DE3137248C2

DE3137248C2 -

Info

Publication number: DE3137248C2
Application number: DE3137248A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Silver Lake Kan. Us Kounkel; Loren Tallmadge Ohio Us Miller; Kenneth Akron Ohio Us Spriggel; Stephen Doylestown Ohio Us Williams
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1990-10-25
Also published as: IT1195065B; BR8105781A; FR2490817B1; JPH0449567Y2; GB2084739B; IT8123976A0; CA1178088A; US4414843A; GB2084739A; MX153355A; LU83639A1; US4479381A; AU7437181A; JPH02110845U; AU556139B2; JPS5784328A; FR2490817A1; MY8600099A; DE3137248A1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum Überprüfen der dynamischen Unwucht eines Reifens mittels Abtastmitteln für die Messung der Auswanderung an zwei axial gegenüberliegenden Stellen des Reifens und über den Umfang des Reifens herum verteilt.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 19 44 678 bekannt. Dabei wird eine Messung des radialen Abstands der seitlichen Außenbereiche und der radialen Kraft änderungen vorgenommen. Auch ist aus der DE-OS 28 51 794 bekannt, RFV- und LFV-Kompo nenten, also sowohl radiale als auch laterale Komponenten, zu messen. Dazu wird u. a. eine belastete Rolle verwendet, es wird ein Schleifsignal erzeugt, und es werden Schleif maschinen verwendet. Zwei Sensoren tasten den Reifen an dessen Oberfläche ab.

Der Vorschlag der DE-OS 24 56 835 bezweckt die Korrektur von Fehlern in der Gleichförmigkeit und im Rundlauf von Reifen. Dort sind ein Belastungsgrad und Schleifein richtungen vorgesehen. Außerdem werden zwei Spannfutter verwendet und der Reifen mit Druckluft gefüllt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, kein Rotationsauswuchtgerät zu benötigen, den Reifen nicht mit hoher Geschwindigkeit zu drehen, eine notwendige Meßvorrichtung in ein vorhandenes Prüfgerät einzufügen und die Prüfung ohne gesonderte Montage und Demontage durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen der dynamischen Unwucht eines Reifens.

Auch diese Erfindung geht aus von dem Gegenstand der DE-OS 19 44 678. Die Lösung derselben Aufgabe wie zu Anspruch 1 besteht in den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen.

Weitere Ausgestaltungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 10 bis 12.

Bei der Lösung der Aufgabe durch die beanspruchte Vor richtung wie auch durch das beanspruchte Verfahren wird noch der Vorteil erzielt, ein Überprüfen und Bestimmen der Fahreigenschaften eines Reifens zu ermöglichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische Ansicht einer Meß- und Schleifma schine, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, bei wel cher der Reifen angebracht und aufgepumpt ist und sich Sensoren in ihrer Stellung zum Messen des seitlichen Auswanderns be finden;

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm, das die Tätigkeits folge nach Anbringen und Aufpumpen des Rei fens darstellt;

Fig. 4 ein Blockschaltbild mit den Elementen einer gezeigten Ausführungsform;

Fig. 5 ein Diagramm der positiven und negativen ersten harmonischen Werte der Auswanderungs messungen auf gegenüberliegenden Seiten des Reifens an entsprechenden Umfangsstellen um den Reifen herum; und

Fig. 6 ein Diagramm wie Fig. 5, aber mit unter schiedlichem Ordinatenmaßstab, welches die arithmetische Summe der in Fig. 5 gezeigten ersten harmonischen Werte darstellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Reifenprüfmaschine, zum Beispiel eine Kraftveränderungs-Prüfmaschine 10 mit einem oberen Klemmfutter 11, das drehbar an einem oberen Rahmen 12 angebracht ist. Ein unterer Rahmen 13 trägt eine verti kale Spindel 14 zur Drehung und Vertikalbewegung in einer Laufbuchse 15, die an den Rahmen 13 angefügt ist. Ein unteres Klemmfutter 16 ist an der Spindel 14 angebracht und ist axial verschiebbar aus einer in Fig. 1 gezeigten offenen, zurückgezogenen Stellung in eine in Fig. 2 gezeigte ge schlossene, vorgeschobene Stellung.

