DE2058872A1

DE2058872A1 - Einrichtung zum Messen der statischen Unwucht von Kraftfahrzeugraedern am Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2058872A1
Application number: DE19702058872
Authority: DE
Inventors: Eickhart Goebel
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1970-11-30
Publication date: 1972-06-22
Also published as: ES388729A1; GB1301432A; FR2115779A5; JPS53100284U; DE7044214U

Description

P£isntsnwa!t Dipi.-Phys. Gerhard LiGdI 81!ϋπώδη£2 St;nsc!:rfstr. 21-22 TeLi: I-, J2

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Gebr. Hofmann KG, Maschinenfabrik, 61 Darmstadt, Postfach 4150

Einrichtung zum Messen der statischen Unwucht von Kraftfahrzeugrädern am Kraftfahrzeug.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der statischen Unwucht von Kraftfahrzeugrädern am Kraftfahrzeug, bei der ein mit einer Kraftmeßdose versehener und auf dem Erdboden abgestützter Bock vorgesehen ist, auf den die Kraftfahrzeugachse, insbesondere in der Nähe des Radlagers des zu messenden Kraftfahrzeugrades, für die Messung absenkbar ist und bei der die von der als elektro-i-nechanischer Wandler ausgebildeten Kraftmeßdose abgegebene Spannung zur Bestimmung der statischen Unwucht nach Größe und Winkellage

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dient, wobei gegebenenfalls für die Bestimmung der Winkellage ein Stroboskop vorgesehen ist, dessen Steuerung durch die vom Wandler abgegebene Spannung erfolgt.

Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen das Auswuchten von Kraitiahrzeugrädern am Kraftfahrzeug dadurch erfolgt, daß man das Radlager des auszuwuchtenden Rades auf einem federnden UnterstellDock lagert und sodann durch Reibungsschluß mittels eines Elektromotors antreibt. Am federnden Teil des Unterstellbockes werden sodann die von der statischen Unwucht hervorgerufenen Schwingungen durch einen elektro-mechanischen Wandler abgetastet und hierin in elektrische Spannungen umgewandelt. Diese elektrischen Spannungen werden unter Verstärkung an einem Meßinstrument angezeigt. Die verstärkte Wechselspannung wird außerdem von einem Trigger in Rechteckspannungen umgewandelt und nachfolgend differenziert, so daß ein Elektronenblitz-Stroboskop gesteuert wird, weiches das Rad während der Rotation stillstehend erscheinen läßt. Aus der stillstehend erscheinenden Winkellage kann jedoch nicht direkt auf die Winkellage der Unwucht geschlossen werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß derartige bekannte Einrichtungen meist überkritisch arbeiten, d.h. die Meßdrehzahl wird höher gewählt als die Resonanzfrequenz, welche sich aus der Feder des Unterstellbockes und der Wagenmasse ergibt. Die Resonanzfrequenz hängt somit von der Wagenmasse ab und die Resonanzüberhöhung, d.h. die Dämpfung ist sehr von der Beschaffenheit der Stoßdämpfer abhängig. Durch die Dämpfung entstehen Fehler in der Winkelanzeige, so daß mehrere Meßläufe erforderlich werden und der Zeitaufwand für das Auswuchten eines Rades sehr hoch ist. Um die genannten Winkelfehler zu erkennen, wendet man häufig zwei Meßläufe mit entgegengesetzten Drehrichtungen an. Aus der gemessenen Winkeldifferenz zwischen den beiden Meßläufen kann der tat-

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sächliche Unwuchtwinkel ermittelt werden. Diese Maßnahme ist jedoch nur dann durchführbar, wenn das Rad durch einen gesonderten fremden Motor angetrieben wird. Bei der Auswuchtung der Hinterräder eines Kraftfahrzeuges kann diese Maßnahme jedoch nicht in Anwendung kommen, da hierbei der Antrieb durch den fahrzeugeigenen Motor erfolgt und somit nur eine Drehrichtung möglich ist.

Es sind ferner Einrichtungen bekannt, bei welchen das Radlager auf einem als starre Kraftmeßdose ausgebildeten elektro- me chanischen Wandler gelagert wird, welcher die durch die statische Unwucht des Rades erzeugte Kraft in eine elektrische Spannung umwandelt. "

Die vom Wandler abgegebene Spannung wächst quadratisch mit der Drehzahl an und die Phasenlage der Spannung entspricht der Phasenlage des Unwuchtvektors. Zum Ermitteln der Winkellage der Unwucht ist ein Stroboskop vorgesehen, das durch die von der Kraftmeßdose abgegebene Spannung gesteuert wird, die hierbei zuvor über einen Integrator geführt wird. Verwendet man die integrierte Meßspannung auch zum Anzeigen der Größe der Unwucht, so ergibt sich der Nachteil, daß die Anzeige sehr von der Drehzahl abhängig ist. Um dies zu vermeiden, schaltet man deshalb noch einen zweiten Integrator vor das Meßinstrument, welches die Unwuchtgröße anzeigt. Die doppelte Integration des Meßwertes hat jedoch den Nachteil, daß sehr tiefe I Frequenzen, beispielsweise durch die Resonanz der Kraftfahrzeugfederung störend in das Meßergebnis eingehen. Es eitsteht bei leichten Bewegungen des Wagens eine unruhige Anzeige. Ferner besteht der Nachteil, daß ein sicherer Stand der Unwuchtmeßeinrichtung während der Messung nicht gewährleistet ist. Der mit der Kraftmeßdose versehene Bock^ auf dem die Kraftfahrzeugachse während der Messung gelagert ist, ist nämlich nicht in der Lage Qieiveracbiäxzgai af zunehmen, die LoimAbsenken der Kraftfahrzeugachse auf den Bock

