DE2019239A1 - Verfahren und Vorrichtung zum eBstimmen von Unregelmaessigkeiten im Verhalten von unter Last rotierenden Reifen - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50, Oft 4 7fi TELEGRAMME:KARPATENT KDNIGSTRASSE 28 "' " *"

W. 24 159/20/P1

Pirelli Society per Azioni, Mailand (Italien)

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Unregelmäßigkeiten im Verhalten von unter Last rotierenden Reifen

Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Unregelmäßigkeiten im Verhalten von unter Last rotierenden Seifen, die durch ihre geometrischen und elastischen Ungleichmäßigkeiten bedingt sind, und die Anmeldung befaßt sich ia besonderen mit der Bestimmung der maximalen Veränderung des Abro11-radius und des Schlupfwinkels während jeder Reifenumdrehung.

Dem Fachmann ist es bekannt, daß derartige Unregelmäßigkeiten im Verhalten des Eeifens gegenwärtig durch zwei Arten von Vorrichtungen bestimmt werden.

Bines dieser Verfahren weist eine Prüfwalze auf, die so gegen den zu prüfenden Reifen gedrückt wird, um zwischen den Achsen dee Beifens und der Prüfwalze einen bestimmten Abstand zu haben, der während der Prüfung konstant gehalten wird.

0 Olli ? / 1 0 §f . ^0RlGlNAL

Elektronische Wandler oder Meßwertumformer werden an die Welle der Prüfwalze angelegt, um die radialen und axialen Komponenten der Gegenwirkungen zu messen, die an der Welle durch Veränderungen dea Abrollradius und durch den seitlichen Schub im Kontaktbereich zwischen dem Reifen und der Prüfwalze erzeugt werden, während diese um ihre eigenen Achsen in entgegengesetzten Bichtungen rotieren.

Die durch die Meßwertumformer gelesenen Daten werden verstärkt und vermittels einer elektronischen Einrichtung verarbeitet, welche die Unterschiede zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert der radialen und der seitlichen Komponenten der Gegenwirkungen beurteilt, und sie vergleicht diese mit den vorher festgelegten Klassifizierungsgrenzen.

Jedoch können derartige Vorrichtungen keine nennenswerte linergie bereitstellen und erfordern daher die Hilfe von Verstärkern, die sich meistens aus sehr komplizierten elektronischen Geräten zusammensetzen, die laier sind und eine nicht zufriedenstellende Betriebssicherheit aufweisen und leicht dazu neigen, aus der Einstellung herauszügelangen.

Bine zweite Art von Vorrichtungen zum Bestimmen des unregelmäßigen Verhaltens von Reifen weist einen Hebel auf, der «n seinem einen Ende eine Parallelogrammausgleichavorrichtung hält, die ihrerseits eine Prüfwalze trägt, die an den zu itoüfenden Reifen vermittele einer Luftfeder angedrückt gehalten wird. Außer der Drehung der Prüfwaise um ihre eigene Achse, kann diese um einen Drehzapfen, auf dem sie gelagert ist, der parallel zu ihrer Aohs® steht und axial verschiebbar ist auf Grund des Parallelogramms der Ausgleichs- bzw. Balanceeinrichtung schwingen· Eine seitliohe Feder ist vorgesehen, um den seitlichen Schub zu messen.

Di· axiale Verschiebung der Prüfwalze und die Sehwin-

009847710*8

INSPECTED

gungeii um ihren Drehpunkt werden vermittels eines numerischen Meßwertumformers, der diese Daten an eine · elektronische Aufzeichnungsvorrichtung überträgt, festgehalten.

Obwohl die zweite Einrichtung eine Veränderung des Abstandes zwischen den Achsen der Prüfwalze und der Achse des Reifens während der Prüfung erlaubt, wird sie ebenfalls mit einer relativ teuren, komplizierten und unzuverlässigen elektronischen Einrichtung vervollständigt. Außerdem hat sje einen derartigen Aufbau, daß erhebliche Massen in Betracht zu ziehen sind, die schon bei einer niedrigen Umdrehungszahl gemeinsam f

mit der Elastizität des Reifens und der pneumatischen Feder in Resonanz geraten. Als Folge davon kann die Umdrehungsgeschwindigkeit der Prüfwalze in dieser Einrichtung nicht den erforderlichen Wert erreichen, um eine industrielle Anwendung dieser Einrichtung selbst zu gestatten.

Um die in der oben gezeigten Einrichtung festgestellten Nachteile zu beseitigen, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung erdacht worden, die abgesehen davon, daß sie billiger sind, eine höhere Geschwindigkeit und eine größere Zuverlässigkeit beim Arbeiten garantieren.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Ver- - g fahren zum Bestimmen der Unregelmäßigkeiten im ^erhalten von unter Last rotierenden Reifen, gemäß dem der Umfang des zuprüfenden Reifens und eine starre zylindrische Oberfläche, deren Achse parallel zur Reifenachse ist, in Kontakt gebracht und durch Anlegen ein.ee elastischen Druckes gegeneinand«rgedrückt werden, wobei die zylindrische Oberfläche um wenigstens eine in ihrer Mittelebene liegende und zur Normalenrichtung der Oberfläche senkrechten Achse schwingen kann, und der Reifen und die zylindrische Oberfläche in entgegengesetzten Richtungen durch Steuerung der Drehung des Reifens oder der zylindrischen Oberfläche,

009847/1098

in Drehung versetzt werden und, daß die Winkelverschiebungen der -Achse der zylindrischen Oberfläche um die Schwingungsachse, die durch die Veränderungen des seitlichen Schubes während jeder Reifenumdrehung bewirkt werden, im Kontaktbereich des Reifens mit der zylindrischen Oberfläche bestimmt werden.

