DE3001790A1

DE3001790A1 - Vorrichtung zur korrektur von gummireifen u.dgl.

Info

Publication number: DE3001790A1
Application number: DE19803001790
Authority: DE
Inventors: Theodore Ongaro
Original assignee: Ongaro Dynamics Inc
Current assignee: Ongaro Dynamics Inc
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1980-07-24
Also published as: CA1132373A; US4211109A; FR2447024A1; GB2040481A; FR2447024B1; JPS55129722A; GB2040481B

Description

18. Januar 1980

ONGARO DYNM-IICS, Ltd.
9 39 King Avenue
Columbus, Ohio /V.St.A.

Unser Zeichen: 0 373

Vorrichtung zur Korrektur von Gummireifen und dgl.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Korrigieren von Vibrationen, die von Gummireifen unter Bedingungen erzeugt werden, welche die Bedingungen simulieren, die im normalen Betrieb angetroffen werden. Sie schafft ein Mehrfachebenen-Fahrbahnrad, das zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung bestimmt ist, wobei dieses Fahrbahnrad die Möglichkeit bietet, Kräfte zu unterscheiden, lokalisieren und messen, die von den zu korrigierenden Reifen erzeugt werden und zuvor nicht einzeln ausgemcssen werden konnten.

Vorrichtungen zum Ausmessen und Korrigieren von Kräften, die Vibrationen verursachen, gibt es bereits in vielen Formen und mit unterschiedlichem Umfang. Die üblichen Vorrichtungen enthalten ein Probelaufrad, auf dem der Reifen befestigt wird, während der Umfang des Reifens in Berührung mit einem massiven angetriebenen Fahrbahnrad oder einem schweren flachen Riemen gebracht wird, wodurch der Reifen mit der gewünschten Probelaufgeschwindigkeit in Drehung versetzt und gleichzeitig

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belastet wird, so daß der abgeflachte Bereich des Reifens simuliert wird, der mit der Fahrbahnoberfläche in Berührung ist und im folgenden als Reifen-Berührungsfleck bezeichnet wird. Üblicherweise sind der Achse, auf der das Fahrbahnrad gelagert ist, Sensoren bzw. Fühler zugeordnet, um die durch Zentrifugalkräfte erzeugten Unwuchten zu messen und zu lokalisieren, die aii dem Reifen-Berührungyfleck auf gegenüberliegenden Seiten des Reifens erzeugt werden. Die go gewonnenen Messungen sind von großem Nutzen zum Ausmessen und Korrigieren des Reifens in bezug auf Umfangsunwuchten; solche Messungen stellen jedoch das gemeinsame Ergebnis der Kräfte dar, die über die Breite des Reifen-Berührungsflecks hinweg erzeugt werden, und es war bisher nicht möglich, diese schädlichen Kräfte hinsichtlich der Ebene, in der sie auftreten, zu unterscheiden und zu trennen. Da die genaue Lokalisierung und Ausmessung der schädlichen Kräfte eine wesentliche Voraussetzung dafür sind, daß sie beseitigt werden können, ist es in; wesentlichen die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genaue Lokalisierung und Messung dieser Kräfte ermöglicht, so daß die geeigneten Schritte unternommen werden können, um sie zu eliminieren.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem Problem des Rollwiderstands, der als kritischer Faktor bei unnötigem Brennstoffverbrauch erkannt wurde. Der Umfang von Reifen ist so ausgebildet, daß er im wesentlichen zylindrisch ist. In seiner Arbeitsumgebung, d.h. in Berührung mit der Fahrbahnoberfläche, ist der Reifen an seinem Berührungsfleck flach über die gesamte Laufflächenbreite und tangential zur Fahrbahnoberfläche, wobei der Radius des Reifens stets am Berührungsfleck kleiner ist als an allen anderen Stellen. In der Praxis tritt eine komplizierte hysteresische Kombination von vertikalen, vorwärts und rückwärts gerichteten und seitlichen Scheuer-Gegenkräften auf, die zu einem nicht vorherbestimmbaren Rollwiderstand führt.

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Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die es ermöglicht, diese Kraftbeiträge in einer Reihe von Ebenen über die gesamte Breite des Rpifen-Berührungsflecks hinwog zu isolieren und auszumessen, woraufhin dann geeignete Korrekturmaßnahmen getroffen werden können, um den Rollwiderstand auf einen möglichst niedrigen Wert herabzusetzen.