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auftreten. Der Bock kann somit nicht der seitlichen Verschiebung der Kraftfahrzeugachse folgen, die sich beimAbsenlen für die Unwuchtmessung ergibt.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, eine Unwuchtmeßeinrichtung die nach der letztgenannten kraftmessenden Methode arbeitet, dahingehend zu verbessern, daß während der Unwuchtmessung ein sicherer Stand der Kraftfahrzeugachse und der Unwuchtmeßeinrichtung gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Bock als Ganzes oder zum Teil in Richtung der Kraftfahrzeugachse; verschiebbar ist. Dadurch, daß erfindungsgemäß der Bock als Ganzes oder zum Teil in Richtung der Kraftfahrzeugachse, deren Rad bezüglich der Unwucht gemessen werden soll, verschiebbar ist, wird mit Sicherheit jegliche Beeinträchtigung der Standsicherheit der Unwuchtmeßvorrichtung bzw. des Bockes während der Unwuchtmessung vermieden. Durch die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit wird nämlich ein Kippen des Bockes bzw. der Unwuchtmeßvorrichtung während des Absenkens der Vorder- oder Hinterachse vermieden. Beim Absenken des zuvor vom Boden mittels eines Wagenhebers freigehobenen Rades ändert sich nämlich die Spur. Um trotz dieser Spuränderung ein Kippen,zu vermeiden Dzw. eine ausreichende Standsicherheit zu gewährleisten, ist die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit vorgesehen. In Sonderfällen kann der obere gegen die Kraftfahrzeugachse anliegende Teil des Bockes mit Rollen, Kugeln oder dergleichen versehen sein, auf denen beim Absenken sodann die Fahrzeugachse abrollt. In diesem Fall ist der Bock unvei-3chieblich ausgebildet. Voraussetzung für diese Variante ist jedoch, daß die Kraftfahrzeugachse eine solche konstruktive Ausbildung aufweist, daß ein Abrollen möglich ist, wie dies z.B. bei als Pendelachsen ausgebildeten Hinterachsen, die ein Achsrohr aufweisen, der Fall ist.

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Der elektronische Teil der erfindungsgemäßen Unwuchtmeßeinricfttung ist bevorzugt entsprechend der älteren Anmeldung P 20 55 493.2 des gleichen Anmelders ausgebildet. Im Bedarfsfall können von dieser elektronischen. Anordnung jedoch auch Abwandlungen erfolgen. Insbesondere besteht die Möglichkeit zur Bestimmung der Winkellage nicht ein Stroboskop, sondern .eine beliebige andere bekannte Einrichtung zu verwenden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bock eine auf dem Boden abgestützte Grundplatte auf, auf der die Kraftmeßdose |

unmittelbar oder mittelbar abgestützt ist, wobei sich auf der Kraftmeßdose ein Auflager für die Kraftfahrzeugachse mittelbar oder unmittelbar abstützt. Das Auflager ist im Regelfall als Prismenauflager ausgebildet» Im Bedarfsfall kann es jedoch aus zwei einander gegenüberliegenden Rollen bestehen, wenn von der vorgenannten Variante Gebrauch gemacht wird, wo die Rollen benutzt werden, um ein Abrollen der Kraftfahrzeugachse beim Absenken auf. die Unwucht meßvorrichtung zu ermöglichen. In diesem Fall ist, wie schon erwähnt, der Bock als Ganzes unverschiebbar in Richtung der Kraftfabrzeugachse ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stützt sich die Grundplatte durch mehrere Rollen, Walzen o.dgl. auf dem Erdboden aö, deren Drehachsen während der Messung senkrecht zur Kraftfahrzeugachse liegen. .

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform stützt sich die Grundplatte durch mehrere starre Füße auf dem Erdboden ab, wobei das Auflager und die Kraftmeßdose in Richtung der Kraftfahrzeugachse beweglich auf der Grundplatte angeordnet sind. Für die

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bewegliche Anordnung können hierbei eine oder mehrere Federn oder Gelenke vorgesehen sein. Bei der Gelenkausführungsform ist noch ein weiteres Gelenk vorgesehen, welches zwischen dem Auflager 1 und der Kraftmeßdose angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele ersichtlich, die in der Zeichnung dargestellt sind. Hierin zeigea·

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Räder- bzw. Achsstellung bei auf dem Erdboden sich abstützenden Rädern;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Rad- bzw. Achsstellung bei durch einen Wagenheber angehