DE2709682B2

DE2709682B2 - Verfahren und Einrichtung zum Prüfen von Rotationskörpern, insbesondere Kfz-Reifen

Info

Publication number: DE2709682B2
Application number: DE2709682A
Authority: DE
Inventors: Herwig Dipl.-Ing. 6845 Gross-Rohrheim Hoenlinger; Friedrich 6101 Seeheim Wenz
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1977-03-05
Filing date: 1977-03-05
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2709682A1; US4134292A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Ungleichförmigkeit von Rotationslcörpern, insbesondere Kraftfahrzeugreifen, bei dem die Lauffläche gegen die Mantelfläche einer drehbar gelagerten Prüftrommel gedruckt wird und die während der Rotation auftretenden Radial- und Lateralkräfte mittels Meßwertaufnehmern gemessen und durch Summen- bzw. Differenzbildung ausgewertet werden.

Durch die US-Patentschrift 39 26 704 ist eine Reifenprül'einrichtung bekanntgeworden, mit der die Lateralkraftschwankungen ermittelt werden und die weiterhin eine Bestimmung des sogenannten Konus- to und Winkeleffekts aus den gemessenen Lateralkräften ermöglicht.

Um den Winkel- und Konuseffekt ermitteln zu können, werden die Lateralkräfte des Rotationskörpers in beiden Drehrichtungen gemessen und die Lateralkraftmittel werte Fi und F2 aus beiden Läufen gespeichert.

Der Konus- und Winkeleffekt errechnet sich dann in bekannter Weise, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird:

bzw. aus

3ΛΛ

Zur Ermittlung der einzelnen Reaktionskräfte in lateraler und radialer Richtung kann die Prüftrommel an ihrer Achse in zwei Zweikomponentenmeßwertaufnehmern gelagert werden.

Des weiteren ist durch die deutsche Patentschrift 23 26 046 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Reifen bekanntgeworden, bei dem neben den Kräften wenigstens ein Teil der Momente in der Aufstandsfläche des Reifens, welche infolge des zueinander und/oder zur Radmitte versetzten Angreifens der tangentialen, radialen und lateralen Kräfte gebildet werden, auf elektromechanische und/oder elektronische- Weise ermittelt werden.

Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung werden jedoch die gegenseitigen Einflüsse innerhalb der Meßwertaufnehmer nicht kompensiert, sondern nur die in der Reifenaufstandsfläche auftretenden Kräfte und Momente ermittelt

Aufgrund des unterschiedlichen elastischen Verhaltens der Verformungselemente der Meßwertaufnehmer und der Placierung der einzelnen Dehnungsmeßstreifen auf den Verformungselementen, ist eine Beeinflussung der in radialer Richtung wirkenden Kraft auf die Lateralkraftmeßeinrichtung und umgekehrt nicht zu vermeiden.

Des weiteren können Übersprechfehler durch mechanische Toleranzen, z. B. durch eine nicht ganz parallele Anordnung der Meßwertaufnehmer zur Prüftrommel auftreten oder durch Achsversatz der Prüftrommel zur Rotationskörperaufnahme. Diese Fehler sind aber eine Größenordnung kleiner, da sich diese durch eine genaue Messung und eine damit verbundene Nachjustierung ausgleichen lassen.

Die Übersprechfehler durch die Meßwertaufnehmer selbst lassen sich aber dagegen nachträglich nicht mehr beeinflussen.

Die Beeinflussung der Radialkraftmeßeinrichtung durch die Lateralkraft kann in der Praxis vernachlässigt werden, da die Lateralkräfte im Verhältnis zu den Radialkräften viel kleiner und somit auch die Auswirkungen sehr viel geringer sind.

Anders verhält es sich dagegen mit dem statischen Anteil der Radialkraft, die durch die Anpreßkraft des Rotationskörpers an die Prüftrommel sehr groß ist, so daß meßverfälschende Einflüsse auf die Lateralkraftmeßeinrichtung nicht auszuschließen sind.

