DE2200195A1

DE2200195A1 - Selbsttaetige Messvorrichtung zum Messen der Groesse der Kontaktflaeche zwischen dem Reifen eines Fahrzeugs und der Fahrbahn

Info

Publication number: DE2200195A1
Application number: DE19722200195
Authority: DE
Inventors: Vittorio Bulckaen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-07
Filing date: 1972-01-04
Publication date: 1972-09-07
Also published as: FR2121283A5

Description

30. Dezember 1971 D 4294 - rewe

Vittorio Bulckaen, !Dorre del Iago Puccini (Italien)

Selbsttätige Meßvorrichtung zum Messen der Größe der Kontaktfläche zwischen dem Reifen eines "Fahrzeugs und der Fahrbahn

Die Erfindung betriff-t eine selbsttätige Meßvorrichtung zum Messen der Größe der Kontaktfläche zwischen dem Reifen eines Fahrzeugs und der Fahrbahn, die insbesondere und vorzugsweise in der Nachbarschaft oder im Bereich von !Dankstellen oder dergleichen Brennstoffverteilerstellen verwendet werden kann, die mit Einrichtungen zum Aufblasen oder zum Füllen von Reifen versehen sind. Die Erfindung betrifft also eine Vorrichtung, die es ermöglicht, automatisch bei einem stehenden oder sich mit mäßiger Geschwindigkeit fortbewegenden Fahrzeug die Größe der Berührungsfläche zwischen einem Reifen und der Fahrbahn von jedem der Räder zu messen, wobei diese Messung an allen Rädern gleichzeitig oder zeitlich gesehen aufeinanderfolgend

209837/0676

stattfinden kann. Die typische Verwendung einer solchen Vorrichtung ist für die Nachbarschaft von Tankstellen oder von ichen Brennstoff-Verteilerstellen vorgesehen, die mit Einrichtungen zum Aufblasen der Reifen versehen sind.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem Fahrer des Fahrzeugs eine Information neuerer Art über die Fahrbedingungen und Betriebsbedingungen der Reifen des eigenen Fahrzeugs zum jeweils gewünschten Zeitpunkt zu geben. In der Tat ist die Größe der Berührungsfläche zwischen dem Reifen und der Fahrbahn jedes Radreifens eines stehenden oder sich mit mäßiger Geschwindigkeit fortbewegenden Fahrzeugs abhängig von dem auf dieses Rad einwirkenden Gewicht oder der entsprechenden Last, von der Art des Fahrzeugs bzw. des Reifens (Abmessungen, Type usw.), von seinem Abnutzungszustand und, im besonderen vom Reifendruck bzw. vom Füllzustand des Reifens. Vom Gesichtspunkt der Beschaffenheit der Straße, der Reibung, des Widerstands gegen Abnutzung usw. aus gesehen, kann man feststellen, daß das Maß für den Reifendruck im allgemeinen nur einen schlechten Ersatz für die unmittelbare Feststellung der Kontaktfläche darstellt, insofern, als die Größe dieser Kontaktfläche mit den obigen Eigenschaften, Funktionen und Betriebsbedingungen in einer Weise verbunden werden kann, die wesentlich unmittelbarer ist, als dies beim einfachen Reifendruck der Fall ist. Umgekehrt, kann das mit der vorliegenden Erfindung zu ermittelnde Maß, wie bereits als besonders kennzeichnend gesagt worden ist, dem Fahrer eine optimale Abschätzung der Werte für den

209837/0676 - 3 -

Reifendruck jedes Radreifens ermöglichen und im besonderen auch einen Hinweis dafür geben, daß es evtl. erforderlich ist, in absehbarer Zeit ein Rad oder mehrere Räder, die bereits einen geringen Druck haben, aufzupumpen oder zu füllen.

Zu dem obengenannten Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß sie aus drei Teilen, nämlich aus einem die Größe der Berührungsfläche feststellenden Seil, aus einem Teil zum Übermitteln der Information bzw. des ermittelten Wertes und aus einer Ableseeinrichtung besteht;, die sum Ablesen der Informationen dient. Zweckmäßigerweise kann hierbei vorgesehen werden, daß die Vorrichtung dazu dient, die Größe der Kontaktfläche zwischen dem Reifen und der Straße als Maß für den Betriebszustand des Reifens zu messen, wobei dem !Fahrer des Fahrzeugs eine Information neuartiger Art mit Bezug auf den Betriebszustand der Reifen mitgeteilt wird, indem das Ergebnis der Messung sichtbar gemacht wird. Hierbei kann z.B. vorgesehen sein, daß der die Größe der Berührungsfläche feststellende Teil mindestens eine Fühlerplatte besitzt.

Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung wird als automatisch bezeichnet, insofern, als der Fahrer des Fahrzeugs selbst das Gerät in Tätigkeit bringt, indem er das Fahrzeug auf die Fühlerplatten überführt oder es auf diese Fühlerplatten auffahren oder über diese Platten hinwegfahren läßt. Darüber hinaus ist

209837/0676

das Feststellen einer evtl. Unregelmäßigkeit im Reifendruck, d.h. eine evtl. Abweichung von dem vorgesehenen Druckwert, bis zum Maximum erleichtert im Verhältnis zu den bekannten Anordnungen, die immer verlangen, daß vor der Feststellung der betreffende Reifen von Hand von dem betreffenden Tankwart mit dem Meßorgan verbunden wird. Durch diese Erleichterung ergibt sich ein Beitrag für die Fahrsieherheit ganz allgemein. Es ergibt sich also eine bessere Möglichkeit zur Beurteilung der Fahrtüchtigkeit des Reifens, eine sehr einfache Handhabung usw.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht also im wesentlichen aus drei voneinander unabhängigen Teilen:

1. Eine Vorrichtung oder Einrichtung zum Feststellen der Berührungs- und Kontaktfläche (Fühlerplatte);

2. ein System zum Übertragen der Informationen;

3. ein Ablesesystem.

Die Natur der unter 2. und 3. angeführten Organe, Vorrichtungen und Einrichtungen hängt natürlich von der unter 1. angeführten Vorrichtung bzw. von ihrer Art ab. In jedem Fall kann man für die Erstellung solcher Organe bekannte Techniken und Einrichtungen verwenden, die im Handel erhältlich sind.

Das Charakteristische dieser Erfindung wird in der Tat durch die Verwendung einer Fühlerplatte gebildet, die zur Feststellung der Fahr- und Betriebsbedingungen des Reifens dient.

Diese J¹UhIerplatte muß infolgedessen folgenden Bedingungen entsprechen:

1. Sie muß dem zu messenden Reifen im wesentlichen dieselbe Verformung auferlegen, die ihm "beim Berühren einer idealisierten Fahrbahnebene oder Straßenebene erteilt wird;

2. Sie muß in geeigneter Weise unter der Einwirkung des Reifens nachgiebig sein auf ihrer gesamten Oberfläche oder entsprechend einer größeren Anzahl von kleineren !eilflächen, die in geeigneter Weise und hierbei vorzugsweise mit geometrischer Gleichmäßigkeit auf der Fühlerplatte verteilt sind, zu dem Zweck, diese Nachgiebigkeit dazu zu verwenden, ein Signal zu erstellen, dessen Intensität und Größe in Abhängigkeit von der Größe der Teilflache der Fühlerplatte steht, welche die Nachgiebigkeit der Reifenfläche hervorruft, die ihrerseits mit der Berührungsfläche zwischen dem Reifen und der Fahrbahnfläche zusammenfällt oder dieser Fläche proportional ist;

3. Sie muß eine Größe haben, die wesentlich größer als die maximale Größe ist, die erforderlich ist, um es dem Fahrer möglich zu machen, leicht auf die Platte aufzufahren oder über sie hinwegzufahren;

4. Sie muß automatisch und schnell örtlich das ursprüngliche Profil wieder zurückgewinnen können, wenn die verformende Einwirkung, die vom Radreifen ausgeübt wird, auf angrenzende Flächen und schließlich außerhalb der Fühlerplatte selbst ausgeübt wird. Diese Bedingung wird zu dem Zweck gestellt,

209837/0676 _ ₆ _

um eine Messung auch dammöglich zu machen, wenn das Fahrzeug mit mäßiger Geschwindigkeit über die Ftihlerplatte hinwegfährt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 das Blockschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Pig. 2 eine erste Ausführungsform einer Fühlerplatte für

eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die nur teilweise nachgiebig ist, in Seitenansicht im Schnitt und in schematischer Sarstellung und

Pig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Fühlerplatte für

eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die vollständig nachgiebig ist, wiederum in einer Seitenansicht in einem senkrechten Schnitt und in schematischer Darstellung.

In Pig. 1 ist mit 1 die Fühlerplatte bezeichnet, welche die Taste«- und Fühlerelemente enthält, mit 2 let der Meßkreis (der z.B. aus einem analogen oder digitalen Wandler bestehen kann) bezeichnet, der die Änderungen der gemessenen Größe in ablesbare Werte umwandelt, und 3 ist die Anordnung zum Sichtbarmachen der Signale (z.B. eine digitaler Anzeiger).

