Please visit us on the TireEXPO 2009 in Hamburg!

Sehen wir uns auf der TireEXPO 2009 in Hamburg?

Uniformitymessung

Zusätzlich und gleichzeitig zur Geometriemessung kann das RFP-5 System der SEICHTER GmbH Uniformity-Messungen in einer TU-Maschine (Tire Uniformity Machine) durchführen. Die Uniformitymessung ermittelt die Kräfte, die zwischen dem Reifen und dem Lastrad auftreten. Das Lastrad (Road Wheel) simuliert die Fahrbahn. Diese Kräfte entsprechen somit den tatsächlichen Kräften zwischen Reifen und Straße. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Lateral- und Radialkräften an Reifen.

Alle für die Uniformitymessung notwendigen Parameter werden in den Systemprogrammen, Prüfplänen und Ablaufplänen des RFP-5 Systems verwaltet. Dieses kann somit den gesamten Ablauf der Messungen in einer TU-Maschine steuern. Weiterhin unterstützt das Messsystem die Kalibrierung der Kraftaufnehmer.

Messprinzip Uniformitymessung

Die Kraftaufnehmer (Load Cells) für die Uniformitymessung sind über einen speziellen Messverstärker an den RFP-5 Messcomputer angeschlossen. Für die Lateral- und Radialkraft stehen je 2 Messkanäle zur Verfügung. Jeder Messverstärker erzeugt aus dem Analogsignal der Kraftaufnehmer direkt ein 20 Bit Digitalsignal. Diese hohe Auflösung erübrigt eine sonst übliche analoge Lastabtrennung. Damit ist der komplette Kraftbereich mit höchster Auflösung analysierbar. Die Datenübertragung dieser 4 Rohsignale zum RFP-5 Messcomputer erfolgt über ein Lichtwellenleitersystem der Firma Beckhoff (”Lightbus”). Erst im Rechner werden diese miteinander verknüpft und gefiltert. Das digitale Signal wird zuerst mit 16 Hz gefiltert (Reifendrehzahl: 60 min^-1) und dann zu den Messgrößen verarbeitet. Die Analysen der Uniformity basieren auf 512 Messwerten pro Reifendrehung. Das RFP-5 Datamanagement ist in der Lage auch die Rohsignale darzustellen. Vorteil: Man kann im Rohsignal elektrische und mechanische Störeinflüsse der Maschine erkennen.

Analysen der Uniformitymessung

Lateralkräfte

Abbildung 1: Lastrad - Reifen

Der Reifen übt beim Abrollen auf dem Lastrad Lateralkräfte (Seitenkräfte) aus. Die Analysen der Lateralkräfte benötigen eine reifenbezogene Festlegung der Vorzeichen. Diese setzt voraus, dass die Zuordnung von Reifen zu Lastrad festgelegt ist.
Der Reifen wird mit dem DOT nach oben montiert. Eine in Richtung DOT aufgebrachte Lateralkraft ist negativ.

Die Drehrichtung ist durch Blick auf die DOT-Seite des Reifens definiert (Rechtslauf = cw, Linkslauf = ccw)

Abbildung 2: Lateralkräfte

LSFT

Der Reifen läuft auf dem Lastrad. Nach einer Beruhigungszeit ergibt sich eine Lateralkraft, die sich um einen Mittelwert stabilisiert. Die über eine Reifenumdrehung gemittelte Lateralkraft wird LSFT Lateral Shift genannt. Man unterscheidet zwischen LSFT.cw und LSFT.ccw.

LFPP

Die Bezeichnung für die Lateralkraftschwankung der Uniformitymessung wird LFPP Lateral Force Peak to Peak genannt. LFPP beschreibt die Lateralkraft-Schwankung, die sich um die mittlere Lateralkraft LSFT ausbildet. LFPP ist die Differenz zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Schwankung. Weiterhin ist die Ausgabe der Winkel des Hoch- oder Tiefpunktes der LFPP möglich. Man unterscheidet zwischen LFPP.cw und LFPP.ccw.

