DE3041849C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 2.

Meßeinrichtungen zur Ermittlung des Rollwiderstandes von Reifen sind bereits durch das DE-PS 21 04 003 bekannt geworden. Durch diese Meßnabe werden die Kräfte und/oder Momente an sich drehenden Rotoren gemessen, wobei mit Dehnungsmeßstreifen versehene Ver­ formungskörper zur Anwendung kommen. Bei dieser bekannten Einrich­ tung wird die Rollwiderstandskraft als Umfangskraft U ermittelt. In neuerer Zeit werden die Messungen verstärkt auch unter einem Schräglauf und/oder Sturzwinkel des Rades durchgeführt. Diese Mes­ sung der Rollwiderstandskraft ist ein wichtiges Kriterium für den Energieverbrauch und den Reifenverschleiß.

Der Nachteil der bekannten Meßeinrichtung besteht darin, daß bei Verwendung einer Prüftrommel nur dann die wirkliche Rollwiderstandskraft gemessen wird, wenn der Kraftangriffspunkt der Radialkraft genau in der Mitte der Reifenaufstandsfläche liegt. Insbesondere aus dem DE-PS 23 26 046 ist es aber bekanntgeworden, daß die Kräfte nicht in der Mitte der Reifenaufstandsfläche, sondern hierzu versetzt an­ greifen.

Aufgrund der Prüftrommelkrümmung und der hierdurch simulierten "schiefen Ebene" entsteht insbesondere bei einem Schräglaufwinkel durch die Radialkraft eine zusätzliche Tangentialkraft, die der Rollwiderstandskraft überlagert ist und eine Meßverfälschung her­ vorrufen kann. Aufgrund der hohen Radialkräfte kann die durch die seitliche und/oder tangentiale Verlagerung des Kraftangriffspunktes die Komponente der Tangentialkraft, die in Umfangsrichtung wirkt, ein mehrfaches der Rollwiderstandskraft betragen und damit die Messung der Rollwiderstandskraft völlig ausschlie­ ßen.

Diese seitliche Auswanderung der Kraftangriffspunkte, ins­ besondere der Radialkraftkomponente, kann z. B. auch durch den konstruktiven Aufbau der Reifenprüfeinrichtung erfolgen, wenn z. B. der Reifen unter einem bestimmten Schräglauf­ winkel geprüft werden soll und eine Schwenkeinrichtung zur Anwendung kommt, deren Drehachse nicht in der Mitte der Prüftrommel- und Reifenbreite liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen aus der seitlichen Auswanderung des Angriffspunktes der Radialkraft resultierende Meßwertverfälschungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei der eingangs genannten Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Aus der britischen Patentschrift 11 55 341 ist es bei der Messung der Lateralkraftschwankungen bekannt, den Konus­ effekt, der sich aus einer konischen Verformung des Reifens ergibt und konstant asymetrisch zur mittleren Umfangslinie des Reifens liegt, dadurch ermitteln, daß man zwei Meß­ läufe mit umgekehrter Drehrichtung durchführt. Aus der Differenz der gewonnenen Meßwerte für die Lateralkraft­ schwankungen ergibt sich eine die Konizität des Reifens angebende Kenngröße. Im Gegensatz dazu werden bei der Er­ findung keine Lateralkraftschwankungen gemessen, sondern es werden Tangentialkäfte gemessen, die eine Aussage über den Rollwiderstand des Reifens geben.

Durch die zwei Meßläufe mit entgegengesetzter Drehrichtung, bei denen sich die Wirkrichtung der Rollwiderstandskraft um 180° dreht, aber der Einfluß der aus der Mitte der Rad­ aufstandsfläche ausgewanderten Radialkraft beibehalten wird, ist es möglich, die wirkliche Rollwiderstandskraft r zu errechnen. Hierzu wird gemäß Gleichung 1 die Differenz der beiden ermittelten Größen gebildet und nachfolgend halbiert.

Weiterhin ist es entsprechend Gleichung 2 möglich zu prüfen, ob eine Auswanderung der Radialkraft vorliegt, die dann gegeben ist, wenn P _T′≠0 ist. In diesem Fall kann es sich aber auch um einen Nullpunktsfehler der Meßeinrichtung handeln.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch ein Prinzipbild der Meßeinrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch die in der Reifenaufstandsfläche an­ greifenden Kräfte.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Prüftrom­ mel 1 auf, die in zwei nicht näher dargestellten Lagern drehbar gelagert ist. Gegen die Prüftrommel 1 ist ein Reifen 2 gedrückt, dessen Aufstandsfläche bzw. Latsch 3 gestrichelt angedeutet ist. Für die Messung der Kräfte und Momente kann in dem Reifen 2 eine an sich bekannte Meßnabe 12 angeordnet sein. Die Meßnabe 12 kann nach der DE-OS 21 04 003 ausgebildet sein. Es können aber auch andere Ein- oder Mehrkomponentenmeßnabenausführungen zum Einsatz kommen. Anstatt der Meßnabe 12 kann aber auch die Prüftrommel 1 über geeignete Ein- oder Mehrkomponentenmeßeinrichtungen abge­ stützt sein.