209837/0676

Bei der Anordnung nach Mg. 2 ist die Größe, die infolge der Nachgiebigkeit der iühlerplatte gemessen werden kann, der elektrische Widerstand des Meßkreises, der durch die Leiterplatten 1 und 2, die elektrisch voneinander und -vom Boden isoliert simä_f und durch die Widerstandsfolie 3 mit koastantem Wideretand pro Flächeneinheit sowie schließlich von !rasterund STihlerelementen 4 gebildet wird, die ebenfalls elektrisch leitend sind imd in senkrechter Richtung mit minimalem Spiel in geeigneten Bohrungen verstellbar geführt sind_? die in der starren leiterplatte 1 vorgesehen sind« Bevor das Bad eines Fahrzeugs auf die Mhlesplatte überfüllt wiEd, befinden sich alle Tasten- und Mihlerelemente 4 am oberen Ends ihres Hubes und werdes in dieser Stellung (Ausgangsstellung) gehalten_s wobei ihr Ende leicht über der Oberfläch® der starren, fühlerplat™ te vorsteht. In dieser Stellung werden sie z„B_o mit Hilfe des Schubes geüalteHj, des von einem geeignetes DOTCk„ des im Zwischenraum sswischen den Platten 1 und 2 herrscht, oder von geeigneten. Rückstellfedern 4⁸ ausgeübt wiEd, die gegenüber den Widerstandsschichten isoliert sind_o Allgemein, kann man hier von Rücke:sllorganen spreehesu Diese Stellung (Ausgangsstellung) wisä schnell unter der Einwirkung desselben Riickstellorgans oder -mittels wieder eingenommen, sobald der örtliche Eontakt zwischen dem Reifen und der Mhlerplatte geringer wird, wenn das Rad sich entfernt hat. Wenn sich das Rad jedoch in der Meßstellung befindet, wird eine Anzahl von Taster- und IFühlerelementen, die der Fläche des tatsächlichen Eontaktes zwischen dem Reifen und der !Fahrbahn proportional ist, vom Reifen 5 selbst bis zum unteren Hubende verstellt, wobei diese Elemente

209837/0676 „ ₈ „

dann auf die Widerstandsschicht 3 drücken und auf diese Weise den elektrischen Meßstromkreis schließen, wobei sie am Einlaß desselben einen Widerstandswert liefern, der im wesentlichen in Abhängigkeit von der Anzahl der gesenkten oder nach unten verschobenen Taster- und Fühlerelemente und in letzter Konsequenz auch von der zu messenden Kontaktfläche steht. 6 ist eine evtl. verformbare Schutzschicht, die zum Abdecken der empfindlichen Fühlerplatte ist (unterhalb deren der atmosphärische Druck herrscht im Hinblick auf das Vorhandensein von geeigneten Luftlöchern, wenn das Rückstellmedium für die Fühlerelemente Druckluft ist).

Man kann auch dann auf Fig. 2 Bezug nehmen, wenn man eine erfindungsgemäße Vorrichtung darstellen will, bei der die elektrische Kapazität als physische Variable verwendet wird, die für die indirekte oder mittelbare Messung der Berührungsfläche verwendet wird. In diesem Falle ist die Folie 3 das Dielektrikum für das System von parallel geschalteten Kondensatoren, das durch die gesenkten Fühler- oder Tasterelemente gebildet wird. Die Armaturen des einzelnen Kondensators sind in diesem Falle die untere Fläche des Fühler- oder Tasterelementes selbst und die zugewandte Partie der Platte 2.

Die Anordnung nach Fig. 2 kann, mit Ausnahme von gewissen Änderungen, die sich aus dem Problem der Gestalt der Fahrbahn ergeben, schließlich auch für eine Lösung verwendet werden, bei der die Messung der Berührungsfläche auf das Messen eines ver-

- 9 0Π Q R ^ 7 / 0R7 R

stellten Volumens zurückgeführt wird. In diesem Falle ist die Folie 3 selbstverständlich nicht mehr vorhanden, während der Zwischenraum zwischen den Platten 1 und 2 mit einem geeigneten Medium gefüllt ist, das inkompressibel und geeignet ist, die Änderungen des Volumens, die mit dem Absenken oder ITi ed er drücken der Fühler- oder la st er elemente verbunden sind bzw. zusammenhängen, zu übertragen.

Fig. 3 zeigt eine Lösung, bei der die Fühlerplatte auf ihrer gesamten Fläche nachgiebig ist, wobei die gemessene Größe der elektrische Widerstand des Stromkreises ist, der durch die leitende Gummifolie 1, durch die Widerstandsfolie 2 mit konstantem Widerstand pro Flächeneinheit und durch die tragende leitende Platte 3 gebildet wird. Der Abschnitt der leitenden Gummischicht, der nicht vom Reifen 4 niedergedrückt wird, wird in "Nichtberührung" oder außer Berührung mit der Widerstandsschicht mit Hilfe eines geeigneten Druckes gehalten, der im Zwischenraum zwischen den Teilen 1 und 2 herrscht. Eventuelle einseitige Verbindungsglieder 5 verankern die leitende Schicht aus Gummi mit der tragenden Platte und hindern hierbei diese Schicht, sich unter der Wirkung des Druckes zu stark in Richtung nach oben zu verformen.

