DE3905475C2

DE3905475C2 - Procedure for testing pneumatic tires

Info

Publication number: DE3905475C2
Application number: DE19893905475
Authority: DE
Inventors: Guenter Eichhorn
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPH02242133A; DE3905475A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method according to the Oberbe handle of claim 1.

Bei einem derartigen aus Technica 1974 Nr. 12, Seiten 1051 und 1052 bekannten Verfahren werden unter dyna mischen Belastungsbedingungen Flugzeugfahrwerksreifen durch Erfassen von Kräften und Momenten geprüft. Die Kräfte und Momente werden durch Kraftmeßdosen erfaßt, welche in der Achse des zu prüfenden Flugzeugfahr werkrades liegen. Der Antrieb der zu prüfenden Räder erfolgt über eine umlaufende Trommel, an welcher das Rad abrollt. Bei diesem Meßaufbau liegt zwischen den Kraftmeßdosen und der Aufstandsfläche des Rades auf der Prüftrommel der Reifen mit seinen Federeigen schaften, die insbesondere im Reifenwulst wirksam werden. Eine exakte Erfassung der in der Aufstands fläche wirksamen Kraft- und Momentänderungen ist da her nicht möglich.In one from Technica 1974 No. 12, pages 1051 and 1052 known methods are under dyna mix loading conditions aircraft landing gear tires checked by capturing forces and moments. The Forces and moments are recorded by load cells, which is in the axis of the aircraft flight under test werkrades lie. The drive of the wheels to be tested takes place via a rotating drum, on which the Wheel rolls. In this test setup lies between the Load cells and the contact area of the wheel the test drum of the tires with their spring springs shafts, which are particularly effective in the tire bead become. An exact record of the uprising There are effective force and moment changes not possible.

Aus der EP 00 63 245 A1 ist es bekannt, Belastungen auf den zu prüfenden Reifen über die Radnabe in den Rei fen einzuleiten. Eine Messung der in der Reifenauf standsfläche wirksamen Kraft- und Momentenänderungen erfolgt dabei nicht.EP 00 63 245 A1 discloses loads on the tire to be tested via the wheel hub in the row fen to initiate. A measurement of the in the tire effective force and torque changes does not take place.

Faktoren wie hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten, glatte Straßenoberflächen, leichtere Automobilbauweise und gestiegene Komfortbedürfnisse zwingen zu einer genau en Prüfung der Gleichförmigkeit von Kraftfahrzeugrei fen. Sowohl die Laufruhe des Fahrzeugs als auch der Verschleiß des Kraftfahrzeugreifens sind in erhebli chem Maße von seiner Gleichförmigkeit abhängig. Es sind verschiedene Kriterien bekannt, um Ungleichför migkeiten des Reifens zu erfassen. Es handelt sich hier im wesentlichen um die Erfassung von Konus- und Winkeleffekten, Radial-, Lateral- und Tangential kraftschwankungen sowie um die Erfassung von Rück stellmomenten und Sturzmomenten. Durch die Messung von Radialkraftschwankungen lassen sich Änderungen der Reifensteifigkeiten am Umfang messen. Lateralkraftschwankungen werden in aller Regel bei Radial reifen durch wellige Gürtellage und ungleichmäßige Gürtellagenstaffelung verursacht. Tangentialkraft schwankungen werden von Rollwiderstandsänderungen hervorgerufen. Der Konuseffekt resultiert aus einer konstanten Asymmetrie des Reifens bezüglich der mitt leren Umfangslinie. Aufgrund dieser konischen Verfor mung bewirkt der Reifen den gleichen Effekt wie ein unter vorgegebenem Sturz stehendes Fahrzeugrad und bewirkt ein seitliches Ziehen des Reifens. Der Win keleffekt wird durch große radiale Steifigkeit des Reifengürtels bewirkt, so daß in der Aufstandsfläche eine seitliche Verzerrung und damit eine statische Seitenkraft wirkt. Konus- und Winkeleffekt äußern sich in einem statischen Seitenkraftanteil, und man kann eine Trennung dieser beiden Effekte durch die Messung in zwei Drehrichtungen erreichen.Factors like high vehicle speeds, smooth Road surfaces, lighter automotive construction and increased comfort needs force one to exactly en Checking the uniformity of motor vehicles fen. Both the smooth running of the vehicle and the Wear of the motor vehicle tire are significant Chem dimensions depend on its uniformity. It Various criteria are known to tire characteristics. It is about here essentially about the detection of cone and Angular effects, radial, lateral and tangential fluctuations in force and the recording of re moments and camber moments. By measurement Radial force fluctuations can be changed Measure the circumference of the tire stiffness. Lateral force fluctuations are usually at Radial mature due to wavy belt layer and uneven Belt layer staggering caused. Tangential force Fluctuations are caused by changes in rolling resistance evoked. The cone effect results from a constant asymmetry of the tire with respect to the mean outer circumference. Because of this conical shape The tire has the same effect as vehicle wheel under predetermined camber and causes the tire to pull sideways. The win The high radial rigidity of the Tire belt causes so that in the footprint a lateral distortion and thus a static Lateral force works. Express cone and angle effect yourself in a static lateral force component, and one can separate these two effects by the Reach measurement in two directions.

Durch die Messung dieser verschiedenen Kräfte und Momente lassen sich auch bei höheren Geschwindigkei ten bis zu 360 km/h relativ gute Aussagen bezüglich der Reifenungleichförmigkeit gewinnen.By measuring these different forces and Moments can also be found at higher speeds up to 360 km / h relatively good statements regarding tire unevenness.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine genaue und an den Fahrbetrieb auf der Straße angepaßte Rei fenprüfung erreicht wird.The object of the invention is a method of to create the kind mentioned above, in which an exact and Rei adapted to driving on the road test is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Die Kraft- und/oder Momentenmessung erfolgt bevorzugt bei einer definierten Beschleunigung bzw. Abbremsung des Reifens.The force and / or torque measurement is preferably carried out at a defined acceleration or deceleration of the tire.

In der Beschleunigungsphase und in der Abbremsphase können sowohl die Radial- als auch Lateralkraft schwankungen gemessen werden. In the acceleration phase and in the deceleration phase can handle both radial and lateral forces fluctuations can be measured.

Eine weitere wichtige Meßgröße ist die Seitenkraft, welche u. a. aus Winkel- und/oder Konuseffekt resultiert. Diese Sei tenkraft wird bislang am Reifen bei konstanter Prüfgeschwin digkeit und ohne Sturz- und Schräglaufwinkel gemessen. Diese Kraft ergibt sich zum einen aus der Konizität des Reifens, welche aus einer Asymmetrie des Reifens, insbesondere des Gürtelmaterials, bezüglich seiner mittleren Umfangslinie re sultiert. Zum anderen setzt sich diese Seitenkraft zusammen aus dem Winkeleffekt, der aus den konstruktiven Einzelteilen des Reifenunterbaus, insbesondere vom Winkel der Karkasse und der Gürtellagen, und auch aus dem Kreuzungswinkel zwi schen oberer Karkassenlage und unterer Gürtellage beeinflußt wird.Another important parameter is the lateral force, which u. a. results from angle and / or cone effect. This be Up to now, power has been applied to the tire at a constant test speed measured and without camber and slip angle. This On the one hand, strength results from the taper of the tire, which results from an asymmetry of the tire, in particular the Belt material, with respect to its middle circumferential line right results. On the other hand, this side force is composed from the angular effect that from the structural parts the tire base, especially the angle of the carcass and the belt layers, and also from the crossing angle between upper carcass and lower belt position becomes.

Vor allem diese Seitenkraft wird gemäß der Erfindung nunmehr bei definierter Beschleunigung oder definiertem Abbremsen des auf der Prüffläche abrollenden Reifens gemessen. Hier bei zeigt sich eine Änderung der Seitenkraft, und es wirkt ein Drehmoment (Torque Steer Effekt) um eine senkrechte, durch die Aufstandsfläche des Reifens verlaufende Achse nach Art eines Rückstellmoments.Especially this side force is now according to the invention with defined acceleration or braking of the tire rolling on the test surface. Here at shows a change in lateral force, and it works a torque (torque steer effect) around a vertical, through the contact area of the tire Kind of a restoring torque.

Als Prüffläche kommen in herkömmlicher Weise eine Prüf trommel oder ein über zwei Umlenkrollen laufendes Prüfband in Frage.A test comes in the conventional way as a test surface drum or a test belt running over two pulleys in question.

Für die Durchführung der Kraft- und Momentenmessungen eignen sich herkömmliche Mehrkomponentenmeßnaben, beispielsweise Fünfkomponentenmeßnaben (deutsche Auslegeschrift 21 04 003, "Automobil-Industrie", 17. Jahrgang, Heft 2, 1972) oder auch Dreikomponentenmeßnaben (Hofmann News Nr. 3, 06.82 der Firma Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG, Pfungstadt).Suitable for carrying out force and moment measurements conventional multi-component measuring hubs, for example Five-component measuring hubs (German design specification 21 04 003, "Automobil-Industrie", 17th year, issue 2, 1972) or also Three-component measuring hubs (Hofmann News No. 3, 06.82 from the company Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG, Pfungstadt).

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren wird die Er findung noch näher erläutert. Es zeigtWith reference to the accompanying figures, the Er finding explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Reifengleichförmigkeitsmeßanlage; Fig. 1 is a Reifengleichförmigkeitsmeßanlage;

Fig. 2 Kräfte und Momente, welche am zu prüfenden Luftreifen wirken; und Fig. 2 forces and moments acting on the tire to be tested; and

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Meßanordnung zum Er mitteln der am Reifen wirkenden Kräfte und Momente. Fig. 3 is a block diagram of a measuring arrangement for He averaging the forces and moments acting on the tire.

Die in der Fig. 1 dargestellte Reifengleichförmigkeitsmeß maschine besitzt als Prüffläche eine Prüftrommel 4, die in einer Prüftrommellagerung 9 gelagert ist. In der Achse der Prüftrommel 4 sind zwei bevorzugt als Meßnaben 2 und 3 aus gebildete Meßeinrichtungen angeordnet, welche zur Erfas sung der beim Prüfvorgang zu messenden Kräfte und Momente dienen. Die Prüftrommellagerung 9 ist auf einem Maschinen bett 10 in horizontaler Richtung verfahrbar, so daß die 15 Prüftrommel 4 an die Reifenoberfläche angedruckt werden kann. Hierzu dient eine Radlasteinrichtung 8, mit der bei spielsweise mit Hilfe einer Gewindespindel 11, die über ein Getriebe von einem Elektromotor 12 angetrieben wird, die Prüftrommellagerung 9 und damit die Prüftrommel 4 in hori zontaler Richtung an die Reifenoberfläche gefahren werden kann. Die Radlast kann auch mit einer pneumatischen oder hydraulischen Radlasteinrichtung aufgebracht werden.The tire uniformity measuring machine shown in FIG. 1 has a test drum 4 as the test surface, which is mounted in a test drum bearing 9 . In the axis of the test drum 4 are preferably arranged as measuring hubs 2 and 3 from measuring devices which are used to measure the forces and moments to be measured during the test process. The test drum bearing 9 is movable on a machine bed 10 in the horizontal direction, so that the 15 test drum 4 can be printed on the tire surface. For this purpose, a wheel load device 8 is used , with which the test drum bearing 9 and thus the test drum 4 can be moved in a horizontal direction to the tire surface, for example with the aid of a threaded spindle 11 , which is driven by a gear from an electric motor 12 . The wheel load can also be applied with a pneumatic or hydraulic wheel load device.

Der zu prüfende Luftreifen 1 ist an einem Reifenaufnahme system, bestehend aus zwei Meßfelgenhälften 5 und 6 gela gert. Die Meßfelgenhälften 5 und 6 werden von einem Getrie bemotor 7 für die Durchfuhrung des Meßlaufs angetrieben. The pneumatic tire 1 to be tested is gela on a tire mounting system consisting of two measuring rim halves 5 and 6 . The measuring rim halves 5 and 6 are driven by a geared motor 7 for carrying out the measuring run.

Wie schon erläutert, wird bei der Reifenprüfung die Prüf trommel 4 mit einer bestimmten Nennlast gegen den zu prüfen den Luftreifen 1 angedrückt. Während der Reifenprüfung kön nen verschiedene Kräfte am Reifen wirken, die in Fig. 2 dar gestellt sind. Es kann sich hier um Radialkräfte R, Lateral kräfte L, Tangentialkräfte T, um Sturzmomente MS und Rück stellmomente MR handeln. Mit Hilfe der beiden Mehrkomponen ten-Kraftmeßeinrichtungen 2 und 3, die in der Achse der Prüf trommel 4 angeordnet sind, lassen sich diese Kräfte und Momente ermitteln.As already explained, the test drum 4 is pressed with a certain nominal load against the tire 1 to be tested in the tire test. During the tire test, various forces can act on the tire, which are shown in FIG. 2. These can be radial forces R, lateral forces L, tangential forces T, camber moments MS and restoring moments MR. With the help of the two multi-component force measuring devices 2 and 3 , which are arranged in the axis of the test drum 4 , these forces and moments can be determined.

Die dargestellte Reifengleichförmigkeitsmeßmaschine ermög licht noch die Einstellung eines Sturzwinkels b und eines Schräglaufwinkels a. Bei der Prüfung steht der Reifen 1 mit der Prüftrommeloberfläche 4 innerhalb einer Aufstandsfläche A in Berührung. In dieser Aufstandsfläche A wirken die beschriebenen Kräfte und Momente. Solche Meßeinrichtungen sind beispielsweise in Hofmann report 89, 09.84 der Firma Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG, Pfungstadt gezeigt.The tire uniformity measuring machine shown still enables light to set a camber angle b and a slip angle a. During the test, the tire 1 is in contact with the test drum surface 4 within a contact area A. The forces and moments described act in this contact area A. Such measuring devices are shown, for example, in Hofmann report 89, 09.84 from Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG, Pfungstadt.

Die während der Reifenprüfung in der Aufstandsfläche A auf tretenden Kräfte und Momente üben je nach Lasteinleitung Biegedehnungen sowie Zug- und Druckdehnungen an auf Meßbalken der Meßeinrichtungen 2 und 3 vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen aus. Die Dehnungsmeßstreifen sind zu Meßbrücken verschaltet, wie es beispielsweise in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Meßbrücken der Meßeinrichtungen 2 und 3 werden über ein Netzteil 13 und eine Brückenspeisungsschaltung 14 mit einer hochstabilen Gleichspannung versorgt. Die Meßsignale der Meßbrücken werden Meßbrückenverstärkern 15, 16 und 17 zuge leitet und in diesen auf den Ausgangsspannungen verstärkt. An die Meßbrückenverstärker 15, 16, 17 ist eine Übersprech kompensationsschaltung 18 angeschlossen, um für eine ein wandfreie Selektion der Meßbrückenausgangssignale ein unvermeidbares Restübersprechen möglichst zu minimieren. Die den Rückstellmomenten MR, dem Stützmoment MS, den Lateralkräften L, den Radialkräften R und den Tangential kräften T entsprechenden Signale werden über Tiefpaßfilter 19 bis 23 entsprechenden Anzeigegeräten 24 bis 28 für diese ermittelten Drehmomente und Kräfte zugeleitet.The forces and moments that occur in the contact area A during the tire test, depending on the introduction of the load, exert bending and tensile and compressive strains on strain gauges provided on measuring bars of measuring devices 2 and 3 . The strain gauges are connected to form measuring bridges, as is shown, for example, in FIG. 3. The measuring bridges of the measuring devices 2 and 3 are supplied with a highly stable DC voltage via a power supply unit 13 and a bridge supply circuit 14 . The measuring signals of the measuring bridges are supplied to measuring bridge amplifiers 15 , 16 and 17 and amplified in these to the output voltages. A crosstalk compensation circuit 18 is connected to the measuring bridge amplifier 15 , 16 , 17 in order to minimize, as far as possible, an unavoidable residual crosstalk for a flawless selection of the measuring bridge output signals. The restoring moments MR, the supporting torque MS, the lateral forces L, the radial forces R and the tangential forces T corresponding signals are passed through low-pass filters 19 to 23 corresponding display devices 24 to 28 for these determined torques and forces.

Bei der Erfindung werden diese Kräfte und Momente während der Beschleunigungsphase oder Abbremsphase des Luftreifens gemes sen. Insbesondere wird bei definierter Beschleunigung und/ oder Abbremsung die aus Winkel- und/oder Konuseffekt resul tierende Seitenkraft gemessen, wobei der Schräglaufwinkel a auf 0 Grad eingestellt ist. Es wird hierbei vor allem das Rückstellmoment MR bzw. die Änderung dieses Rückstellmoments und die Änderung der Seitenkraft mit Hilfe der Anzeige einrichtung 24, welche beispielsweise auch ein XY-Schreiber sein kann, erfaßt. Ferner können während der Beschleunigungs phase und der Abbremsphase des Reifens das Sturzmoment MS bzw. Änderungen dieses Sturzmoments in der Anzeigeeinrichtung 25 aufgezeichnet werden. Ferner werden in den Anzeigeeinrich tungen 26, 27 und 28 Kraftänderungen der Lateralkräfte, Radialkräfte und Tangentialkräfte angezeigt und können auf gezeichnet werden. Durch die Erfindung lassen sich die Kräfte und Momente und deren Änderungen, welche während des Beschleunigens und Abbremsens am Reifen wirken, ermitteln. Man erhält hierdurch ein erweitertes Prüfspektrum und zu sätzliche Informationen für die Reifenklassifizierung.In the invention, these forces and moments are measured during the acceleration or deceleration phase of the pneumatic tire. In particular, with a defined acceleration and / or deceleration, the lateral force resulting from the angle and / or cone effect is measured, the slip angle a being set to 0 degrees. It is mainly the restoring moment MR or the change in this restoring torque and the change in the lateral force with the aid of the display device 24 , which can also be an XY recorder, for example. Furthermore, the camber torque MS or changes in this camber torque can be recorded in the display device 25 during the acceleration phase and the braking phase of the tire. Furthermore, in the display devices 26 , 27 and 28 force changes in the lateral forces, radial forces and tangential forces are displayed and can be drawn on. The invention enables the forces and moments and their changes which act on the tire during acceleration and braking to be determined. This provides an expanded range of tests and additional information for tire classification.

Claims

1. A method for testing pneumatic tires, in which the pneumatic tire is held between measuring rims and is rolled under dynamic loading conditions on a test drum and the forces and / or moments that occur are measured, characterized in that test tires accelerate the measuring rims to detect irregularities in motor vehicles or are braked and that the changes in the forces and / or moments which occur when the measuring rims accelerate or brake and which act on the contact surface of the riding on the test drum are measured in the test drum axis.

2. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the resulting from taper and / or angle effect Lateral force in the acceleration or deceleration phase is measured.

3. The method according to claim 1, characterized in that during the acceleration or deceleration phase Radial and / or lateral forces are measured.

4. The method according to claim 1, characterized in that during acceleration and / or deceleration phase the restoring torque is measured.

5. The method according to claim 4, characterized in that that restoring torque at a slip angle of 0 degrees is measured.