DE2317146A1 - Vorrichtung zum automatischen schleifen von luftreifen - Google Patents

Vorrichtung zum automatischen schleifen von luftreifen

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Description

Patentanwälte:
Dr. Ing. Waiter Abitz 5. April 1973
Dr. Dieter F. M ο rf GT-681-F
Dr. Hans-A. Brauns
München 86, Pisazenauarstr. 2$
THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 44309, V. St. A.
Vorrichtung zum automatischen Schleifen von Luftreifen
Es sind Reifenschleif-Vorrichtungen bekannt, die unter Ansprechen auf automatisch abgefühlte Schwankungen in der Kraftwirkung zwischen dem Reifen und einem Lastrad kleine Gummimengen von den Reifenschultem selbsttätig entfernen. Beispiele derartiger Vorrichtungen finden sich in US-PS 3 553 903 und in US-PS 3 574 973· Wie der Fachwelt bekannt ist, stellt das Schleifen der Laufflächenschulter von Reifen ein wirksames Verfahren zur Verminderung der radialen Kraftschwankungen dar, die sonst in unangenehmer Weise auftreten, wenn unkorrigierte Reifen an Kraftfahrzeugen verwendet werden. Beim augenblicklichen Stand der Technik wenigstens ist die Technologie der Reifenherstellung nicht in der Lage, einen völlig gleichförmigen Reifen herzustellen. Die Schwankungen, die im Material und auch bei der Materialzusammenstellung während des Herstellungsverfahrens auftreten können, sind ebenfalls bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht detailliert dargestellt zu werden. Es genügt zu sagen, dass die Fahrzeughersteller jetzt Grenzwerte der KraftSchwankungen
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für Reifen festlegen, die je nach der Reifengrösse und den einzelnen Hersteller für sie annehmbar sein v/erden. Einige Hersteller legen mehr Wert auf die Grenzwerte der Grundschwingung der KraftSchwankung, während andere mehr mit einer Oberschwingung der Grundschwingung der KraftSchwankung befasst sind. In einigen Fällen werden höhere Werte der Oberschwingung zugelassen und umgekehrt.
Das Problem, letzten Endes die beste mögliche Laufeigenschaft zu liefern, umfasst mehr als nur Schwankungen in der Gleichmässigkeit des Reifens, da sich diese Schwankungen mit anderen derartigen Faktoren, wie z. B. den natürlichen Resonanzen des Rades und des Aufhängungssystems des Fahrzeugs selbst überlagern. Es ist jedenfalls ausführlich dargestellt worden, dass das Schleifen der Schulterbereiche von Reifen hinsichtlich der Grundschwingung der KraftSchwankung und einer Oberschwingung (gewöhnlich der ersten) derselben KraftSchwankung die Laufeigenschaften von Reifen und ebenso deren Abnützungseigenschaften deutlich und wirkungsvoll verbessert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein programmierbares System zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bestehender Reifenkräfte-Schleifvorrichtungen, wobei die Erhöhung der Leistungsfähigkeit durch den Einbau programmierten Umschalt ens vom Schleifen, dem die zusammengesetzte oder tatsächliche KraftSchwankung zugrundliegt, auf das Schleifen, dem eine Oberschwingung der KraftSchwankung zugrundeliegt, erreicht wird. . -
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf eine bekannte ReifenschieifSteuerungsanordnung angewendet ist.
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Pig. 2 zeigt ein vergrössertes Blockschaltbild des Komparators 80 von Pig. I.
Ein Lastrad 10 wird von einer nicht gezeigten Kraftquelle angetrieben, die das Rad in Kontakt mit einem Reifen 12 bringt und ihn belastet 3 wobei der Reifen in einer besonderen Einspannvorrichtung montiert ist, damit er durch eine nicht gezeigte Kraftquelle frei gedreht werden kann. Die Schwankungen der Radialkraft zwischen dem Reifen und dem Lastrad werden von einer Kraftmessdose IH abgefühlt, um elektrische Signale zu erzeugen, die den Schwankungen der Radialkraft analog sind. Das Signal wird dann an eine Signal-Konditioniereinriehtung 16, einen Verstärker 18 und ein Filter und einen Nullunterdrücker 20 gegeben. Danach wird der Spitzen-Spitzenwert in einem Spitzenwert-Detektor 22 erfasst, in einem Speicherkreis 2H aufgezeichnet und gespeichert und kann an einem Messinstrument 26 auch numerisch angezeigt werden.
Durch Einstellen eines Potentiometers 28 wird ein annehmbarer unterer Grenzwert der zusammengesetzten KraftSchwankung in das System einprogrammiert. In ähnlicher Weise wird durch Einstellen eines Potentiometers 30 ein weiterer Wert, der den Maximalbetrag darstellt, jenseits dessen ein Reifen nicht geschliffen werden kann, in das System einprogrammiert. Der tatsächliche Wert des Signals der radialen, zusammengesetzten Kraft wird dann durch Ober- und Untergrenzen-Komparatorkreise 32 und 31J mit den Signalen verglichen, die der Einstellung der Potentiometer 28 und 30 entsprechen. Die Ausgangssignale der Komparatorkreise werden dazu verwenden, einen Relaiskreis 36 zu erregen, der verschiedene Markiereinrichtungen antreibt, die den Reifen vorzugsweise in einer codierten Beschriftung markieren, die den Wert seiner Schwankung der zusammengesetzten Kraft anzeigt.
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Das Schwankungssignal der zusammengesetzten Kraft wird, so wie es ami Eingang des Schwellenwert-Detektors erscheint, auch zu einem Paar Servoverstärker 38 und HO geführt, deren Ausgangssignale Servo-Ventile steuern, von denen eines schematisch bei Hl eingezeichnet ist. Die Servo-Ventile steuern die. Bewegung der Schleifteile hinsichtlich Berührung und NichtBerührung mit den Reifenschultern. Da die Schleifscheiben auf dem Umfang des Reifens und entfernt von dem Berührungspunkt des Reifens mit dem Lastrad 10 angeordnet sind, muss dieser Abstand auf dem Umfang berücksichtigt werden, damit der Kautschuk an der gewünschten Stelle des Reifens tatsächlich abgeschliffen wird. Bevor das Schwankungssignal der zusammengesetzten Kraft die Servo-Verstärker 38 und HO erreicht, wird es daher über einen analogen Verzögerungskreis 42 geführt, der genau die Zeitspanne kompensiert, die der Teil des Reifens, der ein von der Kraftmessdose IM abgefühltes Schwankungssignal der zusammengesetzten Kraft hervorgerufen hat, benötigt, um von. dem Berührungspunkt mit dem Lastrad 10 zu der Stelle der Schleifscheiben zu wandern.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das Schwankungssignal der zusammengesetzten Kraft, wie es am Eingang des Spitzenwert-Detektorkreises 22 auftritt, auch einer Oberwellen-Schleifenanordnung zugeführt, die einen Verstärker HH und zwei Integratoren H6 und HS aufweist. Das Ausgangssignal des Integrators HS ist ein Analogsignal, das einer Oberwelle des dem Verstärker HH zugeführten Schwankungssignals der radialen, zusammengesetzten Kraft proportional ist. Obwohl dies jede Oberwelle sein kann, wird für diese Beschreibung auf die erste Oberwelle Bezug genommen. Das Signal wird jedenfalls zu einer Register- und Speichereinrichtung ^9 geführt, die der Speichereinrichtung 24 ähnlich ist und teur Speicherung des Signals der zusammengesetzten, radialen Kraft verwendet wird. Ebenso wie bei
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dem Signal der zusammengesetzten Kraft wird ein annehmbarer Wert der ersten Oberwelle des Signals der zusammengesetzten Kraft durch Einstellung eines Potentiometers 50 in das System einprogrammiert und in ähnlicher Weise wird ein Signal, das dem Maximalbetrag entspricht, jenseits dessen der Reifen nicht geschliffen werden kann, durch Einstellung eines Potentiometers 52 in das System einprogrammiert. Der tatsächliche Wert des Signals der ersten Oberwelle wird dann in Ober- und Untergrenzen-Komparatorkreisen 54 und 56 verglichen, deren Ausgangssignale einen Reläiskreis 58 erregen, der verschiedene Markiereinrichtungen betreibt, die den Reifen mit einem Code markieren, der den Wert der ersten Oberwelle der Schwankung der zusammengesetzten Kraft anzeigt.
Das Signal, das der zusammengesetzten, radialen Kraftschwankung entspricht und an der Eingangsklemme des Spitzenwertdetektors 22 auftritt, wird ebenfalls einer Schaltungsschleife für die erste Oberwelle zugeführt, wobei die Schleife einen invertierenden Verstärker 60 und Integratoren 62 und 64 aufweist. Unter den anschliessend beschriebenen Bedingungen wird das Signal, das an der Ausgangsklemme des Integrators 62 auftritt und das die Komponente der ersten Oberwelle der Schwankung der zusammengesetzten Kraft darstellt, so eingerichtet, dass es den Servo-Verstärkern 38 und 40 zugeführt wird, und zwar auf die gleiche Weise wie das Signal der zusammengesetzten Kraft, damit der Reifen entsprechend dem Signal der ersten Oberwelle geschliffen werden kann.