Der resultierende Angriffspunkt der Anpreßkraft liegt nicht genau in der Mitte der Reifenaufstandsfläche und ändert sich von Prüfkörper zu Prüfkörper, so daß die beiderseits der Prüftrommel angeordneten Meßwertaufnehmer unterschiedlich große Radialkräfte aufnehmen müssen.

Da auch die Übersprechfaktoren von Meßwertaufnehmern unterschiedlich sind, weisen die Korrekturgrößen des Radialkanals auf dem Lateralkanal des jeweiligen Meßwertaufnehmers differente Werte auf, so daß diese getrennt ermittelt werden müssen.

Beim Justieren bekannter Prüfmaschinen ist es bekannt, das Obersprechen durch Drehen der Meßwertaufnehmer oder durch Unterlegen von Blechen zu korrigieren.

Hierbei besteht aber der Nachteil, daß die Meßdosen bei jedem Justagevorgang gelöst und dann wieder festgezogen werden müssen, so daß eine genaue Fixierung durch Stifte oder Paßfedern nicht möglich ist Durch das mehrmalige Lösen und wieder Festspann an können auch Schwierigkeiten bei der Meßdosen vor- ι ο spannung auftreten.

Dieser Justiervorgang muß auch dann wiederholt werden, wenn aufgrund verschiedener Reifengrößen eine Maulweitenverstellung durchgeführt werden muß.

Übersprechfehler, die ihre Ursache im Meßwertaufnehmer selbst haben, lassen sich durch diese bekannte Methode nicht ausgleichen.

Gleichzeitig ist das bekannte Ausgleichsverfahren umständlich und zeitraubend.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Prüfen der Ungleichförmigkeit von Rotationskörpern aufzuzeigen, bei dem keine meßverfälschende Beeinflussung der Radialkraftkomponente auf die Lateralkraftkomponente und umgekehrt auftritt

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Radialkräfte/Lateralkräfte der Meßwertaufnehmer getrennt mit jeweils einem ermittelten Proportionalitätsfaktor der Lateralkraft/Radialkraft aufgeschalte: werden, um das Übersprechen der Radialkraftmeßeinrichtung/Lateralkraftmeßeinrichtung auf die Lateralkraftmeßeinrichtung/Radialkraftmeßeinrichtung auszugleichen.

In vorteilhafter Weise werden die Korrekturspannungen durch Probeläufe ermittelt

Die Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Ausgleichs besteht vorzugsweise aus zwei den beiden Meßwertaufnehmern zugeordneten Invertierern, denen die Istwerte der Radialkräfte eingegeben werden und aus den Invertierern nachgeschalteten veränderbaren Spannungsteilern, an deren einem Ende die den Istwerten der Radialkräfte entsprechenden Spannungen und an derem anderen Ende die invertierten Werte dieser Spannungen anliegen und, daß an Schleifern die Korrekturspannungen abgegriffen werden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt in vereinfachter Form den Prüfstand und F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung.

Eine Prüftrommel 1 ist in bekannter Weise gelagert und weist einen rechten und einen linken Zweikomponentenmeßwertaufnehmer MWl, MWU auf. Der Prüfling 2 wird ebenfalls mittels bekanntei Mittel aufgenommen und mit einer nicht näher dargestellten Einrichtung an die Prüftrommel 1 angedrückt

Die Prüftrommel 1 wird in Rotation versetzt wobei die Meßwertaufnehmer MWi und MWU die Reaktionskräfte· des Prüflings 2 in radialer und lateraler Richtung aufnehmen.

Die Meßbrücke 3 zur Aufnahme der Radialkraft ist dem Meßwertaufnehmer MWI und die Meßbrücke 4 zur Aufnahme der Radialkraft dem Meßwortaufnehmer MWU zugeordnet Die gemessenen Werte werden in den Verstärkern 28 und 5 verstärkt und in einem Summierer 6 addiert, wobei gleichzeitig ein Soll-Ist-V/ertvergleich der Anpreßkraft durchgeführt wird. Der Ausgangswert des Summierers 6 steuert über einen Servoverstärker 7 die Anpreßkraft Fr. Der Sollwert der Anpreßkraft kann an einem Stellwiderstand 8 vorgewählt werden.

