Statische und dynamische Unwucht, stationäres Auswuchten, Matchen, Laufruhen-Optimieren, Finishbalancen...; Begriffe, die dem Reifenservice- Alltag

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1 Statische und dynamische, stationäres Auswuchten, Matchen, Laufruhen-Optimieren, Finishbalancen...; Begriffe, die dem Reifenservice- Alltag angehören und dennoch oft nicht erklärt werden können. Deshalb haben wir uns zum Ziel gesetzt, diese Begriffe zu verdeutlichen und unter Verzicht auf technische Details Grundlagen der Auswuchttechnik zu vermitteln.

2 Inhalt Seite 1. Statische / dynamische 2 2. Mögliche Ursachen 5 für Laufunruhe 3. Beseitigung von Laufunruhe 6 4. Testaufgabe zur Laufruhenoptimierung 9 5. (Mobiles) Auswuchten am Fahrzeug 11 Zunächst werden wir den Begriff untersuchen und den Unterschied zwischen statischer und dynamischer herausarbeiten Dann werden wir die Frage aufgreifen, welche Faktoren des Kfz-Rades die Laufunruhe beim Fahren beeinträchtigen können. Anschließend zeigen wir Ihnen die Möglichkeiten zur Beseitigung von Laufunruhe: Beginnend mit dem stationären Auswuchten werden wir Sie über das Matchen zum patentierten HOFMANN Laufunruhen-Optimieren führen. Sie können dann selbst anhand einer kleinen Testaufgabe überprüfen, ob Sie das Verfahren der Laufruhen- Optimierung richtig verstanden haben. Anschließend werden wir darstellen, warum trotz stationärem Auswuchten und Laufruhen-Optimieren das finishbalancen (Auswuchten am Fahrzeug) eine absolut erforderliche Maßnahme für ungestörten Fahrkomfort ist. 1. Statische / dynamische Wer kennt das nicht: flatterndes Lenkrad, Vibrationen im Innenraum... Die Hauptursache für diese Vibrationen des Fahrzeugs liegt im Aufbau sowie im ungünstigen Zusammenspiel von Reifen und Felgen aller vier Räder. Bevor wir untersuchen welche möglichen Ursachen diese Vibrationen haben... 2

3 Bild 1...beginnen wir mit der Frage: Was verstehen wir eigentlich unter einer? Felge Bild 2 Reifen en sind herstellungsbedingte schwere Stellen im Aufbau von Reifen und Felge. Bild 1 Diese schweren Stellen (man spricht auch von ungleicher Massenverteilung ) sorgen, wenn sie nicht ausgewuchtet werden, beim Fahren dafür, dass das Rad und damit auch die Lenkung vibriert. Grundsätzlich unterscheiden wir zwei verschiedene arten: 1. statische Uwucht 2. dynamische Statische Am Beispiel des Reifens läßt sich der Unterschied einfach erklären: Eine statische ist dann vorhanden, wenn der Reifen eine schwere Stelle hat. Bild 2 Würde man ein solche Rad auspendeln, kommt diese schwere Stelle immer unten zur Ruhe. Dieser Fehler läßt sich also ermitteln, ohne dass das Rad läuft. Bild 3 Anders sieht das bei einer dynamischen aus: Man spricht von eine dynamischen, wenn der Reifen zwei schwere Stellen hat, die sich diagonal gegenüberliegen. Bild 3 Wenn beide schwere Stellen gleich groß sind, heben sie sich in Ruhe gegenseitig auf. Dynamische Bild 4 a) b) c) Aber: Was glauben Sie, zu welchen Bewegungen neigt diese Rad, wenn es in Schwung gebracht wird: Bild 4 a) Das Rad springt? b) Das Rad taumelt? c) Das Rad läuft rund? 3