Abtastmittel zur Messung des seitlichen Auswanderns wie zum Beispiel Kontaktrollen 17, die an Fingern 18 ange bracht sind, welche mit Linearverstellungs-Wandlern ver bunden sind, sind an dem oberen Rahmen 12 und dem unteren Rahmen 13 angebracht zum Kontakt mit einem Reifen 19, der zwischen den Klemmfuttern 11 und 16 montiert ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Finger 18 werden von Haltern 20 getragen, welche relativ zu dem oberen Rahmen 12 und dem unteren Rahmen 13 vertikal verstellbar sind, um einen Spielraum zur Bewegung des Reifens 19 zwischen dem oberen Klemmfutter 11 und dem unteren Klemmfutter 16 zu schaffen. Die vertikale Verstellung kann vorgenommen werden durch eine luftbetätigte Kolben/Zylindereinrichtung, die an den Rahmen 12 und 13 angebracht ist und die Halter 20 aus in Fig. 1 gezeigten zurückgezogenen Stellungen in die in Fig. 2 gezeigten vorgeschobenen Stellungen führt, in welchen die Kontaktrollen 17 in Kon takt mit dem Reifen 19 stehen.

In einem der Klemmfutter 11 oder 16 ist ferner eine (nicht gezeigte) Reifenaufpumpeinrichtung zur Verbindung zwischen dem Reifen 19 und einer Druckluftquelle vorgesehen. Eine Belastungswalze 23 ist radial zum Reifen 19 verschieb bar zum Kontakt mit der Lauffläche des Reifens und dient dazu, den Reifen auf die Wulstsitze der Klemmfutter 11 und 16 auf zusetzen.

Als Alternative zu den Kontaktrollen 17 in Kontakt mit dem Reifen 19 können Näherungsfühler 24 an den Haltern 20 gehalten werden zur vertikalen Verstellung in Stellungen, die von dem Reifen beabstandet sind. Die Nähe rungsfühler 24 liefern Signale, welche ein seitliches Aus wandern angeben, wenn der Reifen 19 auf den Klemmfuttern 11 und 16 gedreht wird.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung einer anderen Ausführungsform gezeigt. Ein erster linearer Wand ler 25 ist mit einem der Meßmechanismen verbunden, der durch eine der Kontaktrollen 17 oder Näherungsfühler 24 auf einer Seite des Reifens 19 betätigt wird. Ein zweiter identischer linearer Wandler 26 ist mit dem anderen Meß mechanismus verbunden, der durch die andere Kontaktrolle 17 oder den anderen Näherungsfühler 24 betätigt wird.

Die Ausgangsspannungen von den Wandlern 25 und 26 können im Maßstab vergrößert oder verkleinert werden und werden in dieser Ausführungsform um die Hälfte vermindert. Die Ausgangsspannung B von dem linearen Wandler 25 wird von der Ausgangsspannung A von dem linearen Wandler 26 abge zogen. Dieses Signal, welches bei jedem Punkt von A-B eine Amplitude aufweist, wird durch ein Filter wie zum Beispiel ein Vierpol-Tiefpaßfilter 27 übertragen, welches die zwei ten Harmonischen und höhere Frequenzen eliminiert. Das gefilterte Signal A-B wird zu einem Spitze-zu-Spitze-Detek tor 28 übertragen, welcher eine Spitze-zu-Spitze-Spannung A-B erzeugt, die dem maximalen Spitze-zu-Spitze-Wert der ersten Harmonischen (das heißt, Grund-)Komponente des ge filterten Signals A-B entspricht. Ein Probenzeitgeber 29 ist mit dem Spitze-zu-Spitze-Detektor 28 verbunden und steuert das Zeitintervall von einer halben bis zu 16 Se kunden, in welchem der Detektor das ankommende Signal ist, oder die "Probenzeit", die durch das Intervall T 2 bis T 3 in dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 3 gezeigt ist. Dieser Spitze-zu-Spitze-Wert wird an dem Digitalmesser 32 ange zeigt und gleichzeitig mit von Hand gewählten hohen und niedrigen Grenzwerten verglichen.

Ein Verzögerungszeitgeber 33 ist vorgesehen, um die Vor prüfzeit von einer halben bis zu 16 Sekunden für eine und eine halbe Umdrehung des Reifens zu steuern, so daß Daten gemessen und die Lampenschaltungen zurückgestellt werden können. Dies ist in dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 3 an gegeben durch das Intervall T 1 bis T 2, welches Intervall beginnt, nachdem das System durch Betätigung eines Schal ters 34 bei T 1 gestartet worden ist, und welches vor der "Probenzeit" liegt, die durch das Intervall von T 2 bis T 3 in Fig. 3 angegeben ist.

