (2) festgelegten Niedrigpositionen B entfernt ange bracht.

Durch Vorsehen der Massenelemente M an den zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten wird somit wie in Fig. 1B gezeigt die zweite Harmonische der TFV mit Spitzenpositionen P_M an Niedrigpositionen B der ge messenen zweiten Harmonischen der TFV und mit Niedrigpositio nen B_M an den Spitzenpositionen P der gemessenen zweiten Har monischen der TFV (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) versehen. Daher wird die ursprüngliche zweite Harmonische der TFV des Reifens ausgelöscht und von der zweiten Harmonischen der durch das Vorsehen der Massen verursachten TFV verrin gert.

In diesem Fall wird als angebrachtes Massenelement M ein elastischer Körper aus Gummi verwendet.

Der Ort in Umfangsrichtung des Reifens für das Anbringen des Massenelements M liegt in einem Bereich von ϕ1 = 32,0 bis 61,0 deg, vorzugsweise ϕ1 = 40,5 bis 52,5 deg ausgehend von der Niedrigposition im Urzeigersinn. Obwohl der größte Effekt erzielt wird, wenn die Position des Massenelements M bei ϕ1 = 46,5 deg ausgehend von der Niedrigposition im Urzeigersinn liegt, wird bei einer Phasenverschiebung der zweiten Harmoni schen um 12 deg ausgehend von 46,5 deg noch 80% des Maximal effekts und bei einer Phasenverschiebung von 29 deg sogar noch 50% des Maximaleffekts erreicht. Dementsprechend kann für ϕ1 gelten: ϕ2 = 46,5 deg ± 14,5 deg, um mindestens 50% des Maximaleffekts durch Vorsehen des Massenelements M zu er zielen. Außerdem kann für ϕ1 gelten: ϕ1 = 46,5 deg ± 6,0 deg, um mindestens 80% des Maximaleffekts zu erzielen.

Obwohl die Position in Durchmesserrichtung des Reifens zur Anbringung des Massenelements M nicht besonders be schränkt ist, solange der Außendurchmesser des Reifens nicht geändert wird, ist es bevorzugt, eine Position an einem Rei fenlaufflächenabschnitt festzulegen, da mit der gleichen Masse ein wesentlicher Effekt erzielt werden kann.

Insbesondere ist es vorteilhaft, das Massenelement M an einem Rillenboden des Abschnitts der Lauffläche zu befesti gen, da es einfach vorgesehen werden kann. Darüber hinaus kann das Massenelement M auf einer Fläche der Innenseite ei nes Reifens befestigt werden.

Vorzugsweise wird die Position zum Anbringen des Massen elements M in Breitenrichtung des Reifens beim Mittelab schnitt der Breitenrichtung oder in Breitenrichtung auf bei den Seiten festgelegt, so daß andere Eigenschaften des Rei fens nicht beeinflußt werden.

Das Gewicht des Massenelements M wird auf der Grundlage der gemessenen Amplitude der TFV so bestimmt, daß die Ampli tude der von den Massenelementen M verursachten zweiten Har monischen der TFV der gemessenen Amplitude der TFV gleich kommt. Eine Beziehung zwischen dem Gewicht des Massenelements M und der Amplitude der daraus resultierenden zweiten Harmo nischen der TFV variiert entsprechend dem Reifendurchmesser und im einzelnen wird daher die Beziehung zwischen der Ampli tude der zweiten Harmonischen der TFV und dem Gewicht des Massenelements M vorab entsprechend der Reifengröße aufge stellt und das Gewicht des vorzusehenden Massenelements M wird entsprechend der Beziehung aus der gemessenen Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bestimmt.

Obwohl in der obigen Erläuterung die Niedrigpositionen B der zweiten Harmonischen der TFV in Punkt (2) festgelegt und die Massenelemente ausgehend von den Niedrigpositionen B in Punkt (3) in der Gegend von 46,5 deg im Urzeigersinn vorgese hen wurden, kann eine ähnliches Ergebnis auch erzielt werden, wenn die Spitzenpositionen der gemessenen zweiten Harmoni schen der TFV festgelegt und die Massenelemente M ausgehend von den Spitzenpositionen in der Gegend von 43,5 deg gegen den Urzeigersinn vorgesehen werden.