Es ist erwünscht, auch Unregelmäßigkeiten im Verhalten von Reifen festzustellen, die durch die Veränderung des Abroilradius während jeder Reifenumdrehung unter Last bedingt sind, wobei der gegenseitige Druck zwischen dem Reifen und der zylindrischen Oberfläche, die außerdem um eine in einer senkrechten Ebene zur ersten Schwingungsachse liegende, durch eine Mittelebene der zylindrischen Oberfläche hindurchgehende Achse schwingen kann, bestimmt wird und, daß die Winkelverschiebungen der Achse der zylindrischen Oberfläche um diese zweite Schwingungsachse, welche durch die Veränderungen des Abrollradius während jeder Reifenumdrehung bewirkt wird, außerdem beurteilt werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Unregelmäßigkeiten im Verhalten von unter Last rotierenden Reifen, welche aufweist: einen starren Zylinder, der um seine eigene Welle drehen und wenigstens um eine in seiner Mittelebene liegende und zur Welle des Zylinders senkrechten Achse schwingbar ist, ein Element, das einen elastischen Druck zwischen dem starren Zylinder und dem zu prüfenden Reifen erzeugen kann und eine Einrichtung zum Bestimmen der Winkelverschiebungen der Zylinderwelle um diese Schwingungsachse, welche während der Drehung des Reifens und des diesen berührenden Zylinders in entgegengesetzten Drehrichtungen als Folge der Veränderungen des seitlichen Schubes während einer Reifenumdrehung im Andruckbereich von Reifen und starrem Zylinder auftreten.

Ss ist außerdem erwünscht, Unregelmäßigkeiten im Ver-

009847/1098

halten von Reifen zu bestimmen, die durch Veränderungen des Abrollradius während ^eder Reifenumdrehung unter Last bedingt sind, wobei die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der starre Zylinder außerdem um eine in einer senkrechten Ebene zur ersten Schwingungsachse liegende, durch eine diametrale Ebene der zylindrischen Oberfläche hindurchgehende lohse schwingbar ist, und daß eine Einrichtung zur Bestimmung der Winkelverschiebungen der Zylinderöle um diese zweite Schwingungeachse vorgesehen ist*

Die Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden in der folgenden Be- μ Schreibung und in den Zeichnungen eines Beispieles einer Ausführung erläutert, wobei das Beispiel zur Illustrierung und nicht zur Eingrenzung dient.

Pig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Pig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 entsprechend der Schnittebene II - II.

Pig. 3 zeigt einen horizontalen Schnitt der Vorrichtung nach Pig. 1 der in der Ebene III - III durch - geftihrfrworden ist. Pig. 4 zeigt einen vertikalen Schnitt der Vorrichtung

der Fig. 1, der entsprechend der Ebene IV-IV I

. der Fig. 3 gelegt worden ist.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1, der entsprechend der Ebene V-V der Fig. 4 gelegt worden ist und Fig. 6 zeigt im Detail einen Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1, der entsprechend der Ebene VI - VI der Fig. 4 gelegt worden ist.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung letzt sich u.a. aus einem Bock 1, der ein· Tragkoneolt 2 trägt, die den fisch 4 vermittele der Säulen 3 etütit zusammen.

009947/1098

Bin mit einem Deckel 6 versehenes kastföraiges Gehäuse 5, welches an einem ihrer Enden auf einer Welle 7 drehbar gelagert ist, ist auf dem SDisüh 4 befestigt. Eine Walze 8, die auf der Welle 9 leerläuft und zu dieser vermittels Abstandshalter 10 zentriert ist, ist im kastenförmigen Gehäuse 5 untergebracht. Sie Enden der Welle 9 sind an den beiden Scheiben 11 befestigt» Diese sind fest verbunden mit zwei Halbringen 12, die von einer Balanceeinrichtung gestützt- sind, die aus zwei vertikalen Stäben 13, aus zwei L-förmigen Hebels 14, deren Drehpunkt im Zapfen 15 liegt j der seinerseits durch zwei mit dem kastenförmigen Gehäuse 5 f©at verbundenen Abstützungen 16 frei drehbar gelagert ist und durch eine !Traverse 17 gebildet, die an ihren Enden in swei schwingenden Lagern gehalten wird, die durch den L-förmigen Hebel 14 gestützt werden. Ein Ver-"bindungaetüök 18 für das eine Ende einer Feder 19 mit einer koliaa elastischen Konstanten ist in der Mitte der Traverse 1? vorgesehen» Bas andere Ende der Feder 19 ist an eiasa Zugspannungsstab 20 eingehakt, dessen eines Bude mit einem Stift 21 versehen ist, der axial in zwei in der Buchse 23 enthaltenen Längsnuten 22 verschiebbar ist. Die Buchse 23 verhindert, «laß der Zugspannungsstab 20 um sich selbst drehen kann, wenn die Last der Feder 19 vermittels dar Mutter 24 verändert wird» Die vertikalen Stäbe 13 haben sehr harte, flache Stirnflächen und können frei auf den ebenfalls sehr harten Kugeln 25 schwingen, die jeweils in die Halbringe 12 und in die I-förmigen Hebel 14 eingesetzt sind. Die Walze 8 kann um eine aus einer vertikalen Welle 26 und einei? horizontalen Welle 27 zusammengesetzten Kardanverbintang schwingen. Die vertikale Welle 26 ist drehbar in dem Stützlager 28 gelagert und mit einer Scheibe 29 fest verbunden, an der die Klemmen befestigt sind. Die horizontale Welle 27» die ihrerseits in den Stützlagern 31, die von dem kastenförmigen Gehäuse gehalten werden, drehbar angeordnet ist, wird in den Klemmen 30 befestigt.

009847/1098

Die Walze 8 ist mit der Kardanverbindung vermittels eines sehr leichten Rahmens, der sich aus zwei Paar Stangen 32 und 33 zusammensetzt, verbunden. Die Stangen jedes Paares sind nach auswärts gespreizt, indem sie von dem einen finde der vertialen Welle 26 her, mit der sie fest verbunden sind, beginnen und in die die Welle 9 stützende Scheibe 11 eingesetzt werden.

Das kastenförmige Gehäuse 5 enthält zwei Walzen 34, die drehbar auf Zapfen 35 der .Abstützung 36 aufgesetzt sind, welche mit dem kastenförmigen Gehäuse 5 fest verbunden sind. Die Walzen 34 haben die -Aufgabe, die Aufwärtsdrehbewegung der Walze β und des zugehörigen Bockes unter dem Druck der gespannten Feder 19 anzuhalten. i

Außerdem dienen die Walzen 34 dazu, die Walze 8 im Gehäuse 5 zu zentrieren. Dieses Anhalten und diese Zentrierung finden statt, wenn die Walzen 34 mit den angepaßten Seilern 37 in Kontakt kommen, dertn obere Oberflächen V-förmig ausgebildet sind. Jeder Teller 37 ist mit einem senkrecht hervorspringenden Teil 38 versehen, die den Zweck haben, die seitliche Schwingung der Walze 8 zu begrenzen. Die Amplitude der seitlichen und der vertikalen Schwingungen der Walze 8 wird jeweils vermittele der Meßvorrichtung 39 bzw. 40, wie sie in der italienischen Anmeldung 15 530 der Anmelderin vom 14. April 1969 offenbart ist, bestimmt. λ

Sine Aueführungsform dieser Vorrichtung weist einen Fühlsehaft auf, der in beiden Eichtungen unabhängig von oder gleichzeitig mit einem 3doaxialen Stab, der innerhalb zweier vorher festgesetzter Grenzen axial verschiebbar ist, um die Verschiebung eines Zeigers in Bezug auf einen Basiswert zu erzeugen, der zu einer der genannten Grenzen gehört, wobei das «ine linde des Stabes in eine axiale Bohrung des Fühlschaftee eingepasst ist. Außerdem weist die Vorrichtung dieser Ausführungsform ein zwischen dem einen Ende des Stabes und dem Fühlschaft eingebrachtes

009847/1098

vermittele einer Kurbel 56 geachwenkt, deren eines Ende um ein Zapfen 57 geachwenkt wird, der an einem Ende dea Verbindungastabea 53 angeordnet iat. Daa andere Ende der Kurbel 56 iat vermittele einea Keilea oder einer Paßfeder 58 an der langaamen ^welle 59 einer Untersetzung 60 befestigt, die von einem aelbatbremsendem Motor .61 getrieben wird.

Der Bock 1 trägt ein Lager 62, indem eine Hohlwelle drehbar angeordnet ist, auf der an ihrem einen Ende eine Felge 64 angeordnet ist. Innerhalb der Hohlwelle 63 iat ein Hohldorn 65, an deaaen einem Ende eine Felge 66 vorgesehen ist, seitlich verschiebbar angeordnet. Die ielgen 64 und 66 sind an ihren Bändern mit Flanschen versehen, die den Zweck haben, die Wulste einea Reifens 67 aufzunehmen, der mit Druckluft aufgeblasen werden kann, die seinem Innern durch die Öffnung 68 zugeführt wird. Daa andere Ende dea Hohldornes 65 ist mit einer drehbaren Abdichtung 69 verbunden, welche vermittelte einea Eohrea 70 wahlweise mit einer Druckluftquelle oder einer Auatrittavorrichtung verbunden werden kanne

Mit in den Zeichnungen nicht dargestellten, zweckmäßigen Einrichtungen kann der Hohldorn 65 in seiner Arbeitaatellung während des Aufblasens des Reifens in Bezug auf die Hohlwelle 63 gehalten werden, oder er kann aua der Verbindung, z.B. durch axiale Verachiebung in Bezug auf die Welle, gelöst werden, ao daß die Felgen und 65 im Abstand voneinander angeordnet werden können,, um das Zusammen - bzw. daa A_ua9i_nan<ig_rk_aUg_n <i_ea Reifens 67 ' zu erleichtern. Diese axiale Bewegung wird von einem in zwei Richtungen arbeitenden Druckzylinder 71, der vermittels eines Zapfens 72 drehbar am Bock 1 gehalten ist und durch, einen Hebel 73» der in einem Zapfen 74 drehbar gehalten ist, gesteuert. Dieser Zapfen 74 wird von einem mit dem Bock 1 fest verbundenen Traglager 75 gestützt.

Sas eine Ende des Hebele 73 ist mit dem Stempel 76 dea

009847/1098 ^copv

-y-

erstes Friktionselement, ein erstes elastisches Element, das auf den Stab einwirkt, um ihn in den Fühlschaft einzuführen, und ein zweites elastisches Element, das auf den Schaft einwirkt, um ihn von dem Ende des Stabes bis zu einer vorher festgelegten Grenze zu entfernen, wobei der Widerstand der der unabhängigen Bewegung des Fühlschaftes und des Stabes in beiden Eichtungen entgegenwirkt, stets größer ist als der Schub bzw. die Kraft, die durch das erste elastische Element auf den Stab ausgeübt wird, und stets kleiner ist, als der Schub bzw. die Kraft, die durch das zweite elastische Element auf den Fühlschaft ausgeübt wird.