Vorzugsweise ist das Rad 2 zusammen mit der Meßnabe 12 mittels einer bekannten Parallellenkeranordnung schwenkbar gelagert, so daß ein Sturz- und/oder Schräglaufwinkel eingestellt werden kann.

Die Schwenkeinrichtung kann hydraulisch, elektrisch oder mecha­ nisch erfolgen. Die Anpressung des Rades 2 an die Prüftrommel 1 kann mittels einer bekannten Hydraulikeinrichtung oder anderer bekannter Anpreßeinrichtungen erfolgen.

Beim Abrollen des Rades 2 auf der Prüftrommel 1 treten die Radial­ kraft P _R, die Lateralkraft P _L und die Umfangskraft P _T auf, deren Angriffspunkte in der Regel außerhalb des Mittelpunktes 13 des Latsches 3 liegen.

Fig. 2 zeigt die angreifenden Kräfte in der Radaufstandsfläche 3. Außer der zu messenden Rollwiderstandskraft r, die der Tangential­ kraft P _T entspricht, kann durch die Auswanderung des Angriffspunktes der Radialkraft P _R in Richtung c-d bzw. d-c eine zusätzliche Tangentialkraft T auftreten, die eine Meßverfälschung der zu mes­ senden Rollwiderstandskraft r hervorruft.

Die durch die Auswanderung auftretende Tangentialkraft T wird in der Meßeinrichtung, insbesondere der Meßnabe 12, in die Komponenten T _R und T _T zerlegt, wobei der Wert T _T der Rollwiderstandskraft r additiv oder subtraktiv überlagert wird.

Eine nachträgliche Trennung der Rollwiderstandskraft r von den Störgrößen, insbesondere dem Einfluß der Radialkraft, ist mit den bekannten Einrichtungen nicht möglich.

Zur Ermittlung der wirklichen Rollwiderstandskraft r wird daher die Messung nacheinander in entgegengesetzter Drehrichtung durch­ geführt.

Gemäß Fig. 3 wird hierbei die, mittels der Meßnabe 12, insbesondere in zwei Ebenen gemessene Tangentialkraft P _T über entsprechende Ver­ stärker 4 und 5 einem Summierer 6 weitergeleitet. Der gemessene Meßwert beim Vorwärtsdrehen P _TV wird einen ersten Speicher 7 einge­ geben, der als einfacher Speicher oder als Funktionswertspeicher ausgeführt sein kann. Der Meßwert beim Rückwärtsdrehen P _TR wird einem zweiten Speicher 8 eingegeben, wobei die Speicher 7 und 8 über eine entsprechende Schaltung angesteuert werden. Die Ausgangs­ werte der Speicher 7 und 8 werden einem Differenzbildner 9 weiter­ geleitet, der gleichzeitig eine Halbierung durchführen kann und den Meßwert

bildet. Anstatt dem zweiten Speicher 8, kann auch sofort nach Ein­ treffen der Meßwerte während des zweiten Meßlaufes eine Subtraktion von den im Speicher 7 gespeicherten Meßwerten erfolgen.

Der Differenzbildner 9 kann mit einem Anzeigeinstrument 10 oder einem geeigneten Drucker verbunden sein. Die Auswertung und Errech­ nung der Rollwiderstandskraft r kann aber auch über einen ent­ sprechenden Computer erfolgen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Bestimmung des Rollwiderstands eines Reifens, insbesondere Kraftfahrzeugreifens, bei dem der Reifen, an einer Prüftrommel in einer Reifenaufstandsfläche anliegend, abgerollt wird und eine in der Reifenaufstandsfläche wirkende Tangentialkraft gemessen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tangentialkräfte zweier Meßläufe mit entgegengesetzter Drehrichtung gemessen werden, und daß die beiden Meßwerte der Tangentialkräfte voneinander subtrahiert werden und diese Meßwertdifferenz halbiert wird.

2. Vorrichtung zur Bestimmung des Rollwiderstands eines Reifens, insbesondere Kraftfahrzeugreifens, mit einer Prüf­ trommel, an welcher ein in einer Reifenaufstandsfläche an­ liegender Reifen abrollbar ist, einer Meßeinrichtung für die Tangentialkraft in der Reifenaufstandsfläche und einer an diese Meßeinrichtung angeschlossenen Auswerteschaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Auswerteschaltung eine Speicher­ einrichtung (7, 8) an die Meßeinrichtung (4, 5, 6, 12) für die Tangentialkraft angeschlossen ist, welche von zwei mit entgegengesetzten Drehrichtungen durchgeführten Meßläufen wenigstens einen Meßwert der Tangentialkraft speichert, und daß an die Speichereinrichtung (7, 8) ein Differenzbildner (9) angeschlossen ist, der die halbe Differenz aus den Meßwerten der Tangentialkräfte der beiden Meßläufe bildet.