DE3614379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Aus der DE 29 13 280 A1 sind ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung bekannt. Es werden hierbei durch eine Meßeinrichtung die Rundlaufabweichung des Scheiben­ rades und mit Hilfe einer Kraftmeßeinrichtung in einer Rei­ fengleichförmigkeitsmeßmaschine Radialkraftschwankungen des Kraftfahrzeugrades aufgenommen und ein Radialkraftschwankungsvektor bestimmt. Ferner weist die bekannte Vorrichtung eine Ein­ richtung zur Erzeugung einer Referenzphase auf und in bezug auf diese Referenzphase werden die Radialkraftschwankungsvektoren des Kraftfahrzeugrades und die Rundlaufabweichungen des Scheiben­ rades bestimmt.

Durch sogenanntes "Matchen" (ATZ, Jahrgang 73, 1971, Nr. 1, Seiten 1 bis 8), d. h. durch Verdrehen von Scheibenrad und Reifen gegeneinander, wird eine Zuordnung von Reifen und Scheiben­ rad durchgeführt. Dabei sollen die geometrischen Abweichun­ gen von Reifen und Scheibenrad oder die dynamischen Kraft­ schwankungen, welche im wesentlichen aus Unterschieden der Federsteifigkeit des Reifens um seinen Umfang resultieren, zu geometrischen Abweichungen des Scheibenrades durch das Verdrehen von Scheibenrad und Reifen gegeneinander in eine bestimmte Lage gebracht werden, in welcher die geometrischen Abweichungen bzw. dynamischen Ungleichförmigkeiten so gegen­ einander wirken, daß ein weitgehender Ausgleich der Rund­ laufabweichungen des Rades erfolgt. Die Stelle der maximalen Radialkraftschwankung des Reifens ordnet man beim Matchen (Verdrehen von Scheibenrad und Reifen) so an, daß sie um 180° versetzt der Stelle gegenüberliegt, bei welcher auf­ grund von geometrischen Abweichungen die maximale Rundlauf­ abweichung, d. h. das Maximum des Höhenschlages, des Scheibenrades auftritt.

Aus der DE 23 33 057 B2 ist eine Vor­ richtung zur Verringerung des Höhen- und/oder Seitenschlags von Kraftfahrzeugrädern bekannt, bei der die Felge gegen­ über dem festgehaltenen Reifen verdreht wird. Bevorzugt wird dabei eine Drehung der Felge um 180°. Es soll dabei ebenfalls eine Zuordnung von Reifen und Scheibenrad erreicht werden, bei welcher die aus geometrischen Abweichungen und dynamischen Abweichungen des Reifens resultierenden Rundlauf­ abweichungen sich gegenseitig teilweise oder völlig aufheben sollen.

Aus der DE 30 46 368 A1 ist es bekannt, beim Matchen die Erste Harmonische der Radialkraftschwankung des Reifens mit ihrer Phase entgegengesetzt zu der Ersten Harmonischen einer Rundlaufabweichung des Scheibenrades, die beispielsweise durch exzentrische Anordnung der Befestigungslöcher und des Ventilloches im Scheibenrad resultiert, anzuordnen.

Ferner ist es aus DE-OS 24 01 279 und DE 27 15 111 A1 be­ kannt, Radialkraftschwankungen des Reifens bei höheren Ge­ schwindigkeiten, bei denen aufgrund von Ungleichförmigkeiten des Reifens Vibrationen erzeugt werden können, die mit den Eigenfrequenzen des Fahrzeugs synchron liegen (DE-OS 24 01 279), zu messen. Es sollen hierdurch die Radialkräfte am belasteten Reifen gemessen werden, die bei hohen Fahrzeug­ geschwindigkeiten auftreten. Hierbei soll vor allem auch die Wirkung der Zentrifugalkraft, die zu einer Veränderung der Nachgiebigkeit des Reifens führt, berücksichtigt werden.