Nun wird eine Erläuterung eines Beispiels einer tatsäch lichen Verringerung der zweiten Harmonischen der TFV eines Reifens unter Verwendung eines Verfahrens nach dem ersten Ausführungsbeipiel gegeben.

Ein Reifen mit einer Reifengröße von 175 SR 14 wurde auf ein 14x5-J Rad aufgebracht und unter Verwendung einer Hochge schwindigkeits-Gleichförmigkeitsmaschine bei normalem Luft druck mit einer Laufgeschwindigkeit von 100 km/h gedreht, um die TFV zu messen. Fig. 7 zeigt die tatsächliche Wellenform der TFV als "TFV (vor einer Änderung)". Wenn die tatsächliche Wellenform einer Fourier-Analyse unterworfen und Phase und Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV berechnet wurden, wie dies in Fig. 7 bezogen auf die Phase als Reifenposition dargestellt ist, lagen Spitzenpositionen P bei 169,5 deg und 349,5 deg und Niedrigpositionen B bei 79,5 deg und 259,5 deg bezogen auf eine vorbestimmte Bezugsposition (0 deg) und die Amplitude betrug 87 N. Somit wurden Massenelemente M von 10 g jeweils in der Gegend von 33 deg und der Gegend von 213 deg angebracht, was beides ϕ1 = 46,5 deg ausgehend von den Nied rigpositionen B im Urzeigersinn darstellt. Für die Massenele mente M wurde Gummi verwendet, der an dem Boden einer Rille eines Laufflächenabschnitts befestigt wurde.

Wenn der mit den Massenelementen M versehene Reifen mit der gleichen wie der oben-beschriebenen Geschwindigkeit unter Verwendung der Hochgeschwindigkeits-Gleichförmigkeitsmaschine und Messung der TFV gedreht wurde, wurde die tatsächliche Wellenform der TFV erhalten, die in Fig. 7 als "TFV (nach Änderung)" bezeichnet ist. Wenn die tatsächliche Wellenform einer Fourier-Analyse unterworfen wurde und die Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV berechnet wurde, wurde eine Am plitude von 17 N erhalten und durch Vorsehen der Massenele mente M wurde die zweite Harmonische der TFV also um 70 N verringert.

Unter Bezugnahme der Fig. 2A und 2B wird im folgenden ein Verfahren zum Ändern der Gleichförmigkeit eines Reifens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläu tert.

1. Zuerst werden ähnlich wie im ersten Ausführungsbei spiel die Amplitude und die Phase der zweiten Harmonischen der TFV gemessen.
2. Dann wird die gemessene Phase der zweiten Harmoni schen der TFV in die erste harmonische Phase bezogen auf den Reifen umgewandelt und zwei Orte der Spitzenpositionen be stimmt.
Als Beispiel soll angenommen werden, daß in diesem Aus führungsbeispiel eine Wellenform wie in Fig. 2A gezeigt vor liegt, wenn die Phase der zweiten Harmonischen der TFV in ei ne Reifenposition umgewandelt wird. Es wird also angenommen, daß die zweite Harmonische der TFV eine Wellenform mit Spit zenpositionen P bei 75 deg und 255 deg und Niedrigpositionen B bei 165 deg und 345 deg bezüglich einer vorbestimmten Be zugsposition (Phase = 0 deg) aufweist. Dann werden zwei Orte bei 75 deg und 255 deg, die einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegen, als Spitzenpositionen P festgelegt.
3. Ausgehend von den beiden Orten der in Punkt (2) be stimmten Spitzenpositionen P werden in der Gegend von 46,5 deg im Urzeigersinn jeweils Abschnitte des Reifens ausge schnitten, um Massenentfernungsabschnitte D an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten vorzusehen.