4 a) b) c) zu a): Zum Springen neigt ein Rad, wenn es eine statische hat. Eine dynamische erzeugt eine taumelnde Bewegung des Rades. (b ist richtig) zu b): Sie haben richtig getippt! Ein Rad mit einer dynamischen neigt zum Taumeln, wenn es in Bewegung gebracht wird. zu c): Da sich die beiden schwren Stellen diagonal gegenüberliegen, kann das Rad nicht rund laufen. Ein Rad mit einer dynamischen neigt in der Bewegung zum Taumeln! (b ist richtig) Bild 5 Bild 6 Wichtig: Eine dynamische läßt sich nur dann erkennen, wenn das Rad in Bewegung gebracht wird. Je breiter ein Reifen ist, desto mehr bewirkt eine dynamische, daß das Rad beim Fahren taumelt. Bild 5+6 Standardreifen Breitreifen Bild 7 Ebenentrennung Ausgleichsgewicht 20g 40g Bild 8 25g dynamische 25g 4 20g 30g 30g In diesem Zusammenhang wollen wir noch die Frage untersuchen: Wie und wo kann eine statische oder dynamische beseitigt werden? Wichtig zum Verständnis: Eine moderne Radauswuchtmaschine teilt das Rad in zwei Hälften (Ebenen genannt) Bild 7 Hat das Rad eine statische (eine schwere Stelle, z.b. 40g), wird ein Ausgleich dadurch erreicht, indem auf der gegenüberliegenden Radseite links und rechts je ein 20g Ausgleichsgewicht angebracht wird. Bild 7 Hat das Rad eine dynamische (zwei schwere Stellen, die sich diagonal gegenüberliegen), kommt die sog. Ebenentrennung zum Tragen: Jede Radebene (Radhälfte) wird für sich betrachtet; ein dynamischer anteil läßt sich nur auf der gleichen Radseite ausgleichen (sonst erneute ). In unserem Beispiel werden deshalb die 25g der linken Radhälfte mit einem 25g Gewicht auf der gleichen Radhälfte (gegenüberliegend) ausgeglichen. Ebenso auf der anderen Radhälfte (30g). Bild 8

5 Bild 9 2. Ursachen für Laufunruhe Felgen und Reifen haben in ihrem Aufbau verschiedene Faktoren, die Laufunruhe verursachen können: 1. Möglichkeit: schwere Stelle Die Felge hat eine schwere Stelle, d.h., die beim Fahren Laufunruhe erzeugt. Bild 9 Nach dem Auswuchten des Rades ist die Laufunruhe der Felge restlos beseitigt. Bild 10 Felgen- Ei 2. Möglichkeit: Die Felge hat einen herstellerbedingten zulässigen Formfehler (Felgen- Ei ). Bild 10 Dadurch entstehende Laufunruhe bleibt trotz Auswuchtens des Rades weiterhin bemerkbar (ausgewuchtetes Ei ). Bild Möglichkeit: Der Reifen hat eine schwere Stelle () Bild 11 Nach dem Auswuchten des Rades ist die entstandene Laufunruhe des Reifens restlos beseitigt. Bild 12 schwere Stelle () weiche Stelle 4. Möglichkeit: Der Reifen hat in seinem inneren Aufbau weiche und harte Stellen und dadurch beim Fahren ungleichmäßige Einfederungen. Bild 12 Trotz korrektem Auswuchtens dieses Rades bleibt weiterhin Laufunruhe beim Fahren bemerkbar. harte Stelle 5

6 3. Beseitigung von Laufunruhe Welche Verfahren zur Beseitigung von Laufunruhe des Fahrzeuges gibt es? Bild 13 Schwere Reifenstelle () Ausgleichsgewicht Schwere Felgenstelle () 1. Auswuchten Die en von Reifen und Felge werden beim Messlauf ermittelt und mit Ausgleichsgewichten beseitigt. Bild 13 Aber: Laufunruhe beim Fahren durch Formfehler der Felge und ungleichmäßige Einfederung des Reifens ist nach wie vor möglich. Bild 14 Felge Kleines Ausgleichsgewicht 2. Matchen Bei diesem Werkstatt-Verfahren wird der Reifen so weit auf der Felge verdreht, bis sich die en von Reifen und Felge gegenüberliegen (und damit teilweise aufheben) Bild 14 Die so erreichte kleinere Restunwucht wird anschließend mit Ausgleichsgewichten beseitigt. Reifen Aber: Wenn die Lage der Felgenunwucht nicht mit dem Formfehler der Felge zusammenfällt (bei LM-Felgen häufig der Fall), ist auch hier weitere Laufunruhe möglich. 6

