DE69004783T2

DE69004783T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Beobachten der Bodenkontaktfläche eines Reifens.

Info

Publication number: DE69004783T2
Application number: DE90311935T
Authority: DE
Inventors: Akira Kajikawa; Kenji Saito
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: US5088321A; DE69004783D1; JPH03146809A; EP0426457B1; JPH0749938B2; EP0426457A3; EP0426457A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beobachtung des Bodenkontaktfleckes eines Reifens.
Um die Reifen-Leistungsfähigkeitsfaktoren, wie die Steuerstabilität, den Fahrzeugtreibstoffverbrauch und den Abnutzungswiderstand zu verbessern, ist es sehr wichtig, in der Lage zu sein, den Bodenkontaktfleck eines laufenden Reifens auf effektive Weise zu untersuchen.
Jedoch ist es sehr schwer, den Zustand des Bodenkontaktfleckes eines laufenden Reifens mit herkömmlicher Technik direkt und im Detail zu sehen. Es ist insbesondere mit einem auf den Reifen aufgebrachten Sturzwinkel und/oder Schlupfwinkel schwierig.
Der Bodenkontaktfleck eines Reifens ist indirekt beobachtet worden, indem die Reifenoberfläche mit z.B. schwarzer Farbe angestrichen wurde und die Reifenoberfläche auf einem Zeichenbrett darauf aufgepreßt worden ist, um das Bodenkontaktfleck-Muster zu übertragen.
Mit einem derartigen herkömmlichen Verfahren der Beobachtung des Bodenkontaktfleckes eine Reifens vermittels einer übertragung ist es immer noch unmöglich, das Bodenkontaktfleck- Muster eines laufenden Reifens, der mit einem Schlupfwinkel beaufschlagt wurde, zu erhalten und das Lamellenverhalten zu beobachten, welches nur auftritt, wenn der Reifen sich bewegt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Beobachtungsvorrichtung und ein -verfahren zu schaffen, die oder das fähig sind, das dynamische Verhalten des Bodenkontaktflecks eines Reifens direkt und visuell zu beobachten.
Dementsprechend schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Beobachtung des Bodenkontaktfleckes eines Reifens, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine sich bewegende Fahrbahn, die einen durchsichtigen Körper mit einer vorbestimmten Dicke hat, eine Lichtquelle, die so angeordnet ist, daß das daraus emittierte Licht innerhalb des durchsichtigen Körpers reflektiert wird, eine Reifen-Andruck-Einheit, um den äußeren Umfang eines Reifens auf die Oberfläche der sich bewegenden Fahrbahn zu drücken und eine Kameraeinheit aufweist, die angeordnet ist, um den resultierenden Bodenkontaktfleck des Reifens durch die durchsichtige sich bewegende Fahrbahn aus der entgegengesetzten Seite des Bodenkontaktfleckes des Reifens zu beobachten.
Weiter ist eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Bodenkontaktfleckes eines Reifens der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die sich bewegende Fahrbahn gerade ist und eine hinreichende Länge besitzt, um eine durchgehende Beobachtung der Reifenlauffläche während einer Umdrehung oder mehrer des Reifens zu ermöglichen.
In alternativer Weise kann die sich bewegende Fahrbahn eine kreisförmige Trommel mit einer äußeren, zylindrischen Oberfläche besitzen, die den durchsichtigen Körper umfaßt, auf welchem der Reifen abgerollt werden kann.
In jedem Fall kann der durchsichtige Körper den Teil oder das Ganze der sich bewegenden Fahrbahn umfassen.
Die Lichtquelle ist so angeordnet, daß das daraus emittierte Licht innerhalb des durchsichtigen Körpers reflektiert wird und aus ihm nicht herauskommt. Dies wird vorzugsweise vermittels des Lieferns des Lichtes in den durchsichtigen Körper hinein an einer Kante in der Richtung parallel zu der Reifen-Trag-Oberfläche erreicht.