Auf diese Weise wird durch Entfernen von Reifenabschnit ten an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens ge genüberliegenden Orten wie in Fig. 2B gezeigt bewirkt, daß die zweite Harmonische der TFV mit Niedrigpositionen B_D bei Spitzenpositionen P der gemessenen zweiten Harmonischen der TFV und mit Spitzenpositionen P_D bei Niedrigpositionen B der gemessenen zweiten Harmonischen der TFV (in der Zeichnung mit gestrichelter Linie dargestellt) zu liegen kommt. Daher wird die ursprüngliche zweite Harmonische der TFV des Reifens un ter Verringerung durch die von der Massenwegnahme verursachte zweite Harmonische der TFV ausgelöscht.

In diesem Fall werden die Positionen der Massenwegnahme abschnitte D in Umfangsrichtung des Rads im einzelnen in ei nem Bereich von ϕ2 = 32,0 bis 61,0 deg, vorzugsweise ϕ2 = 40,5 bis 52,5 deg ausgehend von den Spitzenpositionen P im Urzeigersinn festgelegt. Der Grund liegt darin, daß ähnlich wie im Fall des Anbringens von Massenelementen M ϕ2 = 46,5 deg ± 14,5 deg verlangt wird, um mindestens 50% des Maximal effekts für den Fall von ϕ2 = 46,5 deg zu erzielen, und ϕ2 = 46,5 deg ± 6,0 deg verlangt wird, um mindestens 80% des Maxi maleffekts zu erreichen.

Obwohl die Position des Massenwegnahmeabschnitts D in Richtung des Reifendurchmessers keinen besonderen Beschrän kungen unterliegt, solange der Außendurchmesser des Reifens unverändert bleibt, ist es bevorzugt, den Massenentfernungs abschnitt D an einem Reifenlaufabschnitt vorzusehen, da bei gleicher Masse ein wesentlicher Effekt erreicht wird. Insbe sondere ist es vorteilhaft, aus einem Rillenboden eines Lauf flächenabschnitts ein kleines Stückchen auszuschneiden oder eine Rille so auszuschneiden, daß sie sich weitet, da so die Masse einfach entfernt werden kann. Außerdem kann eine Fläche einer Innenseite des Reifens ausgeschnitten werden.

Außerdem ist es bevorzugt, die Position des Massenent fernungsabschnitts D in Richtung der Reifenbreite an einem zentralen Bereich der Reifenbreite oder an dazu symmetrischen Positionen auf beiden Seiten in Breitenrichtung vorzusehen, so daß andere Reifeneigenschaften nicht beeinflußt werden.

Das Ausmaß der Entfernung des Massenentfernungsab schnitts D wird aufgrund der gemessenen Amplitude der TFV so bestimmt, daß die Amplitude der zweiten Harmonischen der von den Massenentfernungsabschnitten D verursachten TFV der ge messenen TFV-Amplitude gleichkommt. Im einzelnen wird ähnlich wie im Fall der Bestimmung des Gewichts des Massenelements M nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Beziehung zwischen dem Ausmaß der Entfernung des Massenentfernungsabschnitts D und der Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV vorab ent sprechend der Reifengröße bestimmt und die entfernte Masse wird entsprechend der Beziehung aus der gemessenen Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV bestimmt.

Außerdem können bei der oben-beschriebenen Vorgehenswei se auch die Niedrigpositionen B der gemessenen zweiten Harmo nischen der TFV in Punkt (2) bestimmt und die Massen können ausgehend von den Niedrigpositionen B gegen den Urzeigersinn in der Gegend von 43,5 deg entfernt werden.

Nun folgt die Erläuterung eines Beispiels einer tatsäch lichen Verringerung der zweiten Harmonischen der TFV eines Reifens unter Verwendung des Verfahren nach dem zweiten Aus führungsbeispiel.