7 Bild 15 Formfehler der Felge, Felgen- Ei 3. HOFMANN Laufruhen-Optimierung Ein wichtiges Ziel dieses Verfahrens ist es, den Formfehler der Felge, genauer die höchste Stelle der Felge, zu ermitteln. Bild 15 Warum dazu drei Messläufe notwendig sind, erfahren Sie auf der nächsten Seite. Bild 16 weiche Stelle Wie kann der ermittelte Formfehler der Felge ausgeglichen werden? Ein Formfehler der Felge lässt sich nur durch eine ungleichmäßige Einfederung des Reifens (harte Stelle; Fachausdruck Radialkraftschwankungen) ausgleichen! Bild 16 harte Stelle Bild 17 schwere Stelle Da diese harte Stellen des Reifens exakt nur mit teuren Industriemaschinen (z.b.reifen- Gleichförmigkeitsmessmaschinen) ermittelt werden können, richtet sich HOFMANN hier nach dem Gesetz der Wahrscheinlichkeit: Dort, wo der Reifen seine harte Stelle hat, ist in den meisten Fällen auch seine schwere Stelle. Bild 17 Bild 18 höchste Stelle der Felge Bei der Laufruhen-Optimierung wird diese harte Stelle des Reifens der höchsten Stelle der Felge gegenübergesetzt. Bild 18 Die Restunwuchten von Reifen und Felge werden anschließend durch Ausgleichsgewichte beseitigt. schwere, harte Stelle des Reifens 7

8 Bild Messlauf Bild Messlauf Bild 21 Felge korrekter Felgenmittelpunkt tatsächliches Zentrierloch Formfehler der Felge Reifen Was passiert bei den einzelnen Messläufen? Wichtig: Die Felge hat vor jedem Messlauf die gleiche Stellung (z.b. Ventil jeweils auf Uhr Position). Beim 1. Messlauf wird die leere, unbereifte Felge gemessen und die ermittelte elektronisch beseitigt (wird nach dem letztem Messlauf wieder hinzugerechnet). Übrig bleibt also nach dem 1. Messlauf der noch unbekannte Formfehler der Felge. Bild 19 Um die Größe und Lage des Formfehlers festzustellen, sind zwei Messläufe notwendig. 2. Messlauf Dazu wird ein Reifen auf die Felge aufgezogen und das komplette Rad gemessen. Der ermittelte Wert setzt sich dabei aus der des Reifens und dem Formfehler der Felge zusammen. Bild 20 Um den Formfehler der Felge, d.h. seine höchste Stelle, exakt zu ermitteln, muß vor dem 3. Messlauf der Reifen um 180 auf der Felge gedreht werden. Bild 21 Reifen 3. Messlauf (versteckte) harte, schwere Reifenstelle der Felge Laufruhen-Optimierung 8 Bild 22 höchste Stelle der Felge Mit Hilfe der Differenz der Messwerte kann die Maschine (nach dem 3. Messlauf) den Formfehler der Felge erkennen und die optimale Zuordnung von Reifen und Felge anzeigen: Dabei wird also der höchsten Felgenstelle die des Reifens da meist auch harte Stelle gegenübergesetzt. Bild 22 Beim abschließenden Messlauf wird die elektronisch beseitigte der Felge rückgängig gemacht und zusammen mit der Restunwucht des Reifens angezeigt. Bild 22

9 A Fassen wir zusammen: Die patentierte HOFMANN Laufruhen- Optimierung ermittelt nicht nur die von Reifen und Felge, sondern auch die herstellungsbedingten Formfehler der Felge. Dieser Formfehler der Felge wird dadurch ausgeglichen, dass der höchsten Stelle der Felge die des Reifens (da sich dort auch meist die harte Stelle befindet) gegenübergesetzt wird. B C Mit dem Verfahren der Laufruhen- Optimierung bietet HOFMANN ein mit Werkstattmitteln erreichbares Optimum an Laufruhe und ist in der Lage, auch sensible Kunden hinsichtlich des Fahrkomforts zufrieden zu stellen. Glauben Sie, dass Sie das Grundkonzept der HOFMANN Laufruhen-Optimierung richtig verstanden zu haben? Testen Sie sich selbst! 4. Testaufgaben zur HOFMANN Laufruhen-Optimierung Welches der angegebenen vier Beispiele (A-D) zeigt eine durchgeführte Laufruhen-Optimierung? korrekter Felgenmittelpunkt tatsächliches Zentrierloch Schwere Stelle () D harte Stelle weiche Stelle Formfehler der Felge (höchste Stelle) Auflösung siehe Rückseite! 9