Die Meßvorrichtungen 39 und 40 sind an einem Seitendeckel 41 des kastenförmigen Gehäuses 5 mit Hilfe von Bunden 42 bzw. 43 befestigt und ihre Fühlschafte 44 bzw. 45 werden durch Hebel 46 bzw. 47, die mit einer der Scheiben 11 fest verbunden sind, welche die Walze 8 stützen, betätigt.

Die Hebel 46 und 47 sind zweckmäßig so angeordnet, daß ihre Kontaktebene mit dem Fühlschaft 44 bzw. 45 der Einrichtung 39 bzw. 40 jeweils durch die vertikale Welle 26 und die horizontale Welle 27 der Kardanverbindung hindurchgeführt werden. Außerdem ist am Hebel eine Gabel 48 befestigt, die einen Zapfen 49 trägt, auf welchem die kleine Walze 50 drehbar angebracht ist. Sie bezweckt, die Walze 8 seitlich zu verschieben, wenn die kleine Walze 50 den Mitnehmer 51 der an dem mit dem Tisch 4 fest verbundenen -Arm 52 befestigt ist, während der Abwärtsdrehung des kastenförmigen Gehäuses 5 um den Drehzapfen 7 berührt. Um die drehung des kastenförmigen Gehäuses 5 in beiden Eichtungen um den Drehzapfen 7 zu bestimmen, ist eine durch einen Verbindungastab 53 ausgeführte Kupplung vorgesehen. Der Verbindungsstab 53 wird um einen in einer Gabel 55». die mit dem kastenförmigen Gehäuse 5 fest verbunden ist, angeordneten Zapfen 54 und '<

009847/109-8

Zylinders 71 vermittels eines Stiftes 77 drehbar verbunden, während das andere Ende dea Hebels mit einer Gabel versehen ist, in welcher sich zwei verschiebbare Teile 79 verschieben, die drehbar um mit der drehbaren Abdichtung 69 fest verbundenen Zapfen 80 sind und an beiden Seiten der Abdichtung angebracht sind. Obwohl der Hohldorn 65 in der Lage ist, sich innerhalb der Hohlwelle 63 zu verschieben, so ist er doch mit letzterer während der Drehung fest verbunden. Die Drehbewegung wird über eine Riemenacheibe 81, die an der Hohlwelle befestigt ist und über einen V-Riemen 82 der mit einer auf der Welle 84 einer Untersetzung 85 verkeilten Riemenscheibe verbunden ist, gesteuert.

Um die vertikale Lage des das kastenförmige Gehäuse tragenden Tisches 4· entsprechend der Veränderung der Durchmesser der zu prüfenden Reifen zu variiren, ist eine Anhebevorrichtung vorgesehen, die sich aus einer Schraube 86, die fest mit dem Tisch 4 verbunden ist, und einer Mutternverschraubung 87, die in einem in die Tragkonsole 2 eingebauten ^'utter 88 angeordnet ist, zusammensetzt.

Die Anhebevorrichtung gestattet die Säulen 3 durch viele, jeweils in der Höhe angepaßte Säulen zu ersetzen.

Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Um die maximale Veränderung des Abrollradius und des Schlupfwinkels während jeder Umdrehung des belasteten Reifens zu bestimmen, ist es zuerst notwendig, den vorher untersuchten Reifen 67 zu entfernen, und die Vorrichtung wieder in den Zustand zu setzen, den Zyklus der erforderlichen Arbeiten zu wiederholen.

Um den Reifen 67 zu entfernen, wird zuerst das Rohr mit einer Auatrittsvorrichtung verbunden, um die im Innern des Reifens 67 unter Druck stehende Luft durch die radiale Bohrung 68 und die axiale Bohrung das Hohldornes 65 zu entfernen. Dann wird die Vorrichtung, welche

0098A7/109Ö

die axiale Verschiebung des Hohldornes 65 innerhalb der Hohlwelle 63 verhindert, entsperrt und aus dem rechten Ende des Zylinders 61 wird Druckluft zugeführt, während aus dem entgegengesetzten Ende Druckluft austritt. Auf diese Weise wird der Hohldorn 65 nach rechts verschoben, und als Folge davon werden die Felgen 64 und 66 voneinander getrennt. Zur gleichen Zeit wird die Kurbel 56 durch den Motor 61 und die Untersetzung 60 im Uhrzeigersinn in ^Bezug auf seine in Fig. 1 gezeigte lege bis zum tiefsten Punkt mit einer daraus folgenden Absenkung des sich im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 7 drehenden Gehäuses 5 gedreht. Jetzt ist der Reifen 67 vollkommen frei und kann leicht entnommen werden.

Dann wird der nächste Reifen in Stellung gebracht, und die Felgen 64 und 66 werden durch Entspannen der Druckluft aus dem rechten Teil und durch Zuführen von Druckluft aus dem linken Teil des Zylinders 71 einander genähert. Dann wird die Vorrichtung zum Verhindern der Relativ-Verschiebung zwischen Hohldorn 65 und Hohlwelle 63 betätigt, und das Rohr 70 mit der Druckluftquelle verbunden. Auf diese Weise wird der Reifen in die richtige Lage gebracht und bis auf einen dem Betriebsdruck entsprechenden Druck aufgeblasen. Dann wird die Kurbel 56 im Uhrzeigersinn um mehr als eine halbe Umdrehung gedreht, um sie wieder in die in Fig. 1 gezeigte Lage zu bringen, wodurch auf diese Weise die Umdrehung des kastenförmigen Gehäuses 5 um die Welle 7 in der gleichen Richtung verursacht wird. Durch diese Drehung entsteht ein gleichzeitiges Anheben des kastenförmigen Gehäuses 5 und der Meßeinrichtungen 39 und 40, die an diesen befestigt sind, und zwar soweit, bis die Kurbel 56 und der Verbindungsstab 53 in einer Linie ausgerichtet ε , , wohingegen sich während der nächsten Umdrehung der Kurbel 56 im Uhrzeigersinn aus ihrer Lage, in der sie mit dem terbindungsstab 53 in einer Linie ausgerichtet ist, heraus in die in Fig. 1