Die erfindung;-.gemäße Vorrichtung enthält ein "Fahrbahnrad", das aus einer Reihe von in geringem Abstand voneinander angeordneten schmal.on, leicht.gewichtigen .Radscheiben besteht, die durch Lager mit geringer Reibung auf einer drehfesten Lagerwelle gelagert sind. Jede Scheibe ist mit ihrem eigenen Kraftsensor versehen und ist individuell imstande, Änderungen von Radialkräften zu erfühlen, die in dem Reifen-Berührungsfleck in dem Bereich auftreten, mit dem die Scheibe in Berührung ist. Die Radscheiben sind vorzugsweise aus Aluminium oder einer leicht.gewichtigen Legierung hergestellt; aufgrund ihres geringen Gewichts sind sie außerordentlich empfindlich und sprechen auf Kräfte an, die mit herkömmlichen Verfahren nicht ermittelt werden können. Die Scheiben sind so ausgebildet bzw. angeordnet, daß sie in Verbindung miteinander betrieben werden können, sie können jedoch auch voneinander gelöst werden, um einzeln zu arbeiten. Zusätzlich zu den individuellen Scheibensensoren ist die drehfeste Lagerwelle der Scheiben ferner mit einer Sensoreinrichtung ausgerüstet, die Messungen der Gesamtaxialkraft ermöglichen. Der Scheibenaufbau kann von einer Antriebseinrichtung angetrieben werden, die ständig in Verbindung mit einer einzelnen Scheibe ist, die als Antriebsscheibe bezeichnet wird und mit der die anderen Scheiben wirkungsmäßig durch ein Verriegelungssystem verbindbar sind, welches ermöglicht, daß die Scheiben gemeinsam angetrieben werden oder - wie erwähnt - voneinander gelöst werden, um von dem Reifen unabhängig voneinander in Drehung versetzt zu werden.

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Zusätzlich zu den individuellen Kraftsensoren ist jede Scheibe mit einer Umfangs-Sensoreinrichtung verschen, die das Umfangsverhalten des Reifen-Berührungsflecks in der Ebene jeder Scheibe ertastet» Wenn die Scheiben miteinander verbunden sind, so sind die Umfangs-Fühlereinrichtungen an den Scheiben in bezug auf den Umfangssensor der Antriebsscheibe in oinor festen Beziehung angeordnet.» Wenn die Scheiben von der Antriebsscheibe gelöst sind, werden sie einzeln von dem Reifen-Berührungsfleck angetrieben, und jede Winkelveränderung des Umfangssignals einer Scheibe, gleich ob es in bezug auf das von der Antriebsscheibe erzeugte Umfangssignal voreilt oder verzögert ist, zeigt unerwünschte Effekte an, die in dem Reifen-Berührungsfleck auftreten, nämlich Phänomene aufgrund einer konischen Beschaffenheit und/oder Abdruck-Ausrichtfehler (stark hysteresische Effekte), die jeweils zu einem Scheuervorgang und erhöhtem Rollwiderstand (höherer Reifenverschleiß) sowie zu einem Zug in der Lenkung und Spurfehlern führen. Dadurch, daß die Stelle und Größe dieser Kräfte in der Ebene jeder Scheibe festgestellt werden kann, können Korrekturen vorgenommen werden, um den Reifen an den geeigneten Stellen in dem richtigen Ausmaß zu richten, so daß die Unregelmäßigkeiten, die zu den unerwünschten Kräften führen, entfernt oder doch wenigstens sehr stark reduziert werden, wobei das angestrebte Ergebnis darin besteht, einen Reifen herzustellen, der einen konstanten belasteten Rollradius aufweist, also im Bereich des Reifen-Berührungsflecks wie ein echter Zylinder wirkt. Durch die Erfindung wird dies bei minimalem Einsatz von Maschinenzeit und Entfernung von Laufflächengummi erreicht, weil aufgrund der außerordentlichen Empfindlichkeit der einzelnen Scheiben die unerwünschten Kräfte in Größe und genauer Winkellage sowie in der Umfangsebene über die gesamte Breite des Reifen-Berührungsflecks hinweg, wo sie auftreten, präzise ausgemessen werden können.