Ein Reifen mit einer Reifengröße von 175 R 14 wurde auf ein 14x5-J Rad aufgezogen und unter Verwendung einer Hochge schwindigkeits-Gleichförmigkeitsmaschine bei normalem Luft druck unter einer Fahrgeschwindigkeit von 100 km/h gedreht, um die TFV zu messen. Fig. 8 zeigt die tatsächliche Wellen form der TFV als "TFV (vor einer Änderung)". Wenn die tat sächliche Wellenform einer Fourier-Analyse unterworfen wurde und die Phase und die Amplitude der zweiten Harmonischen der TFV berechnet wurden, lagen bezüglich der in Fig. 8 als Rei fenposition dargestellten Phase die Spitzenpositionen P bei 46,5 deg und 226,5 deg und die Niedrigpositionen B bei 136,5 deg und 316,5 deg relativ zu einer vorbestimmten Bezugsposi tion (0 deg) und die Amplitude betrug 64 N. Demnach wurden Massen D von 10 g jeweils in der Gegend von 0 deg und von 180 deg abgenommen, was beides ϕ2 = 46,5 deg ausgehend von den Spitzenpositionen B im Urzeigersinn bedeutet. Die Abnahme der Massen D wurde durch Ausschneiden von Laufflächenabschnitten unter Erweiterung der Rillenbreite eines Laufflächenab schnitts durchgeführt.

Wenn die TFV durch Drehen des Reifens mit entfernten Massen D bei der gleichen Geschwindigkeit wie oben beschrie ben unter Verwendung der Hochgeschwindigkeit-Gleichförmig keitsmaschine gemessen wurde, ergab sich eine tatsächliche TFV-Wellenform wie sie in Fig. 8 als "TFV (nach Änderung)" bezeichnet ist. Wenn die tatsächliche Wellenform einer Fou rier-Analyse unterzogen und die Amplitude der zweiten Harmo nischen der TFV berechnet wurde, betrug die Amplitude 10 N und dementsprechend wurde die zweite Harmonische der TFV durch Entfernen der Massen D um 54 N verringert.

Wie beschrieben kann nach der Erfindung durch Vorsehen oder Entfernen von Massen an zwei einschlägigen, einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten die zweite Harmonische der TFV verringert werden, die ein Beitrag zur Schwingung bei schneller Fahrt eines Fahrzeugs darstellt.

Claims

1. Verfahren zur Änderung der Gleichförmigkeit eines Rei fens,
wobei ein Reifen im Hinblick auf die zweite Harmonische der TFV bei einer vibrationserzeugenden Geschwindigkeit ge dreht und eine Phase und eine Amplitude der zweiten Harmoni schen gemessen werden, und
wobei die zweite Harmonische der TFV durch Vorsehen von Massenelementen verringert wird, die auf der Grundlage der Amplitude an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegenüberliegenden Orten bestimmt werden, die aufgrund der Phase bestimmt werden, so daß die gemessene zweite Harmoni sche der TFV durch die vom Vorsehen der Massen verursachte zweite TFV-Harmonische ausgelöscht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gemessene Phase der zweiten Harmonischen der TFV in die erste harmonische Phase des Reifens umgewandelt und die Massenelemente innerhalb ei nes Bereichs von 32,0 bis 61,0 deg in Drehrichtung bei Mes sung der zweiten Harmonischen ausgehend von Reifenpositionen minimaler zweiter Harmonischer vorgesehen werden.

3. Verfahren zur Änderung der Gleichförmigkeit eines Rei fens,
wobei ein Reifen auf der Grundlage der zweiten Harmoni schen der TFV bei einer vibrationserzeugenden Geschwindigkeit gedreht und eine Phase und eine Amplitude der zweiten Harmo nischen gemessen werden, und
wobei die zweite Harmonische der TFV durch Entfernen von Massen verringert wird, die auf der Grundlage der Amplitude an zwei einander in Durchmesserrichtung des Reifens gegen überliegenden Orten bestimmt werden, die auf der Grundlage der Phase bestimmt werden, so daß die gemessene zweite Harmo nische der TFV von der durch das Entfernen der Massen verur sachten zweiten TFV-Harmonischen aufgehoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die gemessene Phase der zweiten TFV-Harmonischen in die erste harmonische Phase des Reifens umgewandelt und die bestimmten Massen innerhalb eines Bereichs von 32,0 bis 61.0 deg in Drehrichtung bei der Mes sung der zweiten Harmonischen ausgehend von Reifenpositionen mit maximaler zweiter Harmonischen entfernt werden.