Es sind optische Anzeigen hoher und niedriger Werte der Spitze-zu-Spitze-Spannung A-B vorgesehen. Ein rotes Licht 35 leuchtet, wenn die Spitze-zu-Spitze-Spannung A-B gleich einer vorbestimmten oberen Grenze oder höher ist, welche einer oberen Grenze einer annehmbaren dynamischen Unwucht entsprechen kann. Wenn dies vorkommt, kann ein Zeitgeber 36 betätigt werden, und ein Hochrelais 37 schließt die Kontakte von 4 bis 15 Sekunden lang. Dieses Intervall T 4 bis T 5 ist in Fig. 3 dargestellt.

Ähnlich leuchtet ein grünes Licht 38, wenn die Spitze-zu-Spitze-Spannung A-B gleich einer vorbestimmten Grenze oder kleiner ist, welche einem bestimmten niedrigen Wert der dynamischen Unwucht entsprechen kann. Wenn dies vorkommt, kann ein Zeitgeber 39 betätigt werden, und ein Niedrigrelais 42 schließt die Kontakte über eine Zeit spanne T 4-T 5 bis zu 15 Sekunden.

Wenn die Spitze-zu-Spitze-Spannung A-B zwischen der oberen und unteren Grenze liegt, leuchtet weder das rote Licht 35 noch das grüne Licht 38, was ein anderes Ausmaß von dyna mischer Unwucht angibt. Das Zeitintervall zwischen T 3 und T 4 in dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 3 wird durch einen Zeitgeber 43 vorgesehen, welcher auf etwa 1 Sekunde einge stellt ist, während welcher Zeit die Ausgangssignale des oberen Vergleichers 44 oder unteren Vergleichers auf die Schaltkreise für das grüne Licht 38 und das Relais 42 oder für das rote Licht 35 und das Relais 37 übertragen werden.

Es ist wichtig, daß während der Probenzeitspanne T 2-T 3 in dem Zeitablaufdiagramm in Fig. 3 der Spitze-zu-Spitze- Detektor die höchsten Spitze-zu-Spitze-Werte festhält, welche während wenigstens einer Umdrehung des Reifens auf treten. Vorzugsweise wird der Probenzeitgeber 29 auf eineinhalb Umdrehungen des Reifens 19 eingestellt.

In dem Diagramm von Fig. 5, welches die durch die erster wähnte Ausführungsform festgestellten Werte darstellt, sind auf der Ordinate des Diagramms die ersten harmonischen Spitze-zu-Spitze-Werte A und (-B) und ihre Relation zu neutralen Ebenen auf jeder Seite des Reifens 19 senkrecht zu einer Achse des Reifens gezeigt, wie durch die Linie 0-0 angegeben ist. Diese Werte sind in Stellungen um den Um fang des Reifens 19 herum gezeigt, welche durch die Punkte 0-12 auf der Abszisse des Diagramms angegeben sind. Die Werte B sind negativ und phasenverstellt gezeigt, so daß die in Fig. 5 gezeigten Spitzen 2 A und (-2 B) der Spitze- zu-Spitze-Werte A und (-B) an einer angegebenen Stelle auf dem Umfang gemessen werden können. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann die Summe (A + (-B) dann an diesen Stellen bestimmt werden und ist bei richtiger Analyse eine Angabe der Größe der dynamischen Unwucht des Reifens 19.