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Die von den den Scheiben zugeordneten Fühlermitteln erzeugten Signale werden einer elektronischen Steuerung zugeführt, welche die Information in Korrelation bringt und dann auswertet, um eine Reihe von Riehtvorrichtungen zu aktivieren, die so ausgebildet bzxv. angeordnet sind, daß sie mit aufeinanderfolgenden Bereichen der Reifenlauffläche über die gesamte Breite hinweg in Berührung gelangen. Aufgrund von Steuersignalen aus der elektronischen Steuerung werden die Richtmaschinen aktiviert, um die unregelmäßicfen Bereiche zu korrigieren, d.ie am Reifen-Berührungfleck ertastet und ausgemessen werden. Es wird Bezug genommen auf die US-PS 4 078 339 und US-PS 4 084 350, die eine Reifenkorrekturvorrichtung beschreiben, die zur Anwendung in Verbindung mit der Erfindung besonders gut geeignet ist und eine elektronische Steuereinrichtung und zugehörige Funktionsgruppen enthält, durch welche die von den Meßsensoren erzeugten Signale ausgenutzt werden, um Rxchtvorrichtungen zu aktivieren, die selektiv Gummi am Umfang des Reifens in Übereinstimmung mit den gesammelten Daten entfernen können. Ferner wird Bezug genommen auf die US-PS 3 862 570 und US-PS 4 016 020, die jexveils Systeme und Verfahren zum Ausmessen und Korrigieren von Reifen im Hinblick auf dynamische Unwucht und Symmetriefehler beschreiben. Die Erfindung bezweckt, zusätzliche Parameter zu den Kraftmessungen hinzuzufügen, die von den Systemen und Verfahren nach den genannten Druckschriften geliefert werden, wobei die Erfindung genaue Messungen der Kräfte liefert, die den Rollwiderstand verursachen; wenn diese Messungen gemeinsam mit denen ausgenutzt werden, die bei den Vorrichtungen und Verfahren nach den genannten Druckschriften erhalten werden, ergeben sich dem Verständnis zugängliche Daten, die zur Korrektur der komplizierten.und miteinander in Wechselwirkung stehenden Kräfte, welche zu unerwünschten Reifeneigenschaften beitragen, geeignet sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine Perspektivans Lcht mit fortgebroclienen Teilen, dio ein erfindungsgemäi3es Mehrfachebenen-Fahrbahnrad zeigt, gemeinsam mit einer Ausführungyform einer Lagereinrichtung zur Lagerung des Fahrbahnrades;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt, der Einzelheiten des Aufbaus des Fahrbahnrades zeigt, einschließlich einer Einrichtung zum lösbaren Verriegeln der Radscheiben;

Fig. 3 eine vergrößerte senkrechte Teilschnittansicht, die den Radscheiben-Verriegelungsmechanismus in den beiden Arbeitsstellungen zeigt; und

Fig. 4 eine vergrößerte Perspektiv—Teilansicht mit fortgebrochenen Teilen, wobei ein Montagering und ein zugeordneter Sensor für eine der Radscheiben dargestellt s ind.

Es wird zxinächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Das allgemein mit 1 bezeichnete Fahrbahnrad besteht aus einer Reihe von fünf radähnlichen Scheiben A, B, C, D und E. Jede Radscheibe ist auf einer rechteckigen Welle 2 mittels eines Montageringes und Gleitlagern 4 montiert. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Montageringe 3 so ausgebildet, daß sie nicht mit der rechteckigen Welle 2 in Berührung gelangen, sie sind jedoch nichtsdestoweniger auf der Welle 2 gelagert und gleichmäßig darauf zentriert mittels eines Satzes Einstellschrauben 5,6, die in Fig. 2 gezeigt sind, wobei die Schrauben 5 jeweils eine Kugel 7 lagern, die wiederum eine Schale 8 lagert, welche mit einem Sensor 9 in Berührung ist, der in dem Montagering 3 befestigt ist; der Sensor 9 ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Kristallsensor. Jede Radscheibe A, B, C, D und E ist in gleicher Weise gelagert und an derselben Stelle mit einem Sensor versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Sensoren 9 diametral den Stellen der Radscheiben gegenüber angeordnet, die mit dem Reifen in Berührung gelangen sollen, so

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daß die Sensoren Kraftänderungen messen, die durch den rotierenden Reifen in der Ebene jeder Scheibe erzeugt werden. Wie bereits im Stand der Technik angegeben ist, werden die von jedem Sensor 9 abgegebenen Signale in bezug auf einen Referenzpunkt am Umfang dos Reifens in Korrelation miteinander gebracht, so daß sowohl die Größe als auch die Winkellage der Ungle ichmäßigkeiten präzise bestimmt wei:den können.

Die nicht rotierende Welle 2 ist am einen Ende durch Lagerringe 10 gelagert, die mit den abgerundeten Schulter te ilen 11 der Welle in Eingriff gelangen; diese Lager tragen eine ringförmige Kupplungsmanschette 12 mit einer Antriebsscheibe 13 am einen Ende und einem ringförmigen Flansch 14 am gegenüberliegenden Ende. Die Antriebsscheibe 13 ist mit einem Keil 15 versehen, durch welchen sie an die Nabe 16 einer Radscheibe A angekoppelt ist. Der ringförmige Flansch 14 trägt ein Ankopplungsgelenk 17, das von einer Antriebswelle 18 angetrieben werden kann, die an eine Kraftquelle angeschlossen ist, z.B. einen (nicht gezeigten) Elektromotor. Bei dieser Anordnung ist die Kupplungsmanschette 12 einschließlich ihrer Antriebsscheibe 13 bezüglich der drehfesten Welle 2 drehbar gelagert und wird über das Ankopplungsgelenk 17 und die Antriebswelle 18 angetrieben.

