DE2913280A1 - Verfahren und vorrichtung zum korrigieren der montage eines luftbereiften rades - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum korrigieren der montage eines luftbereiften radesInfo
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WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHK ENS - GOET.?
PROFESSIONAL REPJlEStNTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE
MANDATAiRES agrees pres l'office eoropeen des brevets
DR.-ING. FRANZ WUESTHOFF
DR. PHIL. FREDA WUESTHOFF (1927-I9J6)
DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971)
DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN
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2. April 1979
Anmelder;
1. Bridgestone Tire Comp. Ltd. 10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku,
Tokyo / Japan
2. Maruyama Seiki Kabushiki Kaisha
1379-8, Yayoi, Hiro-Machi, Kure City,
Hiroshima Pref., Japan
Titel
Verfahren und Vorrichtlang zum Korrigieren der Montage eines luftbereiften Rades
9098 U)/0907
PATENTANWÄLTE
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHPiNS - GOETZ
PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIKES AGliiEs PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS
JÄ.-ING. FRANZ WUESTHOFF
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1A-51 122
Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren der Montage eines luftbereiften Rades
Bei einem Rad aus einer Radscheibe und einem damit verbundenen
Luftreifen für Kraftfahrzeuge ist es bisher üblich gewesen, den zusammengebauten Zustand jeweils genau zu definieren, um
den Einfluß von durch den luftreifen bedingten Schwingungen beim Abrollen des Luftreifens auf den Kraftfahrzeugrahmen auszuschalten
und dadurch die Übertragung dieser Schwingungenauf den Kraftfahrzeugrahmen zu verhindern.
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren zum genauen Definieren des jeweiligen zusammengebauten Zustandes werden die
Radialkraftschwankung des Luftreifens und die Innendurchmesserschwankung des Teiles der Radscheibe, mit dem der Luftreifen
verbunden wird, ■ gemessen, bevor der Luftreifen auf die Radscheibe
montiert wird. Außerdem werden die Stelle der größten Radialkraftschwankung des Luftreifens und die Stelle der
kleinsten InnendurchmesserSchwankung der Radscheibe markiert·
Der Luftreifen wird dann so auf die Radscheibe montiert, daß
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die Marken für die Stellen der größten Radialkraftschwankung des Luftreifens und der kleinsten Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe zusammenfallen. ■
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren ist es erforderlich,
eine Meßmaschine zum Messen der Radialkraftschwankung des Luftreifens und eine Meßvorrichtung zum Messen der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe zu benutzen. Folglich hat dieses bekannte Verfahren den Nachteil, daß die Messung in
zwei Arbeitsgängen durchgeführt werden muß und daher viel Zeit und Arbeitskraft erfordert.
Aus der vorstehenden Beschreibung dieses bekannten Verfahrens ergibt sich, daß es abhängig von diesen beiden Schwankungen
nicht immer möglich ist, den Luftreifen an der Radscheibe unter den optimalen Bedingungen zu montieren, und daß es notwendig
sein kann, diese beiden Schwankungen, um sie feststellen zu können, im zusammengebauten Zustand zu messen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wird hauptsächlich dann
angewandt, wenn der Luftreifen und die Radscheibe getrennt
gelagert sind.
Um festzustellen, ob das in ein Kraftfahrzeug einzubauende
Rad unter den für es optimalen Bedingungen zusammengebaut worden ist, ist es stets notwendig, vor Durchführen der oben
angegebenen jeweiligen Meßvorgänge das Rad auseinanderzubauen, wodurch viel Zeit und Arbeitskraft aufgewendet werden muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Montieren eines Luftreifens an einer Radscheibe zu schaffen,
mit dem sich der optimale zusammengebaute Zustand eines Rades rasch bestimmen und die jeweils erforderlichen Meßvorgänge
in einfacher Weise durchführen lassen. Es soll ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden,
die einfach aufgebaut und im Betrieb zuverlässig ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren eines Luftreifens an einer Radscheibe zeichnet sich dadurch aus, daß
- ein Rad aus einer Radscheibe und einem mit ihr verbundenen Luftreifen unter Last mehrere Umdrehungen gedreht wird,
- die RadialkraftSchwankung des Rades und die Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe allein während der Drehung des Rades elektrisch gemessen und gespeichert werden,
- die Radialkraftschwankung des Lufreifens allein durch Subtrahieren
der Innendurchmesserschwarikung der Radscheibe von der RadialkraftSchwankung des Rades abgeleitet und
gespeichert wird,
- eine elektrische Simulation durchgeführt wird, um eine relative Phasenverschiebung zwischen der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe und der Radialkraftschwankung des Luftreifens vorzunehmen,
- der optimale zusammengebaute Zustand des Rades durch
ZW i S C llT Θ Ώ.