Aus der DE 30 03 127 A1 ist es ferner bekannt, die statische Unwucht des Reifens und des Scheibenrades zu ermitteln und Reifen und Scheibenrad so zu verdrehen, daß die hieraus re­ sultierenden Kräfte einander entgegengerichtet sind. Der statische Unwuchtvektor des Reifens wird durch Subtraktion des statischen Unwuchtvektors des unbereiften Scheibenrades vom statischen Unwuchtvektor des aus Scheibenrad und montier­ tem Reifen bestehenden Kraftfahrzeugrades ermittelt.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen bleibt unberücksichtigt, daß im Fahrbetrieb der belastete Kraftfahrzeugreifen mit einer Aufstandsfläche, dem sogenannten Latsch, auf der Fahrbahn aufliegt. Im Bereich der Radaufstandsfläche tritt eine Abkopplung der Reifenpartie, die sich in der Radaufstandsfläche befindet, vom übrigen rotierenden System auf. Wenn nun über den Reifenumfang unterschiedliche Massen vorhanden sind, ergeben sich unterschiedliche Massen (Latschmassen) in den Reifenpartien, die sich jeweils im Bereich der Radaufstandsfläche befinden. Diese sich ständig ändernde Latschmasse kann nicht ausgeglichen werden. Das heißt, es bleibt immer eine Radialkraftschwankung, die aus dem Latschmassenunterschied, dem sogenannten Latschmassendefekt, resultiert, übrig.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Laufruhe eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, bei denen zur Optimierung der Laufruhe der Latschmassendefekt mitberücksichtigt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.

Bei der Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Winkellage einer Reifen-Radialkraftschwankung ermittelt, welche aus dem Reifenlatschmassendefekt des belasteten Reifens und aus den Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens resultiert. Die Rundlaufabweichung, insbesondere der Höhenschlag des Scheibenrades, wird um 180° gegenüber der Winkellage dieser resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung gerichtet.

Die Winkellage der resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung läßt sich durch Vektoraddition ermitteln. Hierzu wird zunächst der Reifen bei einer niedrigen Drehzahl zur Ermittlung der Radialkraftschwankungen, welche aus Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens und seinem Umfang resultieren, abgerollt. Die Drehzahl ist hierbei gering, so daß der Latschmassendefekt, welcher sich proportional dem Quadrat der Drehzahl auswirkt, das Meßergebnis nur gering beeinflußt. Auf diese Weise erhält man ein Meßergebnis, das im wesentlichen die Radialkraftschwankungen wiedergibt, welche durch die Federsteifigkeitsänderungen im Reifen hervorgerufen werden.

Es wird dann ein zweiter Meßlauf durchgeführt, bei welchem der Reifen bei einer höheren Drehzahl unter Belastung abgerollt wird, wobei diese Drehzahl so gewählt ist, daß sich der Reifenlatschmassendefekt merkbar auswirkt. Es kann sich hierbei um die Resonanzdrehzahl des Radaufhängesystems des Fahrzeugs handeln, an dem das Kraftfahrzeugrad montiert werden soll.

Aus den beiden Vektoren, die während der zwei Meßläufe für die Radialkraftschwankungen, insbesondere für jeweils die Ersten Harmonischen, ermittelt wurden, läßt sich die Winkellage der resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung durch Vektoraddition, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Einfluß- bzw. Korrekturfaktoren für die gemessenen Radialkraftschwankungen, bestimmen. Beim abschließenden Matchen wird dann der Höhenschlag des Scheibenrades, für welchen bevorzugt ebenfalls der Erste Harmonische Anteil berücksichtigt wird, um 180° versetzt gegenüber der Winkellage der resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung angeordnet.

Die Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch das Entstehen von Radialkraftschwankungen aufgrund von Federsteifigkeitsunterschieden im Reifen;

Fig. 2 schematisch das Entstehen von Radialkraftschwankungen aufgrund des Latschmassendefekts;

Fig. 3 (A) Vektoren für Radialkraftschwankungen, die aus Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens und aus dem Latschmassendefekt resultieren;

Fig. 3 (B) schematisch die Ermittlung der Winkellage eines ideellen Vektors für die resultierende Reifen-Radialkraftschwankung aus den gemessenen Vektoren der Radialkraftschwankung am umlaufenden Reifen und

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Berechnung und Weiterverwendung des ideellen Vektors der resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung beim Matchen.