Die Kupplungsmanschette 12 ist in einem Lagerblock 12 mittels Lagerringen 20 drehbar gelagert. Der Lagerblock 19 ist wiederum von einem Stützblock 22 gelagert, der den Lagerblock umgibt, wobei der Lagerblock mit Gruppen von Rollen 22 versehen ist, durch welche er relativ zu dem Stützblock 21 bewegbar gelagert ist, wobei der Lagerblock in axialer Richtung bezüglich der Längsachse der Welle 2 bewegbar ist. Bei dieser Anordnung kann sich die Kupplungsmanschette 12 frei bezüglich der drehfesten Welle 2 und bezüglich des Lagerblocks 19 drehen; gleichzeitig sind die gesamte Einheit aus der Kupplungsmanschette 12, dem Ankopplungsgelenk 17 und der Antriebswelle

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18 gemeinsam mit dom Lagerblock 19 und der drehfesten Welle 2 in axialer Richtung als eine Einheit entlang der Längsachse der drehfesten Welle 2 verschiebbar» Der Stützblock 21 ist ebenfalls verschiebbar gelagert, und zwar auf senkrecht angeordneten Führungsteilen 23, wobei der Stützblock in Längsrichtung der Führungsteile mittels einer Gewindespindel 24 verschiebbar ist, so daß die gesamte Einheit einschließlich des Stützblocks 21 quer zur Längsrichtung der Welle 2 bewegt werden kann.

An ihrem gegenüberliegenden Ende ist die Welle 2 auf einem Stützblock 25 gelagert, der mit Rollen 26 versehen ist, welche das Ende der Welle 2 tragen, wobei sie gleichzeitig eine Axialbewegung der Welle bezüglich des Stützblocks 25 zulassen. Der Stützblock 25 ist ebenfalls beweglich gelagert, und zwar in bezug auf Führungsteile 27, die parallel zu den Führungsteilen 23 verlaufen, wobei die Bewegung mittels einer Gewindespindel 28 erfolgt. Die Gewindespindeln 24, 28 sind vorzugsweise untereinander so verbunden, daß sie gemeinsam bewegt werden, wodurch die gesamte Fahrbahn-Radgruppe in Richtung auf den Umfang des bearbeiteten Reifens zu und von diesem fort eingestellt werden kann. Gleichzeitig lagern die Rollen 26 gemeinsam mit den erwähnten Rollen 2 2 die Welle 2 so, daß sie unter dem Einfluß der Radscheiben eine Axialbewegung ausführen kann, und zwar in einer Weise, die nachstehend beschrieben wird.

Eine Axialverschiebung der Welle 2 tritt auf, wenn der Reifen-Berührungsfleck seitliche Kräfte erzeugt, die über eine oder mehrere der Radscheiben auf die Welle übertragen werden. Tatsächlich finden nur sehr geringe Verschiebungen der Welle statt, die erzeugten Kräfte werden jedoch nichtsdestoweniger durch einen Druck-Spannungs-Sensor ermittelt, der an einem am Lagerblock 19 befestigten Bügel 30 montiert ist. Der Sensor 29 ist so angeordnet, daß er mit der angrenzenden Seite des Stützblocks 21 in Berührung ist. Er ermittelt somit die an der

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Welle 2 angreifenden Kräfte, die bestrebt sind, diesen in der einen oder anderen Axialrichtung zu verschieben, wobei daran zu erinnern ist, daß die Welle 2 mit der

Kupplungsmanschette 12 und dem Lagerblock 19 gemeinsam bezüglich des Stützblocks 21 bewegbar sind. Der Sensor 29 mißt also Größe und Richtung der Seitenkraf 1-komponente, die von dem Reifen-Berührungsfleck erzeugt wird. Die Signale aus dem Sensor 29 werden einer elektronischen Steuerung zugeführt und zur Korrektur des Reifens in Korrelation gebracht.

Da das Ankopplungsgelenk 17 und die Antriebswelle 18 ebenfalls mit der Kupplungsmanschette 12 verbunden sind und daher diese mitbewegen, ist die Antriegswelle 18 mit einem eine geringe Reibung aufweisenden Lagerteil 18a in Eingriff, das die Welle 18 in Drehung versetzt, jedoch gleichzeitig eine Axialbewegung der Antriebswelle 18 relativ zu dem Lagerteil 18a zuläßt.