10 A harte, schwere Reifenstelle höchste Stelle der Felge A: Entweder haben Sie das Bild nicht genau betrachtet oder das Verfahren der Laufruhen-Optimierung noch nicht richtig verstanden. Die höchste Stelle der Felge (Formfehler) befindet sich im Bild A nicht gegenüber der schweren/harten Stelle des Reifens (B ist richtig). B höchste Felgenstelle B: Wir gratulieren Ihnen: Sie haben das Verfahren der Laufruhen-Optimierung verstanden. Nur in diesem Beispiel ist dem Formfehler der Felge (höchste Stelle) die schwere, harte Stelle des Reifens gegenübergesetzt. Die Lage der Felgenunwucht spielt bei der Laufruhen-Optimierung keine Rolle (weil problemlos auszuwuchten). harte, schwere Reifenstelle C höchste Felgenstelle C: Sie haben vielleicht nur einen Flüchtigkeitsfehler begangen. Wenn Sie das Bild genau betrachten, liegen der Formfehler der Felge (höchste Felgenstelle) und die schwere, harte Stelle des Reifens zusammen; sie müssen aber entgegengesetzt angeordnet werden. B ist richtig. harte, schwere Reifenstelle D höchste Felgenstelle 10 Reifen Felge D: Durch gegenübersetzen der von Reifen und Felge (Matchen) wird eine geringere Restunwucht erreicht. Der Formfehler der Felge erzeugt aber, da er nicht ausgeglichen wird, beim Fahren weiterhin Laufunruhe. B zeigt die durchgeführte Laufruhen- Optimierung.

11 Bild 23 Bild (Mobiles) Auswuchten am Fahrzeug In diesem letzten Kapitel wollen wir die Frage untersuchen, warum der finishbalancer (Auswuchten am Fahrzeug) trotz stationärem Auswuchtens und Laufruhen-Optimierung eine absolute Notwendigkeit für die Laufruhe jedes Fahrzeugs darstellt. Der grundlegende Unterschied: Sowohl beim stationären Auswuchten als auch beim HOFMANN Laufruhen- Optimieren wird lediglich das Rad hinsichtlich seiner Laufruhe optimiert. Bild 23 Der finishbalancer aber betrachtet Räder und Fahrzeug als eine Einheit. Bild 24 Auch ein absolut laufruhiges Rad hat nach der Montage am Fahrzeug in den meisten Fällen erneut eine. Die Ursache liegt darin begründet, daß das Fahrzeug selbst Fertigungstoleranzen aufweist: Fertigungstoleranzen der Fahrzeugnabe Restunwucht der Nabe en in der Bremstrommel bzw. Bremsscheibe Der finishbalancer von HOFMANN ermittelt die Auswirkungen dieser Fertigungstoleranzen des Fahrzeugs, die sich auf das Rad übertragen und erneute en hervorrufen können. Bild 25 Mit dem Verfahren der Drehzahldifferenz erreicht HOFMANN, daß auch bei angetriebenen Rädern jedes Rad für sich betrachtet wird und kein Einfluss des gegenüberliegenden Rades ermöglicht wird. Bild 25 Wenn Sie mehr über dieses Messverfahren erfahren möchten, verweisen wir Sie auf die gesonderte Produktinformation Feinauswuchten mit Drehzahldifferenz. 11

12 Innovation ist unser Geschäft Wuchten Montieren Heben Prüfen Messen Training Ihr Hofmann-Fachhändler Snap-on Equipment GmbH Geschäftsbereich Hofmann Werkstatt-Technik PF 1202 D Pfungstadt Service Printed in Germany Technische Änderungen vorbehalten DIN Zertifizierung nach EN Qualität zählt ISO