009847/1098 _{BAD 0RIGINAL} "**

gezeigte Lage das Gehäuse im Gegenuhrzeigersinn dreht, und zum Teil wieder angehoben wird. Während das Gehäuse 5 angehoben wird, wird zuerst die Walze 8 frei und zusammen mit dem Gehäuse gehoben. Dann erreicht sie, nachdem sie mit dem zu prüfenden Reifen in Berührung gekommen ist, durdh Zusammendrücken des Reifens eine höhere Lage, bis die Gegenwirkung des Reifens den Wert der durch die Feder 19 über die beiden L-förmigen Hebel 14 und die beiden Stäbe 13 angewendeten Druckraft erreicht. An diesem Punkt hört die Aufwärtsbewegung der Walze 8 auf, während das kastenförmige Gehäuse 5 weiterhin angehoben wird, und zwar soweit, bis die Kurbel 56 und der Verbindungsstab 53 in einer Linie ausgerichtet sind, so daß die V-förmigen Oberflächen der Teller 37 sich in einem Abstand von den Walzen 34 befinden. Durch das Anheben des kastenförmigen Gehäuses 5 löst sich die kleine Walze 50 von der Oberfläche des Mitnehmers 51» so daß die Walze 8 wieder eine zentrierte Lage in Bezug auf die Walzen 34 einnimmt, und der Hebel 46 stößt den Fühlschaft 44 in die Einrichtung 39 bis zu einer Länge hinein, die wenigstens ausreichend ist, um den Stab dieser Einrichtung gegen den für den Hub in dieser Richtung vorgesehenen Anschlag zu bringen, und um gegebenenfalls zu bewirken, ihn an dem Stab entlangzuschieben, um den vom !Friktionselement entgegengesetzten Widerstand zu überwinden. Daher liegt die Verschiebung des Fühlschaftes 44 in der Größenordnung des Hubes zwischen den Anschlägen des Stabes der Einrichtung 39, und der Zeiger dieser Einrichtung wird daher den Wert anzeigen, der als Basis für die Messung des Schlupfwinkels genommen wird. Als letztes entsteht durch das Anheben des Gehäuses, nachdem sich die Walze 80 in ihrem Gleichgewichtszustand gegen den Reifen eingestellt hat, eine Trennung der Einriohtung 40 vom Hebel 47 und darausfolgend eine axiale Verschiebung des Fühlschaftes 45 nach auswärts.

0 09847/1098 ordinal .nspected

Während der oben beschriebenen, zweiten Teilanhebung des Gehäuses 5» die einer Länge in der Größenordnung des Hutes zwischen den Anschlägen der Stäbe der Meßeinrichtung 40 entspricht, verbleibt die Walze 8 in der obigen Gleichgewichtslage, so daß sich auch die kleine Walze 50 aus dem Eingriff löst, während die Walzen 34 den Tellern 37 etwas genähert werden, und der Fühlschaft 45 der Einrichtung 40 wird gegen den Hebel 47 gedruckt. Der Fühlschaft erfährt dabei eine axiale, in das Innere der Vorrichtung gerichtete Verschiebung, die wenigstens ausreichend ist, den darin enthaltenen Stab gegen den für seinen Hub in dieser Richtung vorgehenen Anschlag zu bringen und verursacht gegebenenfalls außerdem eine Verschiebung des Fühlschaftes 45 am Stab entlang, um den durch das Friktionselement entgegengerichteten Widerstand zu überwindeno Der Zeiger der Einrichtung 40 wird dann den Wert anzeigen, der als Basis für die Messung der Abweichung des Abrollradius des belasteten Reifens genommen wird.

In diesem Moment wird der Heifen durch die Untersetzung 85 und den Riementrieb 83, 82 und 81, der der Hohlwelle 63 und dem während der Umdrehung fest mit ihr verbundenen Hohldorn 65 und darausfolgend, den den Reifen tragenden Felgen 64 und 66 eine Drehbewegung erteilt, im Uhrzeigersinn gedreht. Während dieser Drehung wird der Reifen die Walze 8 in entgegengesetzte Richtung in Drehung versetzen, wobei die Walze 8 in zwei Richtungen um die horizontale Welle 27 und die vertikale Welle 26 frei schwingen kann und mit Bereichen in Berührung kommt, die geometrische und elastische Charakteristiken haben, die von denjenigen verschieden sind, die zu, der anfänglichen Berührungsstelle zwischen Waise 8 und dem Reifen gehören. Während der ersten vollen Reifenumdrehung werden dio Fühlschafte 44 und 45 welter in die zugehörige Einrichtung 39 brw. 40 hineingeschoben, falle die Waise 8 Winkelverschiebungen