Unabhängig davon, welches der beiden Signale gerade zur Steuerung der Servo-Verstärker 38 und 40 verwendet wird, werden zwei Potentiometer 66 und 68, die dem Verstärker 70 zugeordnet sind, der über den analogen Verzögerungskreis 42 die Servo-Verstärker 38 und 40
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treibt, zur Programmierung der minimalen und entsprechend der maximalen Schleiftiefe verwendet.
Die Ausgangssignale der Komparatorkreise 32, 3*1 a 5^ und 56 werden alle kontinuierlich durch einen Schleif^-Komparätorkreis 72 überwacht. Wenn das entsprechend dem Signal der zusammengesetzten radialen Kraft oder dem Oberwellensignäl vorgenommene Schleifen bis zu einem Punkt fortgeschritten ist, an dem die Schwankungen innerhalb der vorprogrammierten, annehmbaren Grenzwerte liegen, wird ein Relais 7 erregt, um einen normalerweise offenen Schaltkreis zu schliessen, der die Schleifscheiben von dem Reifen zurückzieht. Relais 76 und 78 sind ebenfalls der Steuerung durch den Schleif-Komparator 72 unterworfen und sind 'wirksam, wenn sie erregt werden, um die Leitungen zu den Potentiometern 50 und 58 zu öffnen und diese Potentiometer durch andere .Potentiometer 29 und 51 zu ersetzen. Dies ermöglicht es, den Reifen auf Werte abzuschleifen, die unterhalb der ursprünglich festgesetzten unteren Grenzen liegen, die durch die Einstellung der Potentiometer 28 und 50 festgesetzt wurden.
Um ein Umschalten von dem Signal der zusammengesetzten Radialkraft auf die erste Oberwelle dieses Signals als Eingangssignal der Servo-Verstärker 38 und 40 der Schleifeinrichtung automatisch zu steuern, wird das Ausgangssignal des Untergrenzen-Komparators 34 dem Eingang eines weiteren Komparatorkreises 80 zugeführt- Dieser Kreis steuert ein Relais 82, das Kontakte 8.2a, 82b, 82c ^ und 82d so betätigt, dass sich deren Zustand umkehrt, wenn das Relais 82 erregt ist. In seinem stromlosen Zustand wird über den normalerweise geschlossenen Kontakt 82a daher das Schwankungssignal der zusammengesetzten Kraft zu den Servo-Verstärkern geführt» Jedesmal wenn
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das Relais 82 erregt wird ,werden jedoch die Kontakte 82a geöffnet und die Kontakte 82b geschlossen, wodurch ein Eingangssignal an den Verstärker 70, den Analog-Verzögerungskreis 42 und die Servo-Verstärker 38 und 40 von der Ausgangsklemme des Integrators 62 zugeführt wird, das die erste Oberwelle des Schwankungssignals der zusammengesetzten Radialkraft ist.
Entsprechend Fig. 2, die eine schematische Blockschaltung des Komparatorkreises 80 zeigt, weist dieser Kreis zwei Addiernetzwerke und Trennstufen 84 und 86 auf, die zwei Gleichstromverstärker 88 und 89 treiben. Die Ausgangssignale der Gleichstromverstärker werden ihrerseits zu zwei Triggerkreisen 92 und 94 geführt, deren vereinigte Ausgangssignale über einen Transistor 96 das Relais 82 betätigen.
Auf der Eingangsseite des Komparatorkreises 80 sind zwei Potentiometer 98 und 100 angeordnet. Das Einstellen dieser Potentiometer sorgt für ein programmiertes Analog-Signal, das mit dem Ausgangssignal des Unter-Grenzen-Komparatorkreises 34 verglichen wird. Wenn letzteres Signal einen Wert erreicht, der der Einstellung der Potentiometer entspricht, wird das Relais 82 erregt· um durch öffnen von 82a und Schliessen von 82b den Ausgang des Integrators 62 mit den Servo-Verstärkern 38 und 40 zu verbinden. Kontakte 82c und 82d werden dazu verwendet, das Fehlerstellen-Signal der zusammengesetzten Kraft an den Verstärker 70 zu legen, wenn der Reifen unter Ansprechen auf die zusammengesetzte Kraft geschliffen werden soll, oder an einen festen negativen Wert, wenn der Reifen unter Ansprechen auf eine Oberwelle geschliffen werden soll.