relatives Phasenverschieben/der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe und der Radialkraft Schwankung des Luftreifens
und der Betrag der relativen Phasenverschiebung bestimmt werden, und
- daß der zusammengebaute Zustand des Rades auf der Basis
des so bestimmten Betrages der Phasenverschiebung korrigiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Montieren eines Luftreifens an einer Radscheibe hat
- Vorrichtungen zum Drehen eines Rades aus einer Radscheibe und einem mit ihr verbundenen Luftreifen unter Last um
mehrere Umdrehungen,
- Vorrichtungen zum elektrischen Messen und Speichern der Radialkraft Schwankung des Rades und der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe allein während der Drehung des Rades,
- eine Vorrichtung zum Ableiten der RadialkraftSchwankung
des Luftreifens allein durch Subtrahieren der Innendurch— messerschwankung der Radscheibe von der Radialkraftschwankung
des Rades und zum Speichern der Radialkraftschwankung des Luftreifens,
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- eine Vorrichtung zum Durchführen einer elektrischen Simulation, um eine relative Phasenverschiebung zwischen der
Innendurchmesserschwankung der Radscheibe und der Radialkraftschwankung
des Luftreifens vorzunehmen,
- eine Vorrichtung zum Bestimmen des optimalen zusammengebauten Zustandes des Rades durch Phasenverschieben zwischen der
Innendurchmesserschwankung der Radscheibe und der RadialkraftSchwankung des Luftreifens und zum Bestimmen
des Betrages der relativen Phasenverschiebung, und
- eine Vorrichtung zum Korrigieren des zusammengebauten
Zustandes des Rades auf der Basis des so bestimmten Betrages der Phasenverschiebung.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der fügenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand schematischer Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung
zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Blockschaltbild eines Meßsystems,
und
Fig. 2 eine grafische Darstellung der Innendurchmesserschwankung einer Radscheibe, der Radialkraftschwankung
eines Luftreifens, der phasenverschobenenRadialkraftschwankung eines Rades und der vorhandenen Radialkraftschwankung
des Rades, die je als Funktion einer Umdrehung des Luftreifens in Kanälen A, B, C und D
eines in Fig. 1 dargestellten Anzeigegerätes angezeigt sind.
Gemäß Fig. 1 sind ein Luftreifen 1 und eine Radscheibe 2 ohne Beachtung einer speziellen Zustandsbeziehung zu einem Rad 3
miteinander verbunden. Das Rad 3 ist mit Muttern 8 an einem Ende einer drehbaren Welle 7 befes.tigt, die in Lagern 5 und
drehbar gelagert ist, welche an einem Maschinengestell 4 angeordnet sind, das ein Hauptgehäuse für eine Meßmaschine,
bildet. Das Maschinengestell ist teilweise im Schnitt dargestellt und ist beim gezeigten Beispiel ortsfest. Die Welle
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trägt an ihrem hinteren Ende ein Kettenrad 10, das über eine
endlose Kette 9 von einer nicht gezeichneten Antriebsvorrichtung antreibbar ist. Ferner weist die Welle 7 an ihrem hinteren
Ende eine Impulse erzeugende Scheibe 11 auf, mit der
sich in weiter unten näher beschriebener Weise ein Drehwinkel des Rades 3 bestimmen läßt.
Unter dem Had 3 ist eine Belastungsrolle 12 angeordnet, die in bezug auf das Maschinengestell .4 nach oben und nach unten
verstellbar ist. Die Belastungsrolle 12 hat eine drehbare
Achse 13, die an beiden Enden in einem U-förmigen Träger 14
drehbar gelagert ist. Am Träger 14 ist ein Kraftmesser 15 befestigt,
der ein Dehnungsmeßgerät aufweist und die Radialkraftschwankung des Rades 3 zu messen und in ein elektrisches Signal
umzusetzen vermag.