009847/1098 original inspected

um die Achsen der Kardanverbindung in die Richtung des Mitnehmers 51 bzw. in die Richtung der Reifendrehachse erfährt. Wenn die Stäbe bereits den Anschlag für ihren in das Innere der jeweiligen Einrichtungen gerichteten Hub berühren, werden die Fühlschafte an den Stäben entlang verschoben und den Widerstand der Friktionselemente und der elastischen Einrichtungen, welche bestrebt sind, sie von den Stäben zu trennen, überwinden, und eie werden in Bezug auf die Stäbe diese Lage beibehalten, sogar falls dann die Walze durch den Reifen in einer zur Reifendrehachse entgegengesetzten Richtung bzw» zum Mitnehmer 51 hin gedrückt wird. Daher wird am Ende der ersten Umdrehung, die gegenseitige ^age der Fünlschafte und der zugehörigen Stäbe der Einrichtung 39 bzw. 40 zueinander sicherlich derjenigen entsprechen, die sie einnehmen beim Eintritt der maximalen Schwingung der Walze um die Achsen der Kardanverbindung baw. in der Richtung der Reifendrehachse unddes Mitnehmers 51» Bei dieser Gelegenheit wird der Zeiger immer noch den Basiswert anzeigen, da die" Stabe keine weitere Verschiebung in daa Innere der zugehörigen Einrichtung erfahren können, lediglich eine Verschiebung der Fühlschafte an ihren betreffenden Stäben entlang hat stattgefunden.

Dann wird eine zweite Reifenumdrehung in der gleichen Richtung durchgeführt. Während dieser Umdrehung werden sich die Zeiger der Einrichtung 39 und 40 bezüglich der Basiswerte verschieben, immer wenn die Walze 8 sich in einer lage unterhalb der zugehörigen maximalen Aufwärtsschwingung befindet, die sie während der ersten Umdrehung durch den Reifen erfahren hat oder immer dann, wenn sich die Walze 6 im Winkel in einer zum Mitnehmer 51 entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die maximale Schwingung, die sie während der ersten Umdrehung in Richtung auf diesen Mitnehmer durch den Reifen erfahren hat, verschiebt. Ie ist daher leicht, den Differenzwert der von jeder Bin-

ORlGlNAL INSPECTED

Q98A7/1098

richtung 39 und 40 gemessenen Größe zu bestimmen, indem der Wert der maximalen Abweichung des Zeigers vom Basiswert auf der Skala abgelesen wird. In der gleichen Weise •wird es möglich sein zu bestimmen, ob dieser Differenzwert innerhalb einer oder mehrerer vorher festgelegter Toleranzgrenzen enthalten ist oder nicht.

Am Ende der zweiten Reifenumdrehung wird die Untersetzung 85 angehalten, die Einrichtung wird wieder in ihren Ruhezustand gebracht und der Reifen wird wie zu Beginn erläutert, entfernt.

Im Bereich der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich, so z.B. kann die Bestimmung der Schwingung der Walze 8 um die Achsen der Kardanverbindung durch Mittel durchgeführt werden, die von denjenigen Einrichtungen verschieden sind, bei denen ein Fühler vorgesehen ist, z.B. kann eine optische Einrichtung verwendet werden. Außerdem können diese Meßeinrichtungen auch an anderen Stellen in Hinsicht auf die Walze angeordnet -werden.

Das Zusammendrücken des Reifens kann durch Andrücken gegen die Walze und nicht durch Andrücken der Walze gegen den Reifen bewirkt werden. Die Drehung der Walze kann anstatt der des Reifens gesteuert werden.

Weiter können die die Vorrichtung bildenden Elemente in der Weise angeordnet werden, daß beide Schwingungsachsen der Walze in der Horizontalen liegen. .

Fernerhin kann die Datenaufzeichnungseinrichtung, wie in der oben erwähnten An/^meldung erläutert, mit elektrischen Kontakten versehen sein, welche an eine, einem vorher festgelegten Grenzwert entsprechende Stelle geschoben und mit einer Anlage mit visueller oder akustischer Signalisierung verbunden werden können, welche darauf aufmerksam macht, wenn d~e zu. den Grenzen gehörenden Werte überschritten werden·

Aus den bisherigen Erläuterungen ist ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Bezug auf konven-

0 09847/1098 original inspected

4k 201923<Γ

tionelle Vorrichtungen einige bedeutende Vorteile auf- . weist.

Tatsächlich kann sie für industrielle Zwecke verwendet werden. Sie hat einen sehr leichten Aufbau, der erlaubt eine hohe Drehgeschwindigkeit der Walze bei einer hohen natürlichen Frequenz ohne gefährliche Eesonanz zu erreichen, und sie gestattet daher, eine beträchtliche Anzahl von Reifen in einer verringerten Zeitspanne zu prüfen.

Ferner ist es mit Hilfe der Vorrichtung möglich, exakt die tatsächlichen Arbeitsbedingungen der an einem für sie vorgesehenen fahrzeug angebrachten Reifen zu reproduzieren, da es die Vorrichtung zuläßt, die Belastung der Feder nach Wunsch zu verändern, wodurch das elastische Andrücken der Walze gegen den Reifen hervorgerufen wird, und der Reifenachse zu gestatten, freie Verschiebungen sowohl radialer als auch axialer Art durchzuführen.

Die Verwendung sehr einfacher Einrichtungen zur Bestimmung von Unregelmäßigkeiten im ^erhalten von belasteten Reifen stellt letzen Endes auch ein sehr regelmäßiges Arbeiten der Einrichtung und einen beachtlichen wirtschaftlichen Vorteil sicher.