In der Fig. 1 sind schematisch partielle Federsteifigkeiten c₁ . . . c_n für Reifen, insbesondere Luftreifen eines Kraftfahrzeugrades, dargestellt. Beim Meßlauf oder auch beim Fahrbetrieb des belasteten Reifens 7 ergeben sich aus diesen partiellen unterschiedlichen Federsteifigkeiten, die über den Umfang des Reifens 7 verteilt sind, Radialkraftschwankungen F_R(c), die in der Fig. 1 nach dem Drehwinkel (ωt) des Rades mit dem Reifen 7 aufgetragen sind. In dieser Figur bedeuten:

c₁, c₂ . . . c = jeweilige partielle Federsteifigkeiten des Reifens 7;
F_R(c) = Radialkraftschwankung, die aus den Federsteifigkeitsunterschieden resultiert;
F_v = radiale Vorlast;
RKS (SS) = Spitze-Spitze-Wert der Radialkraftschwankung;
1. HRKS (OS) = Erste Harmonische der Radialkraft­ schwankung (O-Spitze);
ϕ₀ = Referenzwinkel;
ϕ₁ = Phasenwinkel der Ersten Harmonischen der Radialkraftschwankung 1. HRKS (OS);
ϕ = Winkelverschiebung zwischen ϕ₀ und ϕ₁;
ω = Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Reifens 7;
t = Zeit.

In erster Näherung kann man davon ausgehen, daß die Radialkraftschwankungen infolge von Steifigkeitsunterschieden des Reifens unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und lediglich vom Reifendruck abhängig sind. Für die Messung der aus den Steifigkeitsunterschieden des Reifens 7 sich ergebenden Radialkraftschwankungen genügt es in erster Näherung, die Erste Harmonische der Spitze-Spitze-Werte als dominierende Größe zu verwenden.

In der Fig. 2 ist schematisch eine unsymmetrisch über den Reifenumfang verteilte Masse am Reifen 7 dargestellt. Hieraus ergeben sich bei der Messung Radialkraftschwankungen F_R (M), deren Schwingungsverlauf ebenfalls schematisch in der Fig. 2 dargestellt ist. In der Fig. 2 bedeuten:

F_R (m) =Radialkraft, hervorgerufen durch un­ symmetrische Reifenmassenverteilung über den Umfang des Reifens 7;
F_V = radiale Vorlast;
RKS (SS) = Spitze-Spitze-Werte der Radialkraftschwankung;
1. HRKS (OS) = Erste Harmonische der Radialkraft­ schwankung (O-Spitze);
ϕ₀ = Referenzwinkel;
ϕ₁ = Phasenwinkel der Ersten Harmonischen der Radialkraftschwankung 1. HRKS (OS);
ϕ = Winkelverschiebung zwischen ϕ₀ und ϕ₁;
ω = Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Reifens 7;
t = Zeit.

In einem sogenannten Latsch 8 erfährt der belastete Reifen während des Abrollens beim Messen oder auch während des Fahrbetriebs eine Abplattung an seiner Lauffläche, mit der er auf einer Fahrbahnfläche oder Prüftrommelfläche in Berührung steht. Der jeweilige im Bereich des Latsches 8 liegende Reifenteil ist während des Reifenumlaufs vom rotierenden System abgekoppelt. Aufgrund der Massenungleichförmigkeiten über den Umfang des Reifenlatsches hin werden unterschiedliche Reifenlatschmassen abgekoppelt, wodurch unterschiedliche Radialkräfte und damit Radialkraftschwankungen auftreten. Naturgemäß ist eine Änderung der jeweils im Latsch befindlichen Reifenmasse und ein diesbezüglicher Ausgleich nicht möglich. Bei den bisher durchgeführten Match-Verfahren, bei denen lediglich die aus den Steifigkeitsunterschieden des Reifens herrührenden dynamischen Kräfte berücksichtigt wurden, werden die Radialkraftschwankungen, welche aus dem beschriebenen Latschmassendefekt resultieren, nicht gezielt kompensiert oder vermindert.

Bei der Erfindung werden hingegen sowohl die Radialkraftschwankungen F_R (c), welche, wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus den Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens 7 resultieren, als auch die Radialkraftschwankungen F_R (m), welche, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aus dem Reifenlatschmassendefekt des durch die radiale Vorlast F_V belasteten Reifens 7 herrühren, berücksichtigt. Es wird die Winkellage der hieraus resultierenden Reifen-Radialkraftschwankung ermittelt und beim Matchen gegen die Rundlaufabweichung des Scheibenrades gerichtet.