Die Anordnung nach Fig. 3 kann gleichzeitig auch für die Lösung mit einer über ihrer gesamten Oberfläche nachgiebigen Fußplatte verwendet werden, bei der die gemessene Größe die elektrische

- 10 209837/0676

Kapazität des Kondensators darstellt, der als Armaturen die leitende Schicht 1 aus Gummi und die leitende Platte 3 besitzt. Die Folie 2 bildet in diesem Falle das Dielektrikum eines solchen Kondensators.

- 11 209 8 3 7 / Π67 ß

Claims

- 11 -

Ansprüche

J Selbsttätige Meßvorriehtung zum Messen der Größe der Kon« taktfläche zwischen dem Reifen eines Fahrzeugs und der Fahrbahn, die insbesondere und vorzugsweise in der laohbarschaft oder im Bereich von Tankstellen oder dergleichen Brennstoff-Verteilerstellen verwendet werden kann^ die mit Einrichtungen zum Aufblasen oder zum Füllen von Reifen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Teilen^ nämlich aus einem die Größe der Berührungsfläche feststellenden TeU₅, bmb einem Teil zum Übermitteln der Information bzw«, des ermittelten Wertes und aus einer Ableseeinrichtung besteht, die zum Ablesen der Informationen dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie dazu dient, die Größe der Eoataktflache zwischen dem Reifen und der Straße als Maß für den Betriebszustand des Reifens zu messen, wobei dem Fahrer des Fahrzeugs eine Information neuartiger Art mit Bezug auf den Betriebszustand der Reifen mitgeteilt wird, indem das Ergebnis der Messung sichtbar gemacht wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß der die Größe der Berührungsfläche feststellende Teil mindestens eine Fühlerplatte besitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie selbsttätig arbeitet, indem der Fahrer

209837/0676 _ _1? _

des Fahrzeugs durch Überführen des zu überprüfenden Fahrzeugreif ens auf die Fühlerplatte der Meßvorrichtung selbsttätig das Ablesen der ermittelten Werte ermöglicht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Feststellen der Kontaktfläche zwischen dem Reifen und der Fahrbahn dienende Fühlerplatte bzw. die entsprechenden Fühlerplatten mehrere auf Reifendruck ansprechende empfindliche Elemente besitzen und in die Fahrbahn eingesetzt sind, wobei ihre Abmessungen zweckmäßigerweise wesentlich größer als die minimale Größe sind, die unbedingt erforderlich ist, um es dem Fahrer zu ermöglichen, mit den Reifen auf die Fühlerpl-atte oder die Fühlerplatten zu gelangen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung vorzugsweise auch bei sich in Bewegung befindendem Fahrzeug vorgenommen werden kann, wobei die Messungen an den vorderen und den hinteren Rädern zeitlich nacheinander durchgeführt werden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerplatten so ausgebildet sind, daß die von innen hervorgerufene Verformung ähnlich der Verformung beim Fahren auf der normalen Fahrbahn ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge-

209837/0676 - 13 -

kennzeichnet, daß die Pühlerplatten auf einem !eil ihrer Oberfläche nachgiebig ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebig ausgebildete Teil der Oberfläche der Fühlerplatte aus einer großen Anzahl von mit geometrischer Regelmäßigkeit angeordneten kleinen Teilflächen gebildet wird, mit deren Hilfe eine digitale Information erteilt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ITihlerplatten auf ihrer gesamten Oberfläche nachgiebig ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Fühlerplatte eine analoge Information erteilt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Fühlerplatte erteilte Information aus einer Änderung des Widerstandes besteht, die in Abhängigkeit von der Größe der Stützfläche steht, wobei dies mit Hilfe von geeigneten Kontaktorganen festgestellt wird, die vom Reifen betätigt werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Eühlerplatte mitgeteilte Information aus einer Änderung der Kapazität besteht, die in Ab-

209837/0676 - 14 -

-H-

hängigkeit von der Größe der Stützfläche festgestellt wird, was mit Hilfe der Verstellung von geeigneten nachgiebigen Organen bewirkt wird, die vom Reifen betätigt werden.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Fühlerplatte ermittelte Information aus einer Änderung des Volumens besteht und gebildet wird, die in Abhängigkeit von der Größe der Stützfläche bewirkt wird, was durch geeignete Verstellung von nachgiebigen Organen erreicht wird, die vom Reifen betätigt werden.

?Ω9 R 3 7 / ΠΚ7