Der Radscheibe 2 des Rades 3 ist an ihrer Innenseite eine . .· Meß vorrichtung 16 zugeordnet,die einen an einem Radkranz anliegenden
Abtaster aufweist und die Innendurchmesserschwankung der Radscheibe 2 zu messen und in ein elektrisches Signal umzusetzen
vermag. Ein Teil der Meßvorrichtung 16 ist am Maschinengestell 4 befestigt. Um das Befestigen des Rades 3 an der
Welle 7 zu erleichtern, ist die Meßvorrichtung 16 beweglich
ausgebildet. Außerdem kann die Meßvorrichtung 16 in beliebiger zweckdienlicher Weise ausgebildet sein.
Die Radialkraftschwankung des Rades 3 wird mit dem Kraftmesser
15 gemessen und in ein elektrisches Signal umgesetzt, das dann über eine Signalverarbeitungsschaltung 17, die einen
Verstärker o.dgl. aufweist, einer Speichersteuerschaltung 18 zugeleitet wird, in der es gespeichert wird. Die Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe 2 wird mit der Meßvorrichtung 16 gemessen und in ähnlicher Weise in ein elektrisches Signal
umgesetzt, welches über eine Signalverarbeitungsschaltung 19,
die einen Verstärker o.dgl. aufweist, der Speichersteuerschaltung 18 zugeleitet wird, in der es gespeichert wird. Die
Speichersteuerschaltung 18 hat einen Analog-Digital-Umsetzer,
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eine Speieherschaltung und eine Ablaufsteuerschaltung, die
von einem Impulsgenerator 21 ein Sperrsignal erhält und die Drehung der Welle 7 zu stoppen vermag.
Außerdem werden die der Radialkraftschwankung des Rades 3 und der InnendurchmeBserschwankung der Radscheibe 2 entsprechenden
Signale von der zugehörigen Signalverarbeitungsschaltung 17
bzw. 19 einer ersten Rechenschaltung 20 zugeführt, die einen
Differentialübertrager aufweist und das der Innendurchmesserschwankung
entsprechende Signal von dem der Radialkraftschwankung entsprechenden Signal zu subtrahieren vermag, um
eine Radialkraftschwankung für den Luftreifen 1 allein zu erhalten,
die dann der'Speichersteuerschaltung 18 zugeführt und
von dieser gespeichert wird. Der Speichersteuerschaltung 18 wird auch ein von der Impulse erzeugenden Scheibe 11 ausgehendes
impulsförmiges Signal über den Impulsgenerator 21 zugeleitet.
Beim gezeigten Beispiel ist der Impulsgenerator 21 so ausgebildet,
daß er je Umdrehung des Luftreifens 1 80 Impulse zu erzeugen vermag.
Nachdem das Sad 3 mehrere Umdrehungen gedreht worden ist, werden
die vorhandene Radialkraftschwankung des Rades 3, die Radialkraft
Schwankung des Luftreifens 1 allein und die Innendurchmesserschwankung der Radscheibe 2, die alle für eine Umdrehung
des Rades 3 gelten, an Kanälen D, B und A eines Anzeigegerätes 22 angezeigt, das als Oszilloskop, Kathodenstrahlröhre o.dgl.
ausgebildet sein kann.
Die Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 wird über eine Simulierschaltung 23 am Kanal B des Anzeigegerätes 22 angezeigt.
Die Simulierschaltung 23 ist von außen betätigbar, um nacheinander Phasenverschiebungen der RadialkraftSchwankung des Luftreifens
1 vorzunehmen. Außerdem kann der Betrag der Phasenverschiebung der Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 an
einem Zähler 24 der Anzeigegerätes 22 digital anzeigbar sein.
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Die am Zähler 24 angezeigten Zahlen entsprechen den obenerwähnten impulsförmigen Signalen und werden als Zahlen von
"OO11 bis "79" gebildet. In bezug auf die Innendurchmesser—
Schwankung der Radscheibe 2, die am Kanal A des Anzeigegerätes 22 angezeigt wird, bewirkt die Simulierschaltung 23, daß die
am Kanal B des Anzeigegerätes 22 angezeigte Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 nacheinander phasenverschoben wird,
und die Innendurchmesserschwankung der Radscheibe 2 und die phasenverschobene RadialkraftSchwankung des Luftreifens 1
werden einer zweiten Rechenschaltung 25 zugeführt, die einen Addierer aufweist und Rechenoperationen auszuführen vermag,
deren Ergebnis am Kanal C des Anzeigegerätes 22 angezeigt wird.