Jede Radscheibe ist ferner mit einem Magneten versehen, von denen in Fig. 1 einer gezeigt und mit 30 bezeichnet ist, wobei jeder Magnet am Umfang der Radscheibe angeordnet ist. Ein Bügel 31 ist über den Radscheiben angeordnet und trägt eine Reihe von Fühlerelementen 32, von denen jedes so angeordnet ist, daß es sich über einer der Radscheiben befindet und mit deren Magnet 30 zusammenwirken kann. Die Fühlerelemente 32 sprechen auf die Magneten 30 an und erzeugen jeweils ein Signal für die elektronische Steuerung, das ihre Winkelstellungen bezüglich der angetriebenen Scheibe A wiedergibt, die das Bezugssignal liefert. Da dieses Rad fest mit der von der Welle 18 angetriebenen Kupplungsmanschette 12 verbunden ist, versetzt die Scheibe A den Reifen mit der gewünschten Geschwindigkeit in Drehung, Wenn alle Scheiben miteinander gekoppelt sind, so daß sie sich gemeinsam bewegen, so bilden sie ein einziges Fahrbahnrad, das sich über die gesamte Breite erstreckt. Wenn jedoch die Radscheiben B, C, D und E entkoppelt sind, so daß sie sich unabhängig voneinan-

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der drehen können, so wird jede Scheibe von der damit in Berührung stehenden Umfangsflache des Reifens angetrieben. Wenn der Reifen-Berührungsbleck wie eine vollkommen ebene Oberfläche wirksam wäre, also einem Zylinder äquivalent wäre, so würden alle Scheiben einschließlich der Antriebsscheibe A gemeinsam rotieren, und die Fühlerelemente 3 2 würden der Elektroniksteuerung jeweils gleiche Signale zuführen= Wenn jedoch Unregelmäßigkeiten des Reifen-Berührungsflecks vorhanden sind, durch welche die Drehgeschwindigkeit einer oder mehrerer der Scheiben B, C, D und E bezüglich der Antriebsscheibe A beschleunigt oder verlangsamt wird, so stellen die entsprechenden Fühlerelemente 32 die Abweichungen fest, und die geeigneten Signale gelangen zu der Elektroniksteuerung, wodurch die Große der Abweichungen und die Umfangsebenen, in denen diese auftreten, angegeben werden; dies ergibt Messungen, mittels derer der Umfang des Reifens korrigiert werden kann, um schädliche Kräfte zu eliminieren oder doch wenigstens auf ein Minimum zu reduzieren, so daß der Reifen einen im wesentlichen konstanten belasteten Radius im Bereich des Berührungsflecks über seine gesamte Breite hinweg aufweist.

Die Anzahl der Radscheiben, aus denen das Fahrbahnrad gebildet ist, unterliegt keiner Begrenzung und hängt von der Breite der Lauffläche und der gewünschten Umfangsoberfläche der Lauffläche ab, die von jeder Scheibe abgetastet werden soll.

Es sind Mittel vorgesehen, um die Scheiben untereinander zu verbinden, damit sie sich gemeinsam bewegen, und sie voneinander zu lösen, damit sie sich unabhängig voneinander drehen können. Zu diesem Zweck ist die Welle 2 mit einem Axiallager 32 versehen, das in axialer Richtung über einen Teil der Welle 2 angrenzend an Radscheibe 3 verschiebbar ist? die Welle ist mit abgerundeten Schultern 34 versehen, die den

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abgerundeten Schuletern 11 in Fig. 4 gleichen, worauf das Axiallager verschiebbar gelagert ist. Das Axiallager 33 wird in Axtalrichtung mittels eines Bügels 35 verschoben, der schwenkbar an einem Stützarm 36 gelagert ist, wobei der Bügel einen rückwärtigen Fortsatz 37 aufweist, der mit einer Spule oder einem anderen Servomechanismus 3 8 verbunden ist; durch diesen kann der Bügel so verschwenkt werden, daß er das Axiallager 33 auf die Fahrbahn-Radscheiben zu und von diesen fort bewegen kann.

Das Axiallager 33 kann mit: Betätigungsstäben 39e in Berung gelangen, von denen jeder in einer entsprechenden Bohrung 4Oe in der Nabe der äußersten Radscheibe E angeordnet ist, wie in Fig. 2 und 3 ersichtlich; die Betätigungsstäbe bilden einen Teil des Mechanismus, durch den die Radscheiben miteinander verbunden werden können, um eine gemeinsame Bewegung auszuführen, bzw. entkoppelt werden können, um sich unabhängig voneinander zu bewegen. Vorzugsweise sind drei Verbindungssysteme zur Verbindung untereinander im Abstand voneinander um die Naben der Radscheiben herum angeordnet; vorzugsweise ist jedoch der Abstand ungleich, so daß die Scheiben nur dann miteinander verbunden werden können, wenn sie in bezug aufeinander korrekt ausgerichtet sind, so daß also üblicherweise die Magneten 30 miteinander fluchten, so daß bei miteinander verbundenen Radscheiben die Magneten jeweils das gleiche Signal erzeugen, wenn sie an den entsprechenden Fühlerelementen 32 vorbeilaufen. Die richtige Orientierung der Radscheiben in bezug aufeinander kann leicht dadurch erreicht werden, daß zwei der Stäbe 39e und die zugehörigen Teile um 120 gegeneinander verdreht werden, während eine dritte Stange und die zugehörigen Teile in einem Abstand von 110° von den anderen Stangen und 130° von den verbleibenden Stangen angeordnet werden.