Ein wichtiges Merkmal der Vorrichtung ist, daß die Andruckeinheit ein Reifenlaststellglied, ein Sturzstellglied und ein Schlupfwinkelstellglied aufweist, von denen jedes durch eine vorprogrammierte Maschine wie einen Computer gesteuert werden kann, um zu ermöglichen, daß der Reifen unter verschiedenen Bedingungen der Last, des Sturzes und des Schlupfwinkels getestet wird.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Beobachtung einer den Boden berührenden Reifenlauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reifenlaufflächen-Oberfläche mit einer Farbe angestrichen wird, die fähig ist, Licht zu reflektieren, ein Licht aus einer Stirnseite eines durchsichtigen Körpers projiziert wird, um so das Licht innerhalb der Dicke des durchsichtigen Körpers zu halten, die Reifenlauffläche auf eine Oberfläche des durchsichtigen Körpers aufgepresst wird und der Bodenkontaktfleck durch den durchsichtigen Körper von einer anderen Seite aus beobachtet wird, die entgegengesetzt der Oberfläche in Kontakt mit dem Reifen liegt.
Weiter ist ein Verfahren zur Beobachtung des Bodenkontaktfleckes der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkontaktfleck durchgehend während einer Umdrehung oder mehr des Reifens beobachtet wird.
Noch weiter umfaßt das Verfahren vorzugsweise, daß ein Schlupfwinkel relativ zu der Rotationsrichtung des Reifens an den Reifen angelegt wird, so daß der Bodenkontaktfleck mit dem Reifen unter einer stabilisierten Bedingung mit angelegtem Schlupfwinkel beobachtet werden kann.
Die Beobachtung oder das Testen einer Reifenlauffläche mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das folgende Verfahren ausgeführt.
Zuerst wird ein Reifen auf der Reifenandruckeinheit befestigt und der äußere Umfang des Reifens wird auf die sich bewegende Fahrbahn aufgedrückt. Als nächstes wird die sich bewegende Fahrbahn bewegt und diese Bewegung läßt den Reifen auf der sich bewegenden Fahrbahn rotieren.
Da die sich bewegende Fahrbahn einen durchsichtigen Körper umfaßt, kann der Bodenkontaktfleck des Reifens durch die Kameraeinheit beobachtet werden, die auf der der Bodenkontaktfläche auf der sich bewegenden Fahrbahn entgegengesetzten Seite angeordnet ist.
Um den Kontaktfleck hinreichend deutlich sichtbar zu machen, ist eine deutliche Unterscheidung zwischen der Bodenkontaktfläche und der Nicht-Bodenkontaktfläche in der vorliegenden Erfindung geschaffen, indem das Licht, das aus einer Lichtquelle heraus projiziert wird, innerhalb oder inwendig des durchsichtigen Körpers gehalten wird. Namentlich pflanzt sich Licht aus der Lichtquelle in den durchsichtigen Körper hinein fort und bleibt in ihm, ohne aus der Oberfläche auszutreten. Wenn dieses Licht die Bodenkontaktfläche des Reifens erreicht, wird das Licht jedoch unregelmäßig reflektiert und tritt dann in Richtung auf die Kameraeinheit als ein Bild aus. Der Brechungsindex an der Grenzfläche zwischen dem durchsichtigen Körper und der Luft ist von dem Brechungsindex an der Grenzfläche zwischen dem durchsichtigen Körper und dem Reifen unterschiedlich und daher wird das Licht innerhalb des durchsichtigen Körpers durch Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem durchsichtigen Körper und der Luft gehalten und tritt schließlich in Richtung auf die Kameraeinheit der unregelmäßigen Reflexion an der Grenzfläche zwischen dem durchsichtigen Körper und dem Reifen folgend aus. Infolgedessen sind die Bodenkontaktfläche und die Nicht-Bodenkontaktfläche des Reifens klar unterschieden und das dynamische Verhalten des Bodenkontaktfleckes des Reifens, wie der Deformationszustand des Laufflächenmusterblocks auf dem rotierenden Reifen aufgrund des Kontaktes mit der sich bewegenden Fahrbahn und der Deformationszustand des Laufflächenlamellen (enge Schlitze) aufgrund des Kontaktes mit der sich bewegenden Fahrbahn kann vermittels der Kameraeinheit beobachtet werden.
Wenn die Reifenlauffläche mit einer leuchtenden Farbe angestrichen wird, wird die Reflexion aus der Grenzfläche noch deutlicher.
