DE3823926A1 - Verfahren zum analysieren von herstellungsbedingten, ueber den umfang verteilten ungleichmaessigkeiten eines fahrzeugreifens, und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Analysieren von herstellungsbedingten, über den Umfang verteilten Ungleichmäßigkeiten eines Fahrzeugreifens, wie sie durch den Laufstreifenstoß oder dergleichen hervorgerufen werden, bei dem man mindestens einen Reifen auf einer Meßfelge an einem Meßaufnehmer vorbeidreht und den Betrag der über den Umfang gemessenen Ungleichmäßigkeiten dem jeweiligen Drehwinkel der Meßfelge zuordnet. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, mit einer eine Meßfelge und eine zugeordnete Meßtrommel aufweisenden Meßmaschine und mit einem Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen der gemessenen Werte über dem Umfang der Meßfelge.

Aus der Praxis sind Meßmaschinen bekannt, mit denen die Reifen-Gleichförmigkeit von Fahrzeugreifen analysiert wird. Die Reifen-Gleichförmigkeit eines Fahrzeugreifens ist ein Maß für die Herstellungsqualität des Reifens, weshalb man bemüht ist, eine hohe Gleichförmigkeit des Fahrzeugreifens zu erzielen. Zur Beurteilung der Reifen-Gleichförmigkeit werden insbesondere die Rundlaufabweichung, die Planlaufabweichung, Radialkraftschwankungen, Lateralkraftschwankungen und Tangentialkraftschwankungen herangezogen. Bei den bekannten Meßmaschinen zum Messen der Radialkraftschwankungen, der Lateralkraftschwankungen und der Tangentialkraftschwankungen wird der zu messende Reifen auf eine Meßfelge aufgezogen. In der Regel wird der Reifen gegen eine glatte Trommel gedrückt und dann der Achsabstand zwischen Reifen- und Trommelachse fixiert. Wird nun die Meßtrommel oder die Meßfelge angetrieben, so bleibt aufgrund von Gleichförmigkeitsschwankungen die Anpreßkraft des Fahrzeugreifens auf die Trommel bei konstantem Achsabstand nicht gleich, sondern ändert sich in Abhängigkeit der über den Umfang des Fahrzeugreifens verteilten Ungleichmäßigkeiten. Solche Ungleichmäßigkeiten können verschiedene Ursachen haben. Mit dem bekannten Meßverfahren war es jedoch nur möglich, die Ungleichmäßigkeiten insgesamt zu ermitteln, um damit zwar eine Aussage über die Qualität des Reifens zu machen; welche Einzelmaßnahme ergriffen werden muß, um die Gleichförmigkeit des Fahrzeugreifens zu verbessern, konnte durch das bekannte Verfahren nicht ermittelt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß man gezielt Einzeleinflüsse von herstellungsbedingten Ungleichmäßigkeiten auf die Reifen-Gleichförmigkeit herausfinden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine vorbestimmte Unregelmäßigkeit analysiert, indem man nacheinander mehrere Reifen, jeweils mit der die zu analysierende Ungleichmäßigkeit aufweisenden Stelle in jeweils derselben Drehwinkellage auf der Meßfelge anbringt, die Beträge der über den Umfang gemessenen Unregelmäßigkeiten eines jeden Reifens speichert und aufaddiert. Für die Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch einen Addierer zum drehwinkelgerechten Aufaddieren der über den Umfang gemessenen Werte und einen Dividierer zum Dividieren der gemessenen Werte durch die Anzahl gemessener Reifen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf einfache Weise, einzelne Einflüsse auf die Gleichförmigkeit eines Reifens herauszufiltern. Die im Schichtaufbau gefertigten Fahrzeugreifen weisen an ihren einzelnen Schichten herstellungsbedingte Stoßstellen auf, da die Schichten nicht aus Endlosmaterial gefertigt sind. Um z.B. bei der Fertigung solcher Stoßstellen zu optimieren, brauchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich die Reifen mit der die zu untersuchende Ungleichmäßigkeit darstellende Stoßstelle nur immer in derselben Drehwinkellage zur Meßfelge montiert werden. Da nach einer Messung jedes Reifens die Meßwerte addiert werden, addieren sich die Meßwerte an der zu betrachtenden Stelle auf, während sich die Beträge der aufgrund anderer Einflüsse zurückzuführenden Unregelmäßigkeiten eliminieren, da diese Unregelmäßigkeiten statistisch über den Umfang des Reifens verteilt sind. Nach einer vorbestimmten Anzahl von gemessenen Fahrzeugreifen braucht die aufaddierte Meßkurve lediglich durch die Anzahl der Reifen dividiert zu werden, so daß man ein Maß für den durch die Stoßstelle hervorgerufenen Einfluß auf die Reifen- Gleichförmigkeit hat. Es ist nun möglich, eine Änderung der Fertigung dieser Stoßstelle bei neu gefertigten Reifen auf dieselbe Art zu analysieren. Ein Vergleich beider Analysen zeigt dann sofort, welches Herstellungsverfahren einen geringeren Einfluß auf die Reifen-Gleichförmigkeit hat und daher zu bevorzugen ist.