Der Ausgang des Summierers 6 wird auch gleichzeitig über ein Tiefpaßfilter 9 zur Signalweiterverarbeitung, z. B. zur Ermittlung der Spitzenwerte der Radialkraftschwankungen weitergeleiitet.

Die Meßbrücken 10 und 11 dienen zur Aufnahme der Lateralkräfte und sind ebenfalls den Meßwertaufnehmern MWl bzw. MWII zugeordnet

Die Meßwerte werden in Verstärkern 12 und 13 verstärkt und in einem Summierer 14 summiert und einem Tiefpaßfilter 15 eingegeben. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 15 dient zum einen zur Ermittlung der Lateralkraftschwankungen und zum anderen zur Ermittlung des Winkel- bzw. Konuseffektes, wozu in bekannter Weise ein Rechts- und ein Linkslauf des Prüflings 2 notwendig ist Die einzelnen Lateralkraftmittelwerte werden in den Speichern 16 bzw. 17 gespeichert

Nachfolgend kann dann mittels der bekannten Einrichtungen 18 und 19 der Konuseffekt und der Winkeleffekt errechnet und an den Anzeigegeräten 20 und 21 dargestellt werden.

Um nun das Übersprechen des Radialkanals auf den Lateralkanal des jeweiligen Meßwertaufnehmers auszugleichen, werden die Istwerte der Radialkräfte der Meßbrücken 3 und 4 Invertierern 22 und 23 eingegeben. Den Invertierern 22 und 23 sind veränderbare Spannungsteiler 24 und 25 nachgeschaltet. An diesen veränderbaren Spannungsteilern 24 und 25 liegen somit die den Radialkräften proportionalen Spannungen direkt und invertiert an, so daß an deren Schleifern 26 und 27 die erforderlichen Kompensationsspannungen, deren Größen durch Probeläufe ermittelt werden, abgenommen werden können. Die abgegriffenen Spannungen werden dann der der Lateralkraft proportionalen Spannung in einem Summierer 14 aufgeschaltet, so daß das Übersprechen des Radialkar.als auf den Lateralkanal ausgeglichen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prüfen der Ungleichförmigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Kraftfahrzeugreifen, bei dem die Lauffläche gegen die Mantelfläche einer drehbar gelagerten Prüftrommel gedrückt wird und die während der Rotation auftretenden Radial- und Lateralkräfte mittels Meßwertaufnehmern gemessen und durch Summen- bzw. Differenz- ι ο bildung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkräfte/Lateralkräfte der Meßwertaufnehmer getrennt mit jeweils einem ermittelten Proportionalitätsfaktor der Lateralkraft/Radialkraft aufgeschaltet werden, um das is Übersprechen der Radialkraftmeßeinrichtung (3, 4)/LateraIkraftmeßeinrichtungen (10, 11) auf die Lateralkraftmeßeinrichtung (10, llVRadialkfaftmeßtinrichtung (3,4) auszugleichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven oder negativen Korrekturspannungen durch Probeläufe ermittelt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Meßwertaufnehmern (MW\, Λ/WII) zugeordnete Invertierer (22,23) vorgesehen sind, denen die Istwerte der Radialkräfte eingegeben werden und, daß den Invertierern (22,23) veränderbare Spannungsteiler (24,25) nachgeschaltet sind, an deren Ende die den Istwerten der Radialkräfte entsprechenden Spannungen und an deren anderem Ende die invertierten Werte dieser Spannungen anliegen und, daß an Schleifern (26, 27) die Korrekturspannungen abgegriffen werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- j5 zeichnet, daß in einem Summierer (14) die Korrekturspannungen der Lateralkraft aufgeschaltet werden.