Nun werden Ausführungsformen beispielsweise in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine erklärende Ansicht ist, die eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Vorrichtung ist;
Fig. 4 ein Graph ist, der die Steuerung des Schlupfwinkels relativ zu dem Reifen-Rotations-Winkel zeigt;
Fig. 5 ein Bild des geometrischen Musters eines Bodenkontaktfleckes eines Reifens ist; und
Fig. 6 eine teilgeschnittene Ansicht ist, die eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zeigt.
Die Vorrichtung zur Beobachtung eines Bodenkontaktfleckes eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine sich bewegende Fahrbahn-Anordnung 1, eine Reifenandruckeinheit 3, um einen Reifen 2 auf die sich bewegende Fahrbahn-Anordnung 1 aufzudrücken, eine Steuereinheit 4, um die sich bewegende Fahrbahn-Anordnung 1 und die Reifen-Andruckeinheit 3 anzutreiben und zu steuern, und eine Bildaufnahme und -verarbeitungseinheit 5, die fähig ist, ein Bild einer Bodenkontaktfläche zu verarbeiten.
Die sich bewegende Fahrbahn-Anordnung 1 umfaßt einen Träger-Aufbau 6, der an einem eine sich bewegende Fahrbahn 7 tragenden Boden befestigt ist, welche in der Lage ist, sich in der horizontalen Richtung nach hinten und vorn zu bewegen. Eine Antriebseinheit 8 ist zur Verfügung gestellt, um die sich bewegende Fahrbahn 7 anzutreiben.
Die sich bewegende Fahrbahn 7 ist aus durchsichtigem Glas mit einer vorbestimmten Dicke hergestellt. Die oberen und unteren Oberflächen des Glases sind glatt und flach und sind parallel zueinander. In dieser Ausführung werden zwei Glasplattenscheiben durch ein Adhäsionsmittel aneinandergeklebt, um die sich bewegende Fahrbahn 7 zu bilden. Die sich bewegende Fahrbahn 7 wird an ihren Kanten durch einen Rahmen 9 getragen, welcher auf einer Führungsschiene 10 befestigt ist, die an dem Trägeraufbau 6 in einer derartigen Weise angebracht ist, daß die Fahrbahn 7 in der horizontalen Richtung zurück- und vorbewegt werden kann. Mit Bezug auf die Länge der sich bewegenden Fahrbahn 7 ist sie länger als die Länge, die einer Umdrehung (der vollen äußeren Umfangslänge) des Reifens entspricht, der zu beobachten ist. In dieser Ausführungsform ist die Länge der sich bewegenden Fahrbahn 7 3 m, was sie für Reifen von PKW oder leichten LKW geeignet macht.
Die Antriebseinheit 8 umfaßt eine Vorschubspindel 11, die drehbar zu dem Trageaufbau 6 getragen wird, eine Mutter 12, die mit der Vorschubspindel 11 in Eingriff steht und am Rahmen 9 befestigt ist und einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) hydraulischen Motor, um die Vorschubspindel 11 anzutreiben.
Die Lichtquellen 13 sind sowohl an der linken als auch an der rechten Seite der sich bewegenden Fahrbahn 7 angeordnet. Diese Lichtquellen 13 sind am Rahmen 9 so befestigt, daß das Licht aus den Lichtquellen 13 innerhalb der Dicke der sich bewegenden Fahrbahn 7 gehalten wird und nicht aus den oberen und unteren Oberflächen der sich bewegenden Fahrbahn heraus austritt.
Von den Lichtquellen 13 wird normalerweise gefordert, in der Lage zu sein, ein stabiles Licht innerhalb des durchsichtigen Körpers zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck können die Lichtquellen 13 ein lichtemittierendes Gerät mit einer effektiven Länge haben, um Licht über eine größere Länge als eine vorbestimmte Länge zu emittieren (im einzelnen ist eine Fluoreszenzlampe mit einer effektiven Länge für das Lichtemittieren von länger als 300 mm bevorzugt), oder plurale Lichtguellen können verwendet werden, so daß sie gleiche Leucht-Energieniveaus haben und in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind.
Weiter haben die Lichtquellen 13 genug Leuchtenergie, um die Beobachtung des aus dem Bodenkontaktfleck reflektierten Lichtes hinreichend durchzuführen.