Die Rundlaufabweichung des Scheibenrads resultiert in aller Regel aus einer geometrischen Abweichung, beispielsweise einer Exzentrizität zwischen der Zentrierung des Rades und dem Zentrum des Reifensitzes auf der Felge, und äußert sich als Höhenschlag der Felge. Hierbei kann von allen Störgrößen als dominierende Größe der Erste Harmonische Anteil des Höhenschlags, der aus beiden Felgenhörnern resultiert, verwendet werden. Zur Meßwerterfassung kann beispielsweise eine Rund- und Planlaufmeßmaschine verwendet werden, wie sie aus "Hofmann-news", Nr. 15 "Maschinen und Anlagen für die Reifen- und Felgenindustrie" (Impressum 9622 057 03-77) auf Seite 20 bekannt ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, zu dessen Erläuterungen die Fig. 3 und 4 dienen, werden zur Ermittlung der aus den Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens 7 herrührenden Radialkraftschwankungen F_R (c) und der Radialkraftschwankungen F_R (m), welche aus dem Reifenlatschmassendefekt herrühren, zwei Meßläufe bei unterschiedlichen Drehzahlen durch Abrollen des Reifens an einer Trommel einer Reifengleichförmigkeits-Meßmaschine durchgeführt. Eine derartige Reifengleichförmigkeits-Meßmaschine ist beispielsweise aus "Hofmann-news", Nr. 15 "Maschinen und Anlagen für die Reifen- und Felgenindustrie (Impressum 9622 057 03.-77), Seite 6, bekannt.

Der erste Meßlauf wird bei einer Drehzahl durchgeführt, bei welcher der Reifenlatschmassendefekt sich praktisch noch nicht wesentlich auf die Radialkraftschwankungen RKS auswirkt. In der Fig. 3 (A) ist für die Erste Harmonische der mit einer Meßwertaufnehmereinrichtung 1 gemessenen Radialkraftschwankung ein Vektor 1. HRKSn 1 für den Radialkraftspitzenwert aufgetragen. In der Fig. 3 (A) sind für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten (20, 50 und 80 km/h) Vektoren 1. HRKSn 2 für Radialkraftspitzenwerte der Ersten Harmonischen entsprechende Radialkraftschwankungen RKS, welche mit dem Meßwertaufnehmer 1 (Fig. 4) gemessen wurden, dargestellt. Aus der Fig. 3 (A) ist zu ersehen, daß sich die Vektoren der Radialkraftschwankungen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit bzw. von der Drehzahl bei den Meßläufen ändern. Diese Änderung des Betrags und der Winkellage der Vektoren resultiert aus der Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlabhängigkeit der Radialkraftschwankungen, die aus dem Reifenlatschmassendefekt herrühren. Dieser beeinflußt etwa im Quadrat der Winkelgeschwindigkeit ω² die von der Meßwertaufnehmereinrichtung 1 gemessenen Radialkraftschwankungen RKS.

Bei der Durchführung des zweiten Meßlaufs, welcher beispielsweise durch Hochfahren der Drehzahl erreicht werden kann, wird die Drehzahl in Abhängigkeit von der Resonanzdrehzahl des Aufhängungssystems des Fahrzeugs gewählt, an dem die Räder eingesetzt werden sollen. Es kann sich jedoch auch um eine hiervon abweichende Drehzahl, d. h. um eine niedrigere oder höhere Drehzahl handeln. Die beim zweiten Meßlauf gewählte Drehzahl ist mindestens so bemessen, daß ein Einfluß des Reifenlatschmassendefektes in die Messung miteingeht.

Anhand des als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels in Fig. 4 wird die Durchführung des Verfahrens erläutert.

Die von der Meßwertaufnehmereinrichtung 1 im ersten Meßlauf ermittelten Radialkraftschwankungen mit der niedrigen Drehzahl n₁ werden durch entsprechende Einstellung eines Umschalters 9 einer ersten Einrichtung 2 zur Bildung der Ersten Harmonischen 1. HRKSn 1 der ankommenden Radialkraftschwankungen RKS zugeleitet. An den Ausgang der ersten Einrichtung 2 kann ein Register R₁ angeschlossen sein, in welchem der Vektor des Spitzenwertes der Ersten Harmonischen 1. HRKSn 1 für die den Federsteifigkeitsunterschieden zuzuordnenden Radialkraftschwankung gespeichert werden kann. Das Register R₁ kann hierzu analog oder digital ausgebildet sein. Eine Anzeigevorrichtung E₁ kann zur Anzeige des im Register R₁ gespeicherten Ergebnisses am Ausgang des Registers R₁ vorgesehen sein.