Vorausgehend wurde ein neues und brauchbares System beschrieben, das zur Steuerung von Reifenschleifvorrichtungen dient und dessen Wirkung darin besteht, dass innerhalb vorherbestimmter Grenzen auf der Grundlage der
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Schwankungen der zusammengesetzten Radialkraft geschliffen wird, und anschliessend selbsttätig, auf eine erste .Oberwelle des Signals der zusammengesetzten Radialkraft umgeschaltet wird und wiederum bis innerhalb vorherbestimmter Grenzen auf der Grundlage des Oberwellen-Signals geschliffen wird. Wenn es gewünscht wird, kann die Reihenfolge des Schleifens natürlich umgekehrt werden.
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Claims (7)

  1. GT-681-F 5. April 1973
    P a t e η t a ns ρ r ü c h e
    Vorrichtung zum automatischen Schleifen von Luftreifen, um diese hinsichtlich der Schwankungen der radial zusammengesetzten Belastungskraft und einer Oberwelle dieser KraftSchwankungen zu korrigieren, gekennzeichnet in Kombination durch:
    eine Befestigungsvorrichtung für einen Reifen, so dass sich dieser um eine erste feste Achse drehen kann, eine Schleifeinrichtung, um kleine Kautschukmengen von der Laufflächenschulter eines Reifens abzunehmen, ein Lastrad, das auf einer zur ersten Achse parallelen Achse befestigt ist,
    eine Einrichtung, um den Reifen in Anlage mit dem Lastrad in Drehung zu versetzen, so dass das Lastrad zwangsläufig in Drehung versetzt wird,
    eine Einrichtung zum Abfühlen der Kraftschwankungen, die durch die Kraftwirkungen zwischen dem Reifen und dem Lastrad verursacht werden, und zum Umsetzen der Kraftschwankungen in erste elektrische Analog-Signale, einen Spitzenwertdetektor, der zur Aufnahme dieser Signale geschaltet ist,
    eine Speichereinrichtung, die zur Aufnahme und Speicherung dieser Signale geschaltet ist,
    eine Einrichtung, die zwei weitere Signale liefert, deren Grosse vorherbestimmt ist und die dem annehmbaren Wert der Schwankung der zusammengesetzten Radialkraft und dem Maximalwert, jenseits dessen ein Reifen nicht geschliffen werden soll, proportional ist, eine Komparatoreinrichtung, die zur Aufnahme und zum Vergleich der ersten Analog-Signale mit den zwei weiteren Signalen geschaltet ist,
    eine Einrichtung zum Antrieb der Schleifeinrichtung, wenn das Analogsignal zwischen beiden Signalen liegt, und, um mit dem Schleifen des Reifens fortzufahren,
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    GT-681-F
    bis das Analog-Signal einen vorherbestimmten Wert erreicht,
    eine Einrichtung zur Erzeugung zweiter Analog-Signale, die eine Oberwelle der ersten Analog-Signale sind, eine Einrichtung zum Vergleich der zweiten Analog-Signale mit vorherbestimmten Referenzsignalen, eine Einrichtung zum Antrieb der Schleifeinrichtung, wenn das zweite Analog-Signal zwischen, vorherbestimmten Grenzwerten liegt, und
    eine Einrichtung, die das Schleifen des Reifens beendet, wenn das zweite Analog-Signal auf einen vorherbestimmten Wert abfällt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum 'automatischen Umschalten der Steuerung der Schleifeinrichtung von den einen Analog-Signalen auf die anderen vorhanden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Analog-Signale die erste Oberwelle der ersten Analog-Signale sind ο
  4. 4. Verfahren zur Erzielung von Gleichförmigkeit der Kennwerte von Kraftfahrzeugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Reifen in Kontakt mit einem Lastrad in Drehung versetzt wird,
    die Kraftwirkung zwischen dem Reifen und dem Lastrad festgestellt wird,
    die Schultern des Reifens abgeschliffen werdens bis die Kraftwirkung innerhalb vorherbestimmter Grenzen liegts und
    die Schultern des Reifens weiter abgeschliffen werdens bis eine Oberwelle der Kraftwirkung innerhalb vorherbestimmter Grenzen liegt»
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    GT-681-F
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 1I, dadurch gekennzeichnets dass der Reifen zuerst auf die vorherbestimmten Grenzwerte
    der Kraftwirkung abgeschliffen wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen zuerst auf vorherbestimmte Werte einer Oberwelle der Kraftwirkung abgeschliffen wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch U9 dadurch gekennzeichnet, dass "die Oberwelle die erste Oberwelle der Kraftwirkung ist.
    - 11 -
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DE2317146A 1972-04-05 1973-04-05 Vorrichtung zum automatischen schleifen von luftreifen Pending DE2317146A1 (de)

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