Abdeckungen 14 umgeben die Lichtquellen 13 und wie in Fig. 3 gezeigt sind sie konstruiert, um die obere und untere Oberfläche der sich bewegenden Fahrbahn über eine vorbestimmte Länge L, gemessen von der Seitenkante, zum Teil abzudecken. So wird das Licht aus den Lichtquellen 13 vollständig innerhalb der sich bewegenden Fahrbahn 7 gehalten. Am Rand der Abdeckung 14 ist ein Schirm 15 angeordnet, so daß das Licht aus den Lichtquellen 13 nicht durch die Lücke zwischen der Abdeckung 14 und der sich bewegenden Fahrbahn 7 heraustritt.
Die Reifenandruckeinheit 3 umfaßt einen Rahmen oder Befestigungs-Aufbau 16, der relativ zu dem Boden befestigt ist, einen Schlitten 17 auf dem Aufbau 16, um so frei nach oben und unten gerichtet beweglich zu sein und ein Schwingarm-Gerät 18, welches an dem Schlitten 17 angebracht ist und fähig ist, den Sturzwinkel Θ und den Schlupfwinkel α des Reifens 2 einzustellen. Der Reifen 2, der auf eine Felge aufgezogen und zu seinem vorbestimmten inneren Druck aufgepumpt ist, wird entfernbar an das Schwingarmgerät 18 angebracht und kann um die Achse des Reifen- und Radaufbaus gedreht werden.
Die Reifenandruckeinheit 3 und die Sich-bewegende-Fahrbahn-Anordnung 1 sind relativ zueinander so angeordnet, daß der Reifen 2 die obere Oberfläche der sich bewegenden Fahrbahn 7 eingreift und die Rotationsachse des Reifens 2 steht senkrecht auf die Bewegungsrichtung der sich bewegenden Fahrbahn 7.
Ein hebendes und senkendes Stellglied 19 und ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Verschiebungsdetektor sind zwischen der unteren, tragende Oberfläche des Aufbaus 16 und dem Schlittens 17 so angeordnet, daß die vertikale Position des Schlittens 17 eingestellt werden kann. Außerdem sind ein Sturzwinkelstellglied 20 sowie ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Sturzwinkeldetektor zur Verfügung gestellt und ein Schlupfwinkelstellglied 21 und ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Schlupfwinkeldetektor zwischen dem Schlitten 17 und dem Schwingenden-Armgerät 18. Weiterhin ist ein Dreikomponenten-Lastdetektor 22 an dem lasttragenden Teil des Schwungarmgerätes 18 angeordnet. In dieser Ausführung sind die Stellglieder 19, 20 und 21 hydraulische Zylinder.
Die Steuereinheit 4 umfaßt einen Computer 23, ein Eingabe-Ausgabe-Gerät 24, eine durch den Computer 23 gesteuerte Servosteuerung 25 und eine hydraulische Leistungseinheit 26, um die Servosteuerung 25 mit hydraulischem Druck zu versorgen. Hydraulischer Druck wird an den hydraulischen Motor und die verschiedenen Stellglieder 19, 20 und 21 durch die Servosteuerung 25 geliefert. Indem die Servosteuerung 25 verwendet wird, werden der Sturzwinkel und der Schlupfwinkel auf korrekte Weise gesteuert.
Weiter ist die Steuereinheit 4 fähig, die sich bewegende Fahrbahnanordnung 1 und die Reifenandruckeinheit 3 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm vermittels des Computers 23 automatisch anzutreiben. So erlaubt das Computerprogramm, daß ein Modus beliebig gesetzt werden kann.
Die Bildaufnahme- und Verarbeitungseinheit 5 umfaßt eine Kameraeinheit 27, die unter der sich bewegenden Fahrbahn 7 und unmittelbar unter dem Reifen 2 angeordnet ist, der an der Reifenandruckeinheit 3 befestigt ist. Ein Monitor 28 zeigt die vermittels der Kameraeinheit 27 genommenen Bilder an und es gibt einen Videobandrecorder 29 und einen Videodrucker 30 für das Aufnehmen der Bilder.
Die Kameraeinheit 27 ist eine industrielle Videokamera 31 auf einer Befestigung 32, die die Kamerabewegung aufwärts und abwärts und links und rechts erlaubt. Die Bewegung des Trägers 32 wird vermittels eines durch Fluid aus der hydraulischen Leistungseinheit 26 betriebenen hydraulischen Zylinders gesteuert.
Als nächstes wird unten das Verfahren zur Beobachtung des Bodenkontaktes, das die oben genannte Vorrichtung verwendet, beschrieben werden.