Für die Durchführung des zweiten Meßlaufs wird auf die zweite höherliegende Drehzahl n 2 hochgedreht und der Umschalter 9 umgelegt, so daß die von der Meßwertaufnehmereinrichtung 1 gemessene Radialkraftschwankung RKS einer zweiten Einrichtung 3 zur Ermittlung der Ersten Harmonischen 1. HRKSn 2 für die Radialkraftschwankung zugeleitet wird, welche vom Reifenlatschmassendefekt mitbeeinflußt ist. Die zweite Einrichtung 3 kann ebenfalls als Filter ausgebildet sein. An den Ausgang der zweiten Einrichtung 3 kann ebenfalls ein Register R₂ geschaltet sein, in welchem der Vektor des Spitzenwerts der in der zweiten Einrichtung 3 ermittelten Ersten Harmonischen gespeichert wird. An den Ausgang des Registers R₂ kann eine Anzeigevorrichtung E₂ angeschlossen sein zur Anzeige des im Register R₂ gespeicherten Ergebnisses.

Die beiden in den Einrichtungen 2 und 3 für die Ersten Harmonischen errechneten Vektoren werden in einem Vektorrechner 4 einer Differenzbildung unterzogen, bei welcher der Vektor für die Erste Harmonische, welche für die Radialkraftschwankungen bei der niedrigeren Drehzahl ermittelt wurde, von dem Vektor subtrahiert wird, welcher für die Erste Harmonische bei der Messung mit der höheren Drehzahl ermittelt wurde. Im Vektorrechner 4 wird somit die nach der folgenden Formel (1) dargestellte Vektorsubtraktion durchgeführt:

Durch diese Vektorsubtraktion ergibt sich der vektorielle Anteil der allein aus dem Reifenlatschmassendefekt resultierenden Radialkraftschwankung 1. HRKS′ im Hinblick auf den Spitzenwert. In der Fig. 3 (A) sind für die Geschwindigkeiten 20, 50 und 80 km/h die entsprechenden, auf diese Weise rechnerisch ermittelten Vektoren für die Ersten Harmonischen 1. HRKS′ im Vektordiagramm gezeigt.

Der Ausgang der ersten Einrichtung 2 für die Ermittlung der Ersten Harmonischen bei der niedrigeren Meßdrehzahl n 1 bzw. der Ausgang des Registers R₁ ist ferner an einen ersten Eingang eines Vektoraddierers 5 angeschlossen. Die vom Ausgang der ersten Einrichtung 2 bzw. des Registers R₁ kommenden Signale können durch eine erste Multipliziereinrichtung K₁ mit einem Beeinflussungs- bzw. Korrekturfaktor k₁ beaufschlagt sein.

Ein zweiter Eingang des Vektoraddierers 5 ist an den Ausgang des Vektorrechners 4, welcher die Differenzbildung nach der Formel (1) durchführt, angeschlossen. Zwischen den Ausgang des Vektorrechners 4 und den zweiten Eingang des Vektoraddierers 5 kann eine zweite Multipliziereinrichtung K₂ geschaltet sein, welche das Ausgangssignal des Vektorrechners 4, das mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung E₃ angezeigt werden kann, mit einem Faktor k₂ bei der Weiterleitung zum Vektoraddierer 5 beaufschlagt. Zwischen der zweiten Multipliziereinrichtung K₂ und dem zweiten Eingang des Vektoraddierers 5 kann ein weiteres Register R₃ geschaltet sein, in welchem das mit dem Faktor k₂ beaufschlagte Ausgangssignal des Vektorrechners 4 gespeichert wird. Es kann sich auch hier um einen analogen oder digitalen Speicher handeln.

Die Faktoren k₁ und k₂ werden empirisch in Abhängigkeit vom Kraftfahrzeugtyp, bei welchem das gemessene Kraftfahrzeugrad zum Einsatz kommt, ausgewählt. In aller Regel wird der Einfluß- bzw. Korrekturfaktor k₁ für die den Federsteifigkeitsunterschied des Reifens zugeordnete Radialkraftschwankung in der Größenordnung von 1 liegen und der Einfluß- bzw. Korrekturfaktor k₂ für die vom Reifenlatschmassendefekt herrührende Radialkraftschwankung in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, an welchem der gemessene Reifen montiert wird, gewählt werden.