009847/1098 , original inspected

Copy

Claims (1)

1. 9239

   Patentansprüche

   'Verfahren zum Bestimmen von Unregelmäßigkeiten im ^erhalten von unter last rotierenden Reifen, dadurcn gekennzeichnet, daß der Umfang des zu prüfenden Reifens und eine starre zylindrische Oberfläche, deren Achse parallel zur Reifenachse ist, in Kontakt gebracht Und durch Anlegen eines elastischen Druckes gegeneinandergedrückt werden, wobei die zylindrische Oberfläche um wenigstens eine in ihrer Mittelebene liegende und zur · Uormalenrichtung der Oberfläche senkrechten Achee schwingen kann, und der Reifen und die zylindrische Oberfläche in entgegengesetzten Richtungen durch Steuerung der Drehung des Reifens oder der zylindrischen Oberfläche, in drehung versetzt werden und, daß die Winkelverschiebungen der Achse der zylindrischen Oberfläche um die Schwingungsachse, die durch die Veränderungen des seitlichen Schubes während jeder Reifenumdrehung bewirkt werden, um Kontaktbereich des Reifens mit der zylindrischen Oberfläche bestimmt werden.

   2o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Druck zwischen dem Reifen und der zylindrischen Oberfläche, die außerdem um eine in einer senkrechten -^bene zur ersten Schwingungsachse liegende, durch eine Mittelebene der zylindrischen Oberfläche hindurchgehende Achse schwingen kann, bestimmt wird und daß die Winkelverschiebungen der Achse der zylindrischen Oberfläche um diese zweite Schwingungsachse, welche durch die Veränderungen des Abrollradius während jeder Reifenumdrehung bewirkt wird, außerdem beurteilt werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverschiebungen der Achse der zylindrischen Oberfläche um jede der SchwingungSachsen durch Beurteilung der Winkelversohlebungen einer durch die in Präge kommende Schwingungsachae hindurchgehenden

   009847/1098 °°^PY

   ORIGINAL INSPECTED

   Ebene, die mit der Achse der zylindrischen Oberfläche fest verbunden ist, bestimmt werden.

   4. Vorrichtung zur Bestimmung von Unregelmäßigkeiten im ^erhalten von unter last rotierenden Reifen, gekennzeichnet durch einen starren Zylinder, der um seine eigene Welle drehen und wenigstens um eine in seiner Mittelebene liegende und zur Welle des Zylinders senkrechten Achse schwingbar ist, ein Element, das einen elastischen Druck zwischen dem starren Zylinder und dem zu prüfenden Reifen erzeugen kann und eine Einrichtung zum Bestimmen der Winkelverschiebungen der Zylinderwelle um diese·Schwingungsachse, welche während der Drehung des Reifens und des diesen berührenden Zylinders in entgegengesetzten Drehrichtungen als Folge der Veränderungen des seitlichen Schubes während einer Reifenumdrehung im Andruckbereich von Reifen und starrem Zylinder auftreten.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Zylinder außerdem um eine in einer senkrechten Ebene zur ersten Schwingungsachse liegende, durch eine diametrale Ebene der zylindrischen Oberfläche hindurchgehende Achse schwingbar ist, und daß eine Einrichtung zur Bestimmung der Winkelverschiebungen der Zylindervelle um diese zweite Schwingungsachse, vorgesehen ist, welche während der Drehung des Reifens und des diesen berührenden, starren Zylinders in entgegengesetzten Drehrichtungen als Folge der Veränderungen des Abrollradius des Reifens während jeder Reifenumdrehung im Andruckbereich von Eeifen und starrem Zylinder auftreten.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß dar starre Zylinder auf einer Welle angeordnet iat, die von einer Balanoeeinrichtung getragen wird, die auf ihn die Kraft des elastischen Andrückens des mit der Balanoeeinrichtung verbundenen Elementes überträgt.

   009847/1098 _Copy

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baiandeeinrichtung aus zwei Stäben besteht, deren beide Stirnflächen jeweils auf einer Kugel frei schwingen können, wobei jede Kugel in einem Sitz angepaßt ist, der in den Lagern, der Zylinderwelle und in zwei Hebeln deren drehachse auf einem befestigten Schwenkzapfen gestützt ist, der frei drehbar und parallel zur Zylinderwelle ist, und aus einer zum Schwenkzapfen parallelen Traverse besteht,· die an ihren Enden in zwei von den Hebel/n gehaltenen, schwingenden Lagerungen drehbar gehalten ist, und daß das Ende einer Schraubenfeder,die das Element zum Erzeugen .des elastischen Druckes bildet, am Mittelteil der Traverse befestigt ist.

   8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des starren Zylinders mittels eines Rahmens mit der Achse der Schwingung, die als erste bezeichnet ist, verbunden ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rahmen aus zwei Paaren dünner Stäbe zusammensetzt, die an dem der ersten Schwingungsachse entgegengesetzten Ende beginnen und sich auseinanderspreizen, um die Lager der Zylinderwelle zu erreichen.

   10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Schwenkzapfen, um welchen die Hebel der Balanceeinrichtung geschwenkt werden, an seinen -^nden in einem kastenförmigen Gehäuse gestützt ist, welches .dem zu prüfenden Seifen genähert oder von ihm entfernt werden kann.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Gehäuse auf einer ssu der den Zylinder tragenden Welle parallelen Welle drehbar angebracht ist.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,

   009847/1098

   GOPY

   9 Λ

   201S239

   dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Feder, das zu dem Ende, das mit der Balanceeinrichtung verbunden ist, entgegengesetzt ist, mit dem kastenförmigen Gehäuse vermittels einer Vorrichtung verbunden ist, die ihre axiale Lage verändern kann.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Drehung der Peder um ihre eigene Achse während der justierung der axialen Lage ihres mit dem kastenförmigen Gehäuse verbundenen Endes, verhindert.

   14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwingungsachse an ihren Enden in den Lagern, die mit dem kastenförmigen Gehäuse fest verbunden sind, drehbar angeordnet ist.