Die Lauffläche des Reifens 2 wird mit einer leuchtenden Farbe, vorzugsweise weiß, angestrichen. Eine färbende Mischung, die Gummi enthält, wird vorzugsweise verwendet, um die Farbadhäsion an die Reifenlaufstreifenoberfläche zu verbessern. Dann wird der angestrichene Reifen 2 auf der Reifenandruckeinheit 3 angebracht.
Die Steuereinheit 4 wird programmiert, um ein Testverfahren auszuführen und infolgedessen werden die an den Reifen 2 anzulegenden Faktoren wie die Vertikallast, der Sturzwinkel, der Schlupfwinkel, die Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Fahrbahn 7 usw. automatisch eingestellt. Zum Beispiel werden der Drehwinkel und der Schlupfwinkel, wie in Fig. 4 gezeigt ist, gesteuert. Die Steuereinheit 4 ist nämlich so programmiert, daß die Reifenfaktoren wie die Vertikallast, der Sturzwinkel und der Schlupfwinkel wahlweise während der Bewegung der sich bewegenden Fahrbahn 7 geändert werden können.
Wenn ein Startschalter gedrückt wird, werden die Reifenandruckeinheit 3 und die sich bewegende Fahrbahnanordnung 1 automatisch vermittels der Steuereinheit 4 angetrieben. Der Schlitten 17 bewegt sich, gesteuert durch das Stellglied 19, nach unten, und infolgedessen tritt der Reifen 2 mit der sich bewegenden Fahrbahn unter der vorbestimmten vertikalen Last in Eingriff. Der Dreikomponenten-Lastdetektor 22 mißt diese Last zum Zwecke der Durchführung der Rückkopplungregelung. Das Sturzwinkelstellglied 20 und das Schlupfwinkelstellglied 21 wirken, um den vorbestimmten Sturzwinkel Θ und den Schlupfwinkel α anzulegen und dann wird die sich bewegende Fahrbahn 7 mit der vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt.
An der Kameraeinheit 27 werden die Lage und der Brennpunkt des Halters 32 so eingestellt, daß die Kamera 31 den Bodenkontaktfleck des Reifens 2 sieht.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das Licht aus der Lichtquelle 13 innerhalb der sich bewegenden Fahrbahn 7 gehalten. Wenn das Licht die Grenzfläche zwischen dem Bodenkontaktfleck und der sich bewegenden Fahrbahn erreicht, wird es unregelmäßig reflektiert und tritt aus dem durchsichtigen Körper zu der Fernkamera 31 aus.
Infolgedessen wird nur der Bodenkontaktfleck der Reifenlauffläche zu der Kamera projiziert und kann dann wie in Fig. 5 gezeigt, deutlich photographiert werden. Weil die Reifenlauffläche mit einer leuchtenden Farbe angemalt ist, wird das Bild der den Boden berührenden Reifenlauffläche deutlicher gemacht. Dieses Bild wird vermittels des Monitors 28 angezeigt und von dem Videobandrecorder 29 aufgenommen und kann dann durch den Videodrucker 30 reproduziert werden.
So können dynamische Änderungen des Bodenkontaktfleckes eines Reifens direkt beobachtet werden.
Um dies zu tun, verwendet die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, in welchem der Reifen 2 durch die Bewegung der sich bewegenden Fahrbahn 7 der sich bewegenden Fahrbahn-Anordnung 1 gedreht wird. Dann kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kompakter sein und wird weniger Vibrationen verglichen zu der unterschiedlichen Anordnung verursachen, in welcher der Reifen 2 durch die Bewegung der Reifenandruckeinheit 3 gedreht wird. Zusätzlich ermöglicht der oben genannte Aufbau der Kamera 31, fixiert zu sein, und so wird die Kamera 31 weniger von der Vibration und dem resultierenden Verwischen des Bildes beeinflußt. Infolgedessen kann ein stabiles Bild zur Verfügung gestellt werden und die Steuerung der Last, des Sturzwinkels, des Schlupfwinkels usw. kann leicht ausgeführt werden. Weil die Kamera 31 so gestellt ist, um frei auf-und-ab, vor-und-zurück und links-und-rechts bewegbar zu sein, ist die Beobachtung des Bodenkontaktflecks eines Reifens weiter einfach vermittels der Zoom- und Positionierbewegung der Kamera 31 ausgeführt.