Wenn beispielsweise in Fig. 2 die obere Kontaktrolle 17 aufgrund von seitlichem Auswandern ausgestreckt wird, er zeugt dies eine Spannung A von einem linearen Verstell wandler. Wenn die untere Kontaktrolle 17 aufgrund von seit lichem Auswandern zurückgezogen wird, erzeugt dies ebenso eine Spannung (-B) von einem anderen linearen Verstell wandler. Wenn diese Spannungen gefiltert werden, um die ersten harmonischen Werte A und B zu erhalten und der Wert A von dem Wert B abgezogen wird, ist das Ergebnis gleich der Summe A + (-B), wie in Fig. 6 gezeigt, und der Maxi malwert von A + (-B) ist durch den Buchstaben X in dem Dia gramm angezeigt. Der maximale Wert X von A + (-B), welcher durch den Spitze-zu-Spitze-Detektor bestimmt wird, ist ein Indikator für die Größe der dynamischen Unwucht des Rei fens 19.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das seitliche Auswandern an Stellen 46 und 47 nahe dem Ende des Laufstreifenmusters auf beiden Seiten des Reifens zwischen dem Bereich der ma ximalen Querschnittsbreite SD und der äußeren Radialfläche des Reifens gemessen. Vorzugsweise berühren die Kontakt rollen 17 den Reifen 19 an einer glatten Oberfläche des Reifens. Dies ist nicht erforderlich, wenn die Näherungsfühler 24 verwendet werden, da in diesem Fall kein Rollkontakt mit dem Reifen besteht.

In Betrieb wird die Prüf- und Schleif maschine 10 zur Aufnahme des Reifens 19 durch Zurückziehen des unteren Klemmfutters 16 eingestellt. Die Halter 20 werden ebenfalls zurückgezogen, um Raum zum Einbringen und Auflegen des Reifens auf dem unteren Klemm futter 16 zu schaffen. Das untere Klemmfutter 16 wird dann auf der Spindel 14 angehoben, und die Wülste des Reifens 19 werden auf die Wulstsitze der Klemmfutter 11 und 16 aufgesetzt, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Reifen 19 wird vorzugsweise auf einen Betriebsdruck aufgepumpt. Falls er wünscht, kann die Belastungswalze 23 radial nach innen in Kontakt mit der Laufstreifenfläche des Reifens 19 verscho ben werden, um das Aufsetzen der Wülste auf die Klemm futter 11 und 16 zu unterstützen.

Die Halter 20 werden dann in ihre Stellung zum Messen des seitlichen Auswanderns entweder durch die Kontaktrollen 17 und die Finger 18 oder durch die Nähe rungsfühler 24 verschoben. Dies erfolgt, während der Rei fen 19 in der Horizontalstellung gedreht wird, wie in Fig. 2 gezeigt, wobei das obere Klemmfutter 11 durch ei nen Antrieb mit vorbestimmter Rotationsgeschwindigkeit an getrieben wird und das untere Klemmfutter 16 durch das obere Klemmfutter 11 auf der Spindel 14 mitgedreht wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Klassieren vorgenommen durch Einstellen des oberen Komparators 44 auf einen ge wünschten Wert, so daß beim Messen von Daten der Maximal wert des Spitze-zu-Spitze-Signals A-B mit diesem Wert ver glichen wird. Wenn das Signal gleich diesem Grenzwert ist oder darüber liegt, leuchtet das rote Licht 35. Der untere Vergleicher 45 wird auf einen gewünschten unteren Grenz wert eingestellt, so daß beim Abnehmen von Daten das maxi male Spitze-zu-Spitze-Signal A-B mit diesem Wert ver glichen wird. Wenn das Signal gleich diesem Grenzwert ist oder darunter liegt, leuchtet das grüne Licht 38.

Nach Starten des Prüfsystems durch Betätigen des Schalters 34, wobei der Reifen 19 mit den Klemmfuttern 11 und 16 rotiert, wird der Reifen eine vor bestimmte Zeitspanne T 1-T 2 lang gedreht, welche lang genug ist, um den Schaltkreisen das Abklingen zu ermögli chen, nachdem die Wandler 25 und 26 mit den Kontaktrollen 17 oder Näherungsfühlern 24 zum Signalisieren des seitli chen Auswanderns in Stellung gebracht worden sind. Vor zugsweise sieht diese Zeit etwa anderthalb Umdrehungen des Reifens 19 vor. Danach werden die Daten gemessen während der "Probenzeit" T 2 bis T 3, welche möglichst lang, aber auf wenigstens anderthalb Umdrehungen des Reifens eingestellt wird. Der maximale Spitze-zu-Spitze-Wert A-B, welcher während der "Probenzeit" auftritt, wird auf dem Digital meter 32 gehalten, und die optische Anzeige des hohen und des niedrigen Wertes wird durch das rote Licht 35 oder das grüne Licht 38 vorgenommen. Nach der Probenzeit T 2 bis T 3 wird das Hochrelais 37 oder das Niedrigrelais 42 eine vorbestimmte Zeit lang geschlossen, während das rote Licht 35 oder das grüne Licht 38 leuchtet.