Der Vektoraddierer 5 addiert vektoriell den im Vektorrechner 4 ermittelten vektoriellen Anteil 1. HRKS′ für die Erste Harmonische der aus dem Reifenlatschmassendefekt resultierenden Radialkraftschwankung mit dem Vektor für die Erste Harmonische 1. HRKSn 1 für die aus den Federsteifigkeitsunterschieden des Reifens resultierende Radialkraftschwankung nach der folgenden Formel (2), wobei die beiden Vektoren durch die Einfluß- bzw. Korrekturfaktoren k₁ und k₂ beaufschlagt sind:

Diese vektorielle Addition ist in der Fig. 3 (B) dargestellt. Aus dieser vektoriellen Addition ergibt sich ein Vektor 1. HRKS*, welcher einen optimierten Vektor für die resultierende Reifen-Radialkraftschwankung darstellt, der beim nachfolgenden Matchen gegen die Rundlaufabweichung, insbesondere den Höhenschlag, des Scheibenrades gerichtet wird, wie noch zu erläutern sein wird.

Der Ausgang des Vektoraddierers 5 ist an einen Eingang einer Differenzschaltung 6 angeschlossen, welche eine Phasen- bzw. Winkeldifferenzbildung durchführt. Bei dieser Differenzbildung wird eine Subtraktion zwischen dem Winkel, welchen der Vektor 1. HRKS* des Ausgangssignals des Vektoraddierers 5 besitzt, und einer Referenzphase, welche einen Bezugswinkel, beispielsweise den Referenzwinkel ϕ₀ in den Fig. 1 und 2 angibt, hergestellt. Dieser Referenzwinkel ist in Abhängigkeit von der Lage der Meßwertaufnehmereinrichtung 1 bezüglich dem gemessenen Reifen 7 und dem nicht näher dargestellten Meßwertaufnehmer, welcher zur Ermittlung des Höhenschlags am Scheibenrad dient, gewählt.

Zusätzlich kann eine Anzeigeeinrichtung E₄ vorgesehen sein zur Anzeige des durch das Ausgangssignal des Vektoraddierers 5 dargestellten Vektors 1. HRKS*, insbesondere zur Darstellung des Betrags dieses Vektors. Eine weitere Anzeigeeinrichtung E₅, welche an den Ausgang der Differenzschaltung 6 angeschlossen ist, kann zur Anzeige des Differenzwinkels, der in der Differenzschaltung 6 ermittelt wird, dienen.

Das Ausgangssignal der Differenzschaltung 6, welche die Winkeldifferenz zwischen dem Bezugswinkel und der Winkellage des am Ausgang des Vektoraddierers 5 angegebenen Vektors 1. HRKS* für die resultierende Reifen-Radialkraftschwankung angibt, dient zur Steuerung einer Match-Steuerungseinrichtung 10. Diese steuert das Matchen, d. h. das Verdrehen des Scheibenrades gegenüber dem gemessenen Reifen 7 so, daß der Vektor 1. HRKS* entgegengerichtet ist bzw. einen Winkel von 180° aufweist zur Winkellage des Höhenschlags des Scheibenrades. Als Einrichtung zur Durchführung dieser Verdrehung kann eine herkömmliche Vorrichtung verwendet werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE 23 33 057 B2.

Die Radialkraftschwankungen können auch am montierten Rad gemessen werden. Ferner kann der Betrag des vom Vektoraddierer 5 ermittelten Vektors, der für die resultierende Reifen-Radialkraftschwankung und beim Matchen verwendet wird, zur Klassifizierung des Reifens verwendet werden, wobei dieser Betrag, wie schon erwähnt, durch die Anzeigeeinrichtung E₄ angezeigt werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zur Verbesserung der Laufruhe eines Kraftfahr­ zeugrades, bestehend aus Scheibenrad und darauf aufgezogenem Reifen durch Matchen, bei dem