Die sich bewegende Fahrbahn 7 hat eine Länge, welche länger als die Länge ist, die einer vollen Umdrehung (der äußere Umfang) des Reifens entspricht, der zu beobachten ist. Dies stellt eine Relaxationslänge zur Verfügung, die für die Bodenkontaktform ausreicht, sich zu entspannen oder zu beruhigen, bevor das Bild aufgenommen wird. Die Entspannungslänge ist so z.B. die notwendige Länge, so daß die wegen der Aufbringung eines Schlupfwinkels erzeugte Lateralkraft den Stabilitätszustand erreichen kann und die geometrische Form des Bodenkontaktflecks so unter dem Einfluß der an den Reifen angelegten Kräfte stabil wird.
Die durch das Bildaufnahmeeinheit 5 erhaltene Information ist für Reifen-Konstrukteure nützlich, um die Reifenleistung wie die Lenkstabilität und den Abriebwiderstand zu verbessern, weil die Information sowohl quantitativ als auch qualitativ untersucht werden kann.
Der Dreikomponenten-Lastdetektor 22 weist die vertikale Last, die Links-und-Rechts-Last und die Vor-und-Zurück-Last nach, die an den Reifen während der Drehung des Reifens unter Last angelegt sind, so daß die Kraft und die Ausbildung der den Boden berührenden Reifenlauffläche zusammen untersucht werden können.
Weiter kann ein Bremsmechanismus angeordnet werden, um es möglich zu machen, die o.g. Kräfte und den Deformationszustand des Bodenkontaktflecks unter der Bedingung zu untersuchen, worin eine Bremskraft aufgebracht wird.
Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung ist eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die sich bewegende Fahrbahn 7 von der Trommel-Art. Die ganze Trommel kann aus der durchsichtigen sich bewegenden Fahrbahn 7 gebildet sein, oder in alternativer Weise kann nur ein Teil der Trommel aus der durchsichtigen, sich bewegenden Fahrbahn 7 gebildet werden. In diesem Fall wird das durchsichtige Material zum Teil oder selbst vollständig durch ein nicht-durchsichtiges Material getragen. Die drehbare, sich bewegende Fahrbahnanordnung 1 dieser Art macht es möglich, den Bodenkontaktfleck unter Hochgeschwindigkeitsrotation zu beobachten.
Die Einzelheiten der Lastaufbringung und -steuerung sind der ersten Ausführungsform ähnlich.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel ist der durchsichtige Körper nicht auf einen vollständig durchsichtigen Körper beschränkt und ein gefärbter durchsichtiger Körper kann verwendet werden. Zu normalem weißem Licht alternatives Licht kann auch verwendet werden, um deutliche Bilder zu schaffen.
Weiter kann ein anderes Beobachtungsverfahren verwendet werden, indem eine Wasserschicht (0,5 bis 30 mm Dicke) einer leuchtend gefärbten wässrigen Lösung (z.B. Plakatfarbe) gebildet wird, um die volle Länge der durchsichtigen, sich bewegenden Fahrbahn abzudecken, anstatt die Lauffläche zu färben, und dann der Bodenkontaktfleck von der entgegengesetzten Seite der Grenzfläche zwischen der durchsichtigen, sich bewegenden Fahrbahn und der Reifenlauffläche beobachtet wird. In diesem Fall zeigt nur die Grundfläche der Reifenlauffläche schwarz. Dieses Verfahren ist von der oben genannten Ausführungsform unterschiedlich, weil es möglich ist, den Bodenkontaktfleck unter nassen Bedingungen zu beobachten und die Vorfärbung der Reifenlauffläche nicht erforderlich ist.
Indem die vorliegende Erfindung verwendet wird, kann die detaillierte Form des Bodenkontaktfleckes eines Reifens dynamisch, direkt und visuell beobachtet werden. Zum Beispiel kann der Zustand des Bodenkontakts des Laufflächenmusterblocks und der Einfluß der Laufflächenlamellen des drehenden Reifen für mehr als eine volle Umdrehung des Reifens beobachtet werden. Weiter kann die Information sowohl quantitativ als auch qualitativ untersucht werden, und zwar durch die Bildverarbeitungstechnologie, um ein nützliches Werkzeug für den Reifenentwurf zu geben und so die Reifenleistung zu verbessern.
Ein höchst wichtiger Vorteil der Vorrichtung ist die Fähigkeit, den Kontaktfleck mit einer an den drehenden Reifen angelegten Lenkkraft zu beobachten und aufzunehmen.