Wie am besten in Fig. 3 ersichtlich ist, die eines der Verbindungssysteme in der gelösten Stellung zeigt, ist der Be-

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tätigungsstab 39e gleitbar in einer Bohrung 4Oe in der Nabe 41e der Radscheibe E gelagert. Die Bohrung 4Oe steht in Verbindung mit einer ringförmigen Rille 4 2e, in der ein ringförmiges Axiallager 43e verschiebbar gelagert ist« In der in Fig. 3 gezeigten Stellung hat das Axiallager 33e den Stab 39e nach innen verschoben, so daß das ringförmige Axiallager 43e am Seitenrand der Nabe 41e anliegt, welche der Nabe 41d der Radscheibe D zugewandt ist.

Die Nabe 41d der Radscheibe D ist mit einem Detätigungsstab 39d versehen, der gleitend in einer Bohrung 4Od gelagert ist, die in Verbindung mit einer ringförmigen Rille 4 2d ist, in der ein ringförmiges Axiallager 43d verschiebbar gelagert ist» Die Länge der Stange 39d ist so bemessen, daß ein Ende gegen das Axiallager 43e der Radscheibe E anliegt und ihr gegenüberliegendes Ende gegen das ringförmige Axiallager 43d anliegt, das wiederum sich gegen das angrenzende Ende der Stange 39c der Radscheibe C abstützt; die Stange 39c ist in Berührung mit einem ringförmigen Axiallager 43c, das verschiebbar in einer ringförmigen Rille 42c gelagert ist. Die Nabe 41b der Radscheibe B ist in gleicher Weise mit einem Stab 39b und einem ringförmigen Axiallager 43b versehen, das verschiebbar in einer ringförmigen Rille 42b gelagert ist. Die Nabe 41a der Radscheibe A ist ebenfalls mit einer Stange 39a versehen, die in einer Bohrung 40a verschiebbar ist, wobei ein Ende der Stange mit dem angrenzenden ringförmigen Axiallager 4 3b in Berührung ist. In diesem Falle ist jedoch das gegenüberliegende Ende der Stange 39a in Richtung auf das ringförmige Axiallager 43b zu mittels einer Feder 44 vorgespannt, die sich in dem entfernten Ende 45 der Bohrung 40a befindet. Die Feder 44 ist zusammengedrückt, wenn die Betätigungsstange 39a sich in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet. Während jeder Betätigungsstab gegen das ringförmige Axiallager der nächsten angrenzenden Radscheibe anliegt, können sich die Radscheiben jedoch nichtsdestoweniger frei voneinander drehen,

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da das ringförmige Axiallager der Drehung der Radscheiben einen vernachlässigbaren Widerstand entgegensetzt.

Die Radscheiben A, B, C und D sind ferner jeweils mit Verriegelungszapfen 46a, 46b, 46c, 46d versehen, die gleitbar in Bohrungen 47a, 47b, 47c bzw. 47d gelagert sind. Die Bohrung 47a erstreckt sich von der Seite der Nabe 41a nach innen angrenzend an die Nabe 41b, endet jedoch kurz vor der gegenüberliegenden Seite der Nabe 41a, während die Bohrungen 4 7b, 47c und 47d sich vollständig durch die entsprechenden Naben hindurch erstrecken. Zusätzlich ist die Nabe 41e der Radscheibe E mit einer Bohrung 47e versehen, die sich von der Seite neben der Radscheibe D aus nach innen erstreckt, jedoch kurz vor ihrer gegenüberliegenden Seite endet. Jeder der Verriegelungszapfen weist einen buchsenförmigen Teil 48a, 48b, 48c bzw. 48d auf, in dem eine Druckfeder 49a, 49b, 49c bzw. 49d angeordnet ist. Die Feder 4 9a drückt am einen Ende gegen den Verriegelungszapfen 46a und an ihrem gegenüberliegenden Ende gegen die Wandung 50 der Bohrung 4 7a. Die Federn 49b, 49c und 49d drücken jeweils an ihrem einen Ende gegen den zugehörigen Verriegelungszapfen und am gegenüberliegenden Ende gegen Halteelemente 51b, 51c und 51d, die fest in den Bohrungen 47b, 47c bzw. 47d angebracht sind. Die Betätigungsstäbe und die Verriegelungszapfen sind durch starre Stifte miteinander verbunden, die mit 52a - 52d bezeichnet sind, wobei diese Stifte in Schlitzen 53a - 53d liegen, die sich zwischen den Bohrungen erstrecken, in denen die Stäbe und Zapfen verschiebbar gelagert sind, und damit in Verbindung sind.