   15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche

   6 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die die Schwingung des starren Zylinders in der Kraftrichtung des elastischen Andrückens begrenzt.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Begrenzung der Schwingung des starren Zylinders in der Kraftrichtung des elastischen Andrückens fest mit dem kastenförmigen Gehäuse verbunden ist.

   17. Vorrichtungen ach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 16, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die den starren Zylinder wieder zentrieren können, wenn er aus der Gleichgewichtslage ale folge einer Winkelverschiebung um seine erste Schwingungsachse herausgebracht worden ist.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Wiederzentrieren dee starren Zylinders durch zwei V-förmige Oberflächen dargew4'sdL*».x', deren jede mit jeweils einem der Lagtr der Welle des starren Zylinders fest verbunden sind, und weiterhin

   009847/1098 , copy

   BAD ORIGINAL

   eine kleine Walze vorgesehen ist, die mit jeder der Oberflächen zusammenarbeitet und am kastenförmigen G-ehäusa drehbar angebracht ist.

   19. Vorrichtung nach .Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Walzen außerdem die Vorrichtung bilden, die die Schwingung des starren Zylinders in Sichtung der Andruckkraft begrenzen kann.

   20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung der Winkelverschiebungen, der Zylinderwelle um wenigstens eine der Schwingungsachsen durch Einrichtungen gebildet werden, die aufweisen) einen ]?ühlschaft, der in axialer Sichtung in beiden Eichtungen unabhängig oder gemeinsam mit einem koaxialen Stab bewegbar ist, um sioh innerhalb zweier vorher festge- ' setzter GBrenzen axial zu bewegen, und die Verschiebung eines Zeigers in Bezug auf einen Basiswert, der einem der beiden Grenzen entspricht, hervorruft, sowie ein Element, das der unabhängigen Bewegung des Schaftes und des Stabes einen Widerstand entgegengesetzt, sowie ein erstes elastisches Element, das auf den Stab einwirkt, um ihn dem Pühlschaft zu nähern und ein zweites elastisches Element, das auf den Schaft einwirkt, um ihn vom Stab zu trennen, wobei dar Widerstand, welcher dieser unabhängigen Bewegung des FUhIschaftes und des Stabes entgegenwirkt, stets größer als die durch das erste elastische Element auf den Stab ausgeübte Kraft und stets kleiner als die durch das zweite elastische Element auf den Schaft ausgeübte Kraft ist.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Einrichtung zur Bestimmung der Schwingung der Welle des starren Zylinders um eine der Schwingungsachsen eine mit der Welle verbundene, durch die betreffende Sohwingungsaoh.se hindurchgehende und zum Pühlschaft, den sie berührt, senkrechte Ebene vorgesehen ist.

   009847/1098 . ^Copy

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Bestimmung der Schwingungen der Welle des starren Zylinders um diese Schwingungsachsen an dem kastenförmigen Gehäuse fest angebrächt sind, und ihre Fühlschafte senkrecht auf diesen Ebenen stehen.

   23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum drehen des kastenförmigen Gehäuses um die Welle in solcher Sichtung, um das kastenförmige Gehäuse dem zu prüfenden Eeifen zu nähern und zum drehen des kastenförmigen Gehäuses in entgegengesetzter Sichtung um einen Winkel, der einem Absenken des Gehäuses in der Größenordnung des Hubes zwischen den zwei G_renzen d_er Stäbe der Einrichtung zum Bestimmen der Winkelverschiebung der Welle des starren Zylinders um die zweite Schwingungsachse entspricht.

   24» Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den starren Zylinder in ^rehung um die erste Schwingungsachse um einen Winkel hält, wenn er sich in seiner Buhestellung befindet, wobei der Winkel einer axialen Verschiebung des Pühlschaftes der Einrichtung zum Bestimmen der Winkelverschiebung der Welle des starren Zylinders um die erste Schwingungsachse in der Größenordnung des Hubes zwischen zwei Grenzen der Einrichtung entspricht.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn- · zeichnet, daß die Einrichtung zum Aufrechterhalten der Drehung des starren Zylinders um die erste Schwingungsaohse, wenn er sich in Ruhestellung befindet, aus einem festen Mitnehmer gebildet wird, der mit einer kleinen Walze, die von der Welle des starren Zylinders gehalten wird, zusammenarbeitet.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß dir Mitnehmer fest mit einem Tisch verbunden ist, der die Welle trägt, um di· das kastenförmige Gehäuse geschwenkt wird.

   COPY 009847/1098

   BAD ORIGINAL

   -"23 -

   27· Vorrichtung nach wenigstena, einem der Ansprüche 4 bis 26j gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Steuern der Drehung des Reifens und des starren Zylinders in entgegengesetzten !Lichtungen.

   28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Steuern der Drehung des Reifens, die ihrerseits den starren Zylinder in Drehung versetzt, auf ihrer eigenen ^eIIe leerlaufend angeordnet ist.

   29. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 28, gekennzeichnet durch zwei Felgen, die mit Flanschen versehen sind zum Aufnehmen der Wulste eines Eeifens.

   30. Vorrichtungnach Anspruch 29, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Steuern der Bewegung der Felgen zueinander hin und voneinander weg.

   31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche

   4 bis 30, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Zuführen und zum Entfernen von Druckluft aus dem Bereich zwischen den Felgen.

   32 ο Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 31, gekennzeichnet durch eine Vielzahl auswechselbarer Säulen, die zwischen Tisch und Fundament der Vorrichtung gestellt werden.

   33. Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verändern des Abstandes zwischen dem Fundament und dem Tisch der Vorrichtung mhrend des Auswechselns der Säulen.

   009847/1098 \ ^C0Py