Claims

1. Eine Vorrichtung zur Beobachtung des Bodenkontaktflecks eines Reifens, gekennzeichnet durch eine sich bewegende Fahrbahn (7) mit einem durchsichtigen Körper mit einer vorbestimmten Dicke, eine Lichtquelle (13), die so angeordnet ist, daß das daraus emittierte Licht innerhalb des durchsichtigen Körpers reflektiert wird, eine Reifenandruckeinheit (3), um den äußeren Umfang eines Reifens auf eine Oberfläche der sich bewegenden Fahrbahn (7) aufzudrücken, und eine Kameraeinheit (27), die angeordnet ist, um den sich ergebenden Bodenkontaktfleck des Reifens durch die durchsichtige, sich bewegende Fahrbahn (7) von gegenüber dem Bodenkontaktfleck des Reifens zu beobachten.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich bewegende Fahrbahn (7) gerade ist und eine genügende Länge hat, so daß der Bodenkontaktfleck kontinuierlich für mindestens eine volle Umdrehung des Reifens beobachtet werden kann.

3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich bewegende Fahrbahn (7) eine kreisförmige Trommel mit einer äußeren zylindrischen Oberfläche aufweist, die den durchsichtigen Körper umfaßt, auf welchem ein Reifen abgerollt werden kann.

4. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durchsichtige Körper einen Teil der sich bewegenden Fahrbahn (7) umfaßt.

5. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durchsichtige Körper die ganze sich bewegende Fahrbahn (7) umfaßt.

6. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (13) Licht in den durchsichtigen Körper hinein an einem Rand in die Richtung parallel zu der Reifen-Trag-Oberfläche liefert.

7. Die Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenandruckeinheit (3) ein Reifenlaststellglied (19), ein Sturzstellglied (20) und ein Schlupfwinkelstellglied (21) aufweist.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stellglieder (19, 20 und 21) über einen Computer (23) und eine Servosteuerung (25) gesteuert sind.

9. Ein Verfahren zur Beobachtung einer den Boden berührenden Reifen-Lauffläche, das die Vorrichtung von Anspruch 1 verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reifen-Lauffläche mit einer Farbe angestrichen wird, die fähig ist, Licht zu reflektieren, Licht aus einer Stirnseite eines durchsichtigen Körpers so projiziert wird, daß das Licht innerhalb der Dicke des durchsichtigen Körpers reflektiert wird, die Reifen-Lauffläche auf eine Oberfläche des durchsichtigen Körpers aufgedrückt wird, und der Bodenkontaktfleck des Reifens durch den durchsichtigen Körper aus einer dem Bodenkontaktfleck des Reifens entgegengesetzten Seite beobachtet wird.

10. Das Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkontaktfleck kontinuierlich während mindestens einer vollen Umdrehung des Reifens beobachtet wird.

11. Das Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlupfwinkel relativ zu der Richtung der Rotation des Reifens auf den Reifen aufgebracht wird.

12. Das Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer (23) das Verfahren gemäß einem vorbestimmten Programm steuert.