Der Vorteil dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung liegt darin, daß es zur Analyse sämtlicher herstellungsbedingter Unregelmäßigkeiten verwendet werden kann, deren Position noch nach der Vulkanisation des Fahrzeugreifens erkennbar ist. Es können somit auch die Einflüsse von Unrundheiten der Konfektionstrommeln oder sonstiger Konfektionsvorrichtungen, Einflüsse von Verformungen des unvulkanisierten Reifenrohlings durch ungünstige Lagerung und auch Einflüsse durch Unrundheiten von Heizformen, Heizbälgen und dergleichen erfaßt werden.

Obwohl es auch denkbar wäre, die Drehwinkellage der zu analysierenden Stelle des Reifens mit der Meßmaschine durch Stroboskopeinrichtungen zu synchronisieren, ist es technisch wesentlich weniger aufwendig, wenn man die Nullage der Meßfelge und die jeweils zu analysierende Stelle des Reifens markiert und man vor dem Messen die beiden Markierungen zur Übereinstimmung bringt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Querschnitt den Aufbau eines Reifens eines Personenkraftwagens,

Fig. 2 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Meßmaschine zum Messen von durch den Laufstreifenstoß bedingten Radialkraftschwankungen, und

Fig. 3 ein Kurvendiagramm, das das Ergebnis des Analyseverfahrens wiedergibt.

Bevor das eigentliche Analyseverfahren erläutert wird, wird anhand der Fig. 1 zunächst der Aufbau eines Reifens für ein Kraftfahrzeug beschrieben, damit deutlicher wird, an welchen Stellen des Reifens Ungleichmäßigkeiten auftreten können, die die Gleichförmigkeit des Reifens insgesamt beeinflussen können.

Der Reifen 1 weist radial innen auf beiden Seiten ein umlaufendes Wulstkabel 2 auf, das jeweils von einer Wulstumlage 3 ummantelt ist. Um die Wulstumlage 3 ist die Karkasse 4 gelegt, die sich von einem Wulst zum gegenüberliegenden Wulst erstreckt. Auf der Innenseite des Reifens ist die Karkasse 4 durch eine Innenplatte 5 abgedeckt, während auf der Außenseite seitlich eine Seitenwand 6 aufgebracht ist. Im Bereich des Wulstes ist ein Wulstschutzstreifen 7 aufgebracht. Radial außen wird die Karkasse 4 von dem umlaufenden Gürtel 8 umgeben, auf dem dann der Laufstreifen 8 aufgebracht ist.

All diese Einzelteile, aus denen der Reifen 1 hergestellt wird, sind keine Endlosmaterialien, so daß Anfang und Ende der Teile auf Stoß gelegt werden müssen. Hierdurch kommt es zu über den Umfang des Reifens 1 verteilten Unregelmäßigkeiten, die sich in Steifigkeitsunterschieden äußern können.

Beispielhaft wird im folgenden anhand der Fig. 2 das erfindungsgemäße Analyseverfahren erläutert, wobei der Einfluß der Stoßstelle des Laufstreifens 9 auf die Reifen- Gleichförmigkeit untersucht werden soll.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Meßmaschine, mit der Radialkraftschwankungen eines Reifens gemessen werden können. Hierzu wird eine Meßfelge 10, auf der der zu messende Reifen 1 aufgebracht ist, in konstantem Abstand a zu einer Meßtrommel 11 angeordnet. Der Abstand a ist so gewählt, daß der Reifen 1 auf die Oberfläche der Meßtrommel 11 gedrückt wird und vorgespannt ist. Durch Antreiben der Meßfelge 10 oder der Meßtrommel 11 rollt der Reifen 1 auf der Meßtrommel 11 ab. An der Achse 12 der Meßtrommel 11 ist ein Kraftmesser 13 angeordnet, der über eine Leitung 14 mit einer Recheneinheit 15 verbunden ist. Auf der Achse 16 der Meßfelge 10 sitzt ein Drehwinkelgeber 17, der über eine Leitung 18 ebenfalls mit der Recheneinheit 15 verbunden ist. Hinter der Recheneinheit 15 ist ein Ausgabegerät 19 vorgesehen. Ferner ist noch an der Meßfelge 10 eine Markierung 20 für die Nullage der Meßfelge angebracht.

Die zu untersuchenden Reifen 1 werden nun so auf die Felge 10 montiert, daß die zu untersuchende Stelle, hier die Stoßstelle des Laufstreifens 9, mit der Markierung 20 der Meßfelge 10 fluchtet. Nun wird die Meßfelge 10 gedreht, wobei gleichzeitig über den Drehwinkelgeber 17 der Drehwinkel und über den Kraftmesser 13 die von dem Reifen 1 auf die Meßtrommel 11 ausgeübte Radialkraft gemessen wird. Beide Werte, nämlich die Radialkraft und der Drehwinkel ϕ, werden in der Recheneinheit 15 einander zugeordnet und gespeichert.

Danach wird der nächste Reifen auf die Meßfelge 10 aufgezogen und der Vorgang wird wiederholt. Je nach Meßserie können 20, 100 oder 1000 Reifen durchgemessen werden. Nach Ende der Messungen werden die in der Recheneinheit 15 gespeicherten Werte aufaddiert, durch die Anzahl der gemessenen Reifen dividiert und auf dem Ausgabegerät ausgegeben.

Ein solches Diagramm ist in Fig. 3 dargestellt. Die von dem Kraftmesser 13 erfaßten Schwankungen der von dem Reifen 1 aufgebrachten Radialkraft (RKS) sind in dem Diagramm über den Drehwinkel ϕ aufgetragen.

Da alle gemessenen Reifen 1 so auf die Meßfelge 11 aufgezogen wurden, daß genau nach einer halben Umdrehung, also bei ϕ=180° die zu untersuchende Stoßstelle 21 des Laufstreifens 9 auf die Meßtrommel 11 trifft, wächst durch die Addition der einzelnen Meßergebnisses an dieser Stelle der Betrag der gemessenen Kraft an. Bei den anderen Drehwinkellagen hingegen eliminieren sich die Einflüsse, da die Ungleichmäßigkeits­ stellen des Reifens statistisch über dessen Umfang verteilt sind und somit zu der Stoßstelle 21 des Laufstreifens stets einen statistisch verteilten Abstand haben.

Wird nun eine Serie Reifen gemessen, bei denen ein anderes Verfahren zum Verbinden der Stoßstellen des Laufstreifens gewählt wurde, so können die unterschiedlich hergestellten Reifen durch das obenbeschriebene Verfahren direkt miteinander verglichen werden, wobei sofort entschieden werden kann, welches Herstellungsverfahren günstiger für die Reifen-Gleichförmigkeit ist.

Dieses Verfahren kann zum Analysieren jeglicher Ungleichmäßigkeiten eines Reifens verwendet werden, wenn nach dem Vulkanisieren die Stelle der Unregelmäßigkeit lokalisiert werden kann. Das kann, wenn diese Stelle nach dem Vulkanisieren nicht ohnehin erkennbar ist, auch dadurch geschehen, daß vor dem Vulkanisieren farbige Markierungen an dem Reifen angebracht werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Analysieren von herstellungsbedingten, über den Umfang verteilten Ungleichmäßigkeiten eines Fahrzeugreifens, wie sie durch den Laufstreifenstoß oder dergleichen hervorgerufen werden, bei dem man mindestens einen Reifen auf einer Meßfelge an einem Meßaufnehmer vorbeidreht und den Betrag der über den Umfang der gemessenen Ungleichmäßigkeiten dem jeweiligen Drehwinkel der Meßfelge zuordnet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine vorbestimmte Unregelmäßigkeit analysiert, indem man nacheinander mehrere Reifen jeweils mit der die zu analysierende Ungleichmäßigkeit aufweisenden Stelle (21) in jeweils derselben Drehwinkellage (ϕ) auf der Meßfelge (10) anbringt, die Beträge der über den Umfang gemessenen Ungleichmäßigkeiten eines jeden Reifens (1) speichert und aufaddiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nullage (20) der Meßfelge (10) und die jeweils zu analysierende Stelle (21) der Reifen (1) markiert und daß man vor dem Messen die beiden Markierungen zur Übereinstimmung bringt.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer eine Meßfelge und einen zugeordneten Meßaufnehmer aufweisenden Meßmaschine, und mit einem Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen der gemessenen Werte über den Umfang der Meßfelge, gekennzeichnet durch einen Addierer zum drehwinkelgerechten Aufaddieren der über den Umfang gemessenen Werte und einen Dividierer zum Dividieren der gemessenen Werte durch die Anzahl gemessener Reifen.