LFHx

Für den Verlauf der Lateralkraftschwankung LFPP kann eine FFT-Analyse (Fourier-Transformation) durchgeführt werden. Der ermittelte Betrag der Harmonischen wird LFHx Lateral Force Harmonic x genannt. Das ”x” steht für die 1. bis 10. Harmonische. Für LFH1 Lateral Force Harmonic 1 kann auch der Winkel des Hoch- oder Tiefpunktes ausgegeben werden. Man unterscheidet zwischen LFHx.cw und LFHx.ccw.

CONY

Die Lateralkräfte LSFT des Reifens können sich je nach Drehrichtung unterscheiden (Konuseffekt CONY Conicity). Dieses kann von einem konisch gefertigten Reifen oder von ungleichmäßigen Federkonstanten des Reifens herrühren.

Formel 1: CONY

PLYS

Die Lateralkräfte LSFT des Reifens können sich je nach Drehrichtung unterscheiden. Dies kann von einem konisch gefertigten Reifen oder von ungleichmäßigen Federkonstanten des Reifens herrühren. Die Bezugsrichtung für den Winkeleffekt PLYS Plysteer ist der Rechtslauf. Ein positiver PLYS bedeutet, dass die am rollenden Reifen auf das Lastrad ausgeübte Lateralkraft immer in die Richtung zeigt, in die sich eine rechtsgängige Schraube bewegen würde.

Formel 2: PLYS

Radialkräfte

Abbildung 2: Radialkräfte

LOAD

In einer TU-Maschine wird ein Lastrad an den Reifen geführt. Diese Zuführbewegung wird gestoppt sobald sich die vorgewählte Kraft einstellt. LOAD ist dann die mittlere Radialkraft (Radlast) die sich während des Laufes des Reifens auf dem Lastrad ergibt.

RFPP

Die Bezeichnung für die Radialkraftschwankung der Uniformitymessung wird RFPP Radial Force Peak to Peak genannt. RFPP beschreibt die Radialkraft-Schwankung, die sich um die mittlere Radialkraft LOAD ausbildet. RFPP ist die Differenz zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Schwankung. Für RFPP kann auch der Winkel des Hoch- oder Tiefpunktes ausgegeben werden.

RFHx

Für den Verlauf der Radialkraftschwankung RFPP kann eine FFT-Analyse (Fourier-Transformation) durchgeführt werden. Der ermittelte Betrag der Harmonischen wird RFHx Radial Force Harmonic x genannt. Das ”x” steht für die 1. bis 10. Harmonische. Für RFH1 Radial Force Harmonic 1 kann auch der Winkel des Hoch- oder Tiefpunktes ausgegeben werden.

PEAK

Auf der Basis des Kurvenverlaufes des RFPP über 360° wird die PEAK – Analyse durchgeführt. Der Algorithmus verwendet ein einstellbares Messfenster von 2° bis 40°. Das Ergebnis wird als Betrag des Kraftwertes ausgegeben, der innerhalb des Messfensters ermittelt wird. Weiterhin ist die Ausgabe des Winkels für den Höchstwert des PEAK möglich.

PDEPTH

Penetration Depth = Einsenktiefe. Mittels eines Drehgebers, der den Verfahrweg des Lastrades steuert und misst, kann die Einsenktiefe in mm gemessen werden. Das ist der Weg, den das Lastrad zurücklegt in Richtung Reifenmitte ab Erreichen der Berührschwelle. Die Berührschwelle ist Prüfplan festzulegen. Es ist der Wert der Radialkraft, um "Berührung" des Reifens durch das Lastrad sicher zu erkennen.

Messgenauigkeit Uniformity

Die Messunsicherheit des Messsystems (Kraftaufnehmer / Messverstärker / RFP-5 Messcomputer) ohne die mechanischen Einflüsse der Maschine ist in folgender Tabelle angegeben:

Positionieren, Markieren, Schleifen

Positionierung

Für alle geeigneten Messparameter können die Positionen der Maximalwerte oder ggf. der Minimalwerte ausgegeben werden. Diese Positionen können z.B. zum Eindrehen des Reifens für einen Markierer verwendet werden.

Reifenmarkierung /-Sortierung

Je nach Analyseergebnis können Ausgänge gesetzt werden, um die Reifen ent-sprechend ihrer Güte zu markieren oder zu sortieren.

Schleifen