• - Rundlaufabweichungen des Scheibenrades bestimmt werden,
• - bei niederer Drehzahl eine Radialkraftschwankung des Kraftfahrzeugrades unter Belastung aufgenommen und ein Radialkraftschwankungsvektor bestimmt wird und
• - aufgrund der erhaltenen Meßwerte Reifen und Scheibenrad zur Verringerung der daraus resultierenden Radialkraft­ schwankungen des Rades gegeneinander verdreht werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Radialkraftschwankung des Kraftfahrzeugrades unter Belastung zusätzlich bei einer höheren Drehzahl, bei welcher ein Reifenlatschmassedefekt einen Einfluß aus­ übt, aufgenommen und ein Radialkraftschwankungsvektor bestimmt wird,
• - die beiden bei der niederen und höheren Drehzahl ermittel­ ten Radialkraftschwankungsvektoren vektoriell addiert werden und dann
• - der aus der Vektoraddition resultierende Radialkraft­ schwankungsvektor gegen die Rundlaufabweichung des Scheibenrades gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Reifenlatschmassedefekt resultierende Radial­ kraftschwankungsvektor bei der Resonanzdrehzahl des Rad­ aufhängungssystems des Fahrzeugs, an dem das Rad eingesetzt werden soll, gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Erste Harmonische der Radialkraftschwankungen gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßläufe zur Ermittlung der Radial­ kraftschwankungen mit Hilfe einer Reifengleichförmigkeits- Meßmaschine durchgeführt werden.

5. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zur Ver­ besserung der Laufruhe eines Kraftfahrzeugrades, bestehend aus Scheibenrad und darauf aufgezogenem Reifen durch Matchen, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit

• - einer Meßeinrichtung zur Bestimmung der Rundlaufabweichung des Scheibenrades,
• - einer Meßwertaufnehmereinrichtung für Radialkraft­ schwankungsvektoren unter Belastung des Rades,
• - einer an die Meßwertaufnehmereinrichtung angeschlossenen Auswerteschaltung mit einer ersten Einrichtung zur Erfas­ sung eines bei niederer Drehzahl aus Federsteifigkeits­ unterschieden des Reifens resultierenden Radialkraft­ schwankungsvektors,
• - einer Einrichtung zur Erzeugung eines Referenzphasen­ signals,
• - einer Differenzschaltung zur Bestimmung einer Phasen­ differenz aus der Referenzphase und der Phase des Radial­ kraftschwankungsvektors und mit
• - einer Einrichtung zur Bestimmung des Winkels, um welchen Scheibenrad und Reifen gegeneinander zu verdrehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die an die Meßwertaufnehmereinrichtung (1) angeschlossene Auswerteschaltung (2, 3, 4) zusätzlich eine zweite Einrich­ tung (3) zur Bestimmung eines bei höherer Drehzahl aus dem Reifenlatschmassedefekt resultierenden Radialkraftschwankungs­ vektors und einen Vektorrechner (4) zur Differenzbildung der beiden Radialkraftschwankungsvektoren aufweist,
• - der ersten Einrichtung (2) und dem Vektorrechner (4) ein Vektoraddierer (5) nachgeschaltet ist, wobei zwischen die erste Einrichtung (2) und den Vektoraddierer (5) ein erster Multiplizierer (K1) geschaltet ist, der das Aus­ gangssignal der ersten Einrichtung (2) mit einem Einfluß­ faktor k1 multipliziert, der dem Federsteifigkeits­ unterschied des Reifens zugeordnet ist und zwischen den Vektorrechner (4) und den Vektoraddierer (5) ein zweiter Multiplizierer (K2) geschaltet ist, der das Ausgangssignal des Vektorrechners (4) mit einem Einflußfaktor k2 multipliziert, der dem Reifenlatschmassedefekt zuge­ ordnet ist,
• - an den Ausgang des Vektoraddierers (5) und den Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung des Referenzphasensignals die Differenzschaltung (6) zur Bildung einer Phasen­ differenz aus dem vom Ausgang des Vektoraddierers (5) abgegebenen Phasensignal und dem Referenzphasensignal angeschlossen ist, und daß
• - an den Ausgang der Differenzschaltung (6) eine Einrich­ tung (10) zur Steuerung der Drehung des Reifens gegenüber dem Scheibenrad in Abhängigkeit von der Phasendifferenz angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Einrichtung (2) und (3) Erste-Harmonische- Bildner der gemessenen Radialkraftschwankung sind.