In Fig. 2 ist der Anzeigezustand des Anzeigegerätes 22 beim
praktischen Messen an einem ohne Beachtung spezieller Zustandsbeziehungen zusammengebauten Rad 3 dargestellt. Die vorhandene
RadialkraftSchwankung des Rades 3 ist am Kanal D durch eine
Kurve mit der Amplitude D' angezeigt. Die Innendurchmesser—
Schwankung der Radscheibe 2 ist am Kanal A durch eine mit durchgezogener Linie dargestellte Kurve angezeigt. In diesem
Falle wird die Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 durch
die erste Rechenschaltung 20 in der weiter oben beschriebenen Weise abgeleitet und am Kanal B durch eine ununterbrochene
Kurve angezeigt.
Die Bestimmung, ob der zusammengebaute Zustand des Rades 3 optimal ist, geschieht in der folgenden Weise. Bei der in
Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung wird die InnendurchmesserSchwankung der Radscheibe 2 am Kanal A des
Anzeigegerätes 22 angezeigt und so belassen, während die Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 am Kanal B des Anzeigegerätes
22 angezeigt und durch Betätigen der Simulierschaltung 23 phasenverschoben wird.
Wenn die RadialkraftSchwankung des Luftreifens 1 durch Betätigen
der Simulierschaltung 23 nach rechts phasenverschoben wird,
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wird als Reaktion darauf die RadialkraftSchwankung des Rades
über die zweite Rechenschaltung 25 sofort am Kanal C angezeigt, folglich ist es möglich, die am Kanal C angezeigte Radialkraftschwankung
des Rades 3 mit der am Kanal D angezeigten des herrschenden zusammengebauten Zustandes zu vergleichen.
Das bedeutet, daß, wenn die am Kanal B mit einer ununterbrochenen
Kurve angezeigte RadialkraftSchwankung des Luftreifens 1
entsprechend der mit gestrichtelter Linie eingezeichneten
Kurve um einen Betrag <*. nach rechts phasenverschoben worden
ist, und zwar durch Betätigen der Simulierschaltung 23, und
wenn die Amplitude d der am Kanal C angezeigten Radialkraftschwankung des Rades 3 einen kleinstmöglichen Wert annimmt,
festgestellt werden kann, daß die am Kanal C angezeigte Radialkraftschwankung des Rades 3 besser ist als die am Kanal
D angezeigte für den herrschenden zusammengebauten Zustand.
In diesem Falle wird der Betrag oL der Phasenverschiebung der
am Kanal B angezeigten RadialkraftSchwankung des Luftreifens
vom Zähler 24 des Anzeigegerätes 22 mit "55" angegeben. Sodann
wird der Luftreifen 1, nachdem er luftleer gemacht worden ist, in bezug auf die Radscheibe 2 und eine Phasenscheibe, welche
den Luftreifen 1 umgibt und eine Skalenteilung trägt, um
■3 60°
einen Winkel gedreht, der gleich ■ - mal 55 ist, um den
optimalen zusammengebauten Zustand zu erhalten.
Beim vorstehend beschriebenen Beispiel wurde durch Betätigen der Simulierschaltung 23 die Radialkraftschwankung des Luftreifens
1 gegenüber der InnendurchmesserSchwankung der Radscheibe
2 phasenverschoben. Umgekehrt läßt sich durch Betätigen der Simulierschaltung 23 die Innendurchmesserschwankung der
Radscheibe 2 gegenüber der Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 phasenverschieben.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren
die bei den herkömmlichen Verfahren aufgetretenen Nachteile auszuschalten vermag, also in der Lage ist, die optimale
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Montage des Luftreifens 1 an der Radscheibe 2 durch einen einfachen
Meßvorgang zu bestimmen. Folglich kann die Vorrichtung nach der Erfindung an einer Tankstelle, in einer Reifenreparaturwerkstatt
o.dgl. aufgestellt werden und ist von beträchtlich hohem Gebrauchswert.
Der gemäß Fig. 2 am Kanal A des Anzeigegerätes 22 angezeigten maximalen Amplitude der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe
2 läßt sich mit der am Kanal B des Anzeigegerätes 22 mit der unterbrochenen Kurve dargestellten kleinsten Amplitude
der phasenverschobenen Radialkraftschwankung des Luftreifens entgegenwirken. Auch in diesem Falle ist es möglich, zur Erzielung
der optimalen Montage die Lage des Luftreifens 1 an der Radscheibe 2 zu ändern.