Wenn die Radscheiben A-E verriegelt werden sollen, um sich gemeinsam zu bewegen, so wird das Axiallager 33 von der Radnabe 41e fort verschoben, also in Fig. 3 nach links, wodurch der Betätigungsstab 39e freigegeben wird und sich unter dem Einfluß des daran angrenzenden nächsten Betätigungsstabes 39d

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in Axialrichtung bewegen kann. Da der Betätigungsstab 39d jedoch durch den Stift 52d mit dem Verriegelungszapfen 46d verbunden ist, müssen sich die beiden Elemente gemeinsam bewegen, und dies kann nur dann erfolgen, wenn der Verriegelungszapfen 46d axial mit der Bohrung 4 7e in der angrenzenden Radnabe 41e fluchtet. Wenn die Teile in geeigneter Weise ausgerichtet sind, so verschiebt die Feder 49d den Verriegelungszapfen 46d in die Bohrung 47e, und gleichzeitig bewegt sich der Betätigungsstab 39d in die ringförmige Rille 42e hinein, wodurch das ringförmige Axiallager 43e verschoben wird und der Betätigungsstab 39e in Richtung des Axiallagers 33 bewegt wird, welches zuvor von der Nabe 41e fortgeschoben wurde. Da drei Gruppen von Verriegelungsmechanismen vorhanden sind, die um die Nabe herum in Winkelabständen voneinander angeordnet sind, müssen alle drei Gruppen von Verriegelungszapfen 46d richtig in bezug auf ihre jeweiligen Bohrungen 47e ausgerichtet werden, damit das ringförmige Axiallager 43e verschoben werden kann. Es gibt nur eine Winkelstellung, in der dies geschieht, nämlich die, wenn die Radscheiben D und E relativ zueinander so ausgerichtet sind, daß ihre Magneten 30 fluchten. Zu beachten ist ferner, daß die Radscheiben D und E nur dann ihre gegenseitige Ausrichtung verlieren, wenn Kräfte in dem Reifen-Berührungsfleck vorhanden sind, die eine Relativbewegung der Scheiben in bezug aufeinander verursachen. Wenn eine solche Relativbewegung stattfindet, so dauert sie an, bis die beiden Rad-cheiben in bezug aufeinander um eine ganze Drehung verdreht worden sind, woraufhin sie dann wieder korrekt ausgerichtet sind und miteinander verbunden werden können. Da die Reifenkorrektur gemäß der Erfindung auch Hochgeschwindigkeitskorrektur vorsieht, d.h. bei der normalen Fahrgeschwindigkeit des Reifens, die 80 oder mehr Kilometer pro Stunde betragen kann, drehen sich die Radscheiben mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 U/s oder mehr, und folglich wird die angestrebte Ausrichtung der Scheiben sehr schnell erreicht, selbst wenn sie während

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- 18 des Probelaufs die Ausrichtung verlieren.

Es ist ersichtlich, daß der Verriegelungsmechanismus sequentiell arbeitet. Dies bedeutet, daß bis der Betätigungsstab 39d axial verschoben ist, keine Bewegung des nächsten angrenzenden Betätigungsstabes 39c erfolgen kann, da dieser Betätigungsstab das ringförmige Axiallager 43d nicht verschieben kann, bis der Betätigungsstab 39d verschoben ist; da ferner der Verriegelungszapfen 46c nicht in die Bohrung 47b eintreten kann, bis die Teile axial fluchten, kann die Radscheibe C nicht mit der Radscheibe D verriegelt werden, bis letztere mit Scheibe E verriegelt ist. Gleiche Betrachtungen gelten für die Radscheiben B und A, die ebenfalls nacheinander verriegelt werden müssen. Wenn alle Radscheiben verriegelt sind, nimmt jeder Verriegelungsmechanismus die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein.