In einem Reifenherstell- oder Kraftfahrzeug- Montagewerk umfaßt der übliche Prozeß nach dem Durchfüh ren der geschilderten Überprüfung das Zurückziehen des Halters 20, während der Reifen 19 noch auf gepumpt ist, und dann das Verschieben der Belastungswalze 23 in Kontakt mit dem Reifen, um die Kraftveränderungen in dem Reifen zu prüfen. Nach diesem Test kann der Reifen 19 entleert und entfernt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Überprüfen der dynamischen Unwucht eines Reifens mittels Abtastmitteln (17, 18, 24) für die Messung der Auswanderung an zwei axial gegenüber liegenden Stellen des Reifens (19) und über den Umfang des Reifens herum verteilt, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Abtastmittel (17, 18, 24) die seitliche Asymmetrie des Reifens an Stellen zwischen dem Bereich der maximalen Querschnittsbreite (SD) und nahe dem Rand des Laufstreifens bestimmen; und
- daß Vergleichsmittel (25, 26) für den Vergleich der seitlichen Asymmetrie mit einem vorbestimmten Wert vorgesehen sind, wobei die Asymmetrie des Reifens (19), verglichen mit dem vorbestimmten Wert, angezeigt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Herstellung einer relativen Bewegungsmöglich keit zwischen den Abtastmitteln (17, 18, 24) und dem Reifen (9).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, durch Mittel zum Aufpumpen des Reifens (19), so daß die Abtastmittel (17, 18, 24) mit dem Reifen (19) in dessen aufgepumpten Zustand in Eingriff kommen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet, durch obere (11) und untere (16) Klemmfutter zum Tragen des Reifens (19) in einer Stellung für eine Drehung um eine senkrechte Achse, wobei das untere Klemmfutter (16) zurückziehbar ist, um den Reifen (19) aufzunehmen, und in axialer Richtung bewegbar ist, um im Zusammenwirken mit dem oberen Klemmfutter (11) den Reifen zu halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (17, 18, 24) zur Bildung eines Spaltes teilweise zurückziehbar sind, so daß der Reifen (19) auf das untere Klemmfutter (16) aufgelegt werden kann, ohne die Abtastmittel zu beschädigen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die seitliche Auswanderung ansprechenden Mittel enthalten:
Mittel für die Erzeugung des Höchstwertes eines ersten harmonischen Wertes, der von der seitlichen Auswanderung auf beiden Seiten des Reifens (19) abgeleitet ist und Mittel für den Vergleich des Höchstwertes mit einem vorbestimmten Wert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung des vorbestimmten Wertes.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für einen Reifen, der ein Laufstreifenmuster besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (17, 18, 24) einen ersten Wandler (25) auf der einen Seite des Reifens (19) anschließend an das Laufstreifenmuster und einen zweiten Wandler (26) auf der anderen Seite des Reifens anschließend an das Laufstreifenmuster aufweisen, wobei die beiden Wandler (25, 26) gleiche Abstände von der Drehachse des Reifens haben.

9. Verfahren zum Bestimmen der dynamischen Unwucht eines Reifens, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte umfaßt:

- Abfühlen der seitlichen Auswanderung auf beiden Seiten des Reifens (19) um den Umfang des Reifens herum verteilt an Stellen zwischen dem Bereich der maximalen Querschnittsbreite (SD) und nahe dem Rand des Laufstreifens;
- Bestimmung der seitlichen Asymmetrie des Reifens (19) in Abhängigkeit von der seitlichen Auswandung an einander entsprechenden Teilen auf beiden Seiten des Reifens und
- Vergleich der seitlichen Asymmetrie mit einem vorbestimmten Wert und Anzeige der Abweichung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Aufpumpens des Reifens, so daß die seitliche Auswanderung am aufgepumpten Reifen bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte der Bestimmung die Erzeugung des Höchstwertes eines ersten harmonischen Wertes, der von der seitlichen Auswanderung auf beiden Seiten des Reifens abgeleitet wird und den Vergleich des Höchstwertes mit einem vorbestimmten Wert.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 11, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt der Veränderung des vorbestimmten Wertes.