Außerdem läßt sich die am Kanal B durch, die ununterbrochene
Kurve angezeigte Radialkraftschwankung des Luftreifens 1 um einen solchen Betrag oc phasenverschieben, daß der Gesamtbetrag
der Flächen \X\ und |Y/ , welche durch die am Kanal C angezeigte
RadialkraftSchwankung des Rades 3 definiert- sind, die
positive und negative Amplituden aufweist, einen Geringstwert annimmt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird die RadialkraftSchwankung des Rades 3 mit dem Kraftmesser 15 gemessen,
ohne daß die Welle 7 rechtwinklig dazu bewegt wird. Es ist auch möglich, die Welle 7 zusammen mit dem Maschinengestell
4 rechtwinklig dazu zu bewegen. In diesem Falle ist die Meßvorrichtung 16 mit der drehbaren Welle 7 fest verbunden
und das Rad 3 wird an das Maschinengestell 4 angelegt, mit dem der Kraftmesser 15 verbunden ist. Außerdem kann die
Belastungsrolle 12 mit einer Antriebsvorrichtung antreibbar sein. In diesem Falle wird das Rad 3 frei drehbar angeordnet.
Ferner kann das Sichtanzeigegerät 22 durch ein druckendes Anzeigegerät ersetzt sein.
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Leerseite
Claims (2)
1.) Verfahren zum Korrigieren der Montage eines luftbereiften
—'Rades mit einer Radscheibe und einem auf sie aufgezogenen
Luftreifen, dadurch gekennzeichnet , daß das ·
Rad (5) unter Last mehrere Umdrehungen gedreht wird,
- die Radialkraftschwankung des Rades (3) und die Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe (2) allein während der Drehung des Rades (3) elektrisch gemessen und gespeichert
werden,
- die Radialkraftschwankung des Luftreifens (1) allein durch Subtrahieren der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe
(2) von der RadialkraftSchwankung des Rades (3) abgeleitet
und gespeichert wird,
- eine ' ' ■ relative Phasenverschiebung zwischen der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe (2) und der Radialkraftschwankung des Luftreifens (1) elektrisch simuliert wird.
- der optimale Zustand des Rades (3) durch relatives Phasenverschieben zwischen der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe (2) und der Radialkraftschwankung des Luftreifens (1) und der Betrag (ot) der relativen
Phasenverschiebung bestimmt werden, und daß
- der · Zustand des Rades (3) auf der Basis des so bestimmten Betrages (ei ) der Phasenverschiebung
durch Verdrehen des Luftreifens (1) auf der Radscheibe (2) korrigiert wird.
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- 2 - 52 122
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch.
- Vorrichtungen (Welle 7, Kette 9, Kettenrad 10) zum Drehen
des Rades (3) unter Last*um mehrere Umdrehungen,
- Vorrichtungen (Kraftmesser 15, Meßvorrichtung 16, Signalverarbeitungsschaltungen
17,19, Speichersteuerschaltung 18) zum elektrischen Messen und Speichern der Radialkraftschwankung
des Rades (3) und der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe (2) allein während der Drehung des Rades (3),
- eine Vorrichtung (Rechenschaltung 20) zum Ableiten der Radi aller aft Schwankung des Luftreifens (1) allein durch Subtrahieren
der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe (2) von der Radialkraftschwankung des Rades (3) und zum
Speichernder Radialkraftschwankung des Luftreifens (1),
- eine Vorrichtung (Simulierschaltung 23) zum
. elektrischen Simulieren eine?relativen Phasenverschiebung
zwischen der Innendurchmesserschwankung der Radscheibe (2) und der Radialkraftschwankung des Luftreifens
- eine Vorrichtung (Rechenschaltung 25) zum Bestimmen des
optimalen zusammengebauten Zustandes des Rades (3) durch Phasenverschieben zwischen der Innendurchmesserschwankung
der Radscheibe (2) und der Radialkraftschwankung des Luftreifens (1) und zum Bestimmen des Betrages (od ) der
relativen Phasenverschiebung, und durch
- ej.ne Verrichtung zum Korrigieren des zusammengebauten Zustandes
des Rades (3) auf der Basis des so bestimmten Betrages (<*. )
der Phasenverschiebung.
909840/0907
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