Wenn die Radscheiben gelöst werden sollen, um sich einzeln bewegen zu können, wird das Axiallager 33 in Richtung der am äußersten Ende liegenden Radscheibe E verschoben, wodurch die Betätigungsstäbe 39e in der entgegengesetzten Richtung verschoben werden, was dazu führt, daß alle Betatigungsstäbe 39a - 39d in gleicher Weise verschoben werden, und zwar gemeinsam mit den dazwischen liegenden ringförmigen Axiallagern 4 3b - 43e. Aufgrund der Verbindung der Betatigungsstäbe untereinander und ihrer Verriegelungszapfen 4 6a - 4 6d wird jede Radscheibe zur unabhängigen Drehung freigegeben, wenn die Teile die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnehmen.

Die Verbindung der Radscheiben untereinander zur gemeinsamen Drehung erleichtert zwar das Anlaufen des Reifens und Abbremsen nach Ausführung der gewünschten Arbeiten, ebenso wie die Synchronisation der von den Fühlerelementen 32 erzeugten Signale, die Radscheiben können jedoch jederzeit unabhängig voneinander betrieben werden, da die Drehgeschwindigkeit des

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Reifens allein durch die Antriebsscheibe A gesteuert werden kann, und obwohl die Magneten 30 der verschiedenen Scheiben bei Einleitung der Meßvorgänge nicht miteinander ausgerichtet sind, erzeugen nichtsdestoweniger die Fühlerelemente eine Anzeige hinsichtlich der anfänglichen Winkelstellung jeder Scheibe in bezug auf das Referenzsignal, das von der Antriebsscheibe A erzeugt wird; anschließende Abweichungen der Scheiben von ihren anfänglichen Winkelstellungen werden von den Fühlerelementen 3 2 angezeigt.

Die beschriebene Fahrbahn-Radeinheit ist zwar im Stande, die verschiedenen Kräfte zu lokalisieren und messen, die zu dem Rollwiderstand beitragen; natürlich kann aber auch ein Mehrfachebenen-Fahrbahnrad dort eingesetzt werden, wo weniger anspruchsvolle Messungen gewünscht werden. Wenn z.B. über die Breite der Lauffläche des Reifens hinweg die Kräfte einzeln gemessen werden sollen, die eine dynamische Unwucht erzeugen, so kann zu diesem Zweck eine Reihe von Radscheiben verwendet werden, die mit piezoelektrischen Kristallen 9 ausgerüstet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

.) Vorrichtung zur Korrektur von Gummireifen und dgl., bei der der Umfang des zu korrigierenden Reifens mit einem Fahrbahnrad in Berührung ist, von dem der Reifen in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Vielfachebenen-Fahrbahnrad aufweist, das über die Breite der Reifenlauffläche hinwog mit dem Reifen in Berührung gelangen kann, daß das Fahrbahnrad eine Reihe von Radscheiben gleichen Durchmessers aufweist, daß die Radscheiben Seite an Seite nebeneinander unabhängig voneinander um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar gelagert sind, daß jeder Radscheibe Sensormittel zugeordnet sind und daß die Sensormittel derart angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß sie Kräfte ertasten, die von dem rotierenden Reifen erzeugt werden und auf die Radscheiben an den Umfangsbereichen des Reifens, mit denen jede der Radscheiben in Berührung ist, übertragen werden«
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Drehung einer der Radscheiben,

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wobei der Reifen durch die angetriebene Radscheibe in Drehung versetzt wird und die übrigen Radscheiben von dem Reifen angetrieben werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zur Lagerung der Radscheiben vorgesehen ist, die eine gestreckte, drehfeste Welle enthält, welche die Rotationsachse der Radscheiben festlegt und ferner eine ringförmige Einrichtung aufweist, welche die Radscheiben drehbar auf der Welle lagert, und daß die Sensormittel Sensoren enthalten, die zwischen der Welle und der ringförmigen Lagereinrichtung angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche die Rotationsachse des zu korrigierenden Reifens schneidet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben in Bezug auf eine Axialverschiebung relativ zu der drehfesten Welle fest angeordnet sind, daß die Welle axial verschiebbar ausgebildet ist und daß zusätzliche Sensormittel so angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß sie Kräfte ermitteln, die von den Radscheiben erzeugt werden und eine axiale Verschiebung der Welle verursachen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung der Welle, die eine Bewegung auf den zu korrigierenden Reifen zu und von diesem fort senkrecht zur Längsachse der Welle zuläßt.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verriegelungsmittel zum lösbaren Verbinden der Radscheiben untereinander, damit sie sich gemeinsam bewegen.

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8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel Sensorelemente enthalten, die dem Umfang einer jeden Radscheibe zugeordnet sind und Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der Radscheiben in bezug aufeinander feststellen.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben aus einem leichtgewichtigen Material wie Aluminium gebildet sind, wobei die einzelnen Radscheiben auf durch den Reifen erzeugte Kraftänderungen unabhängig von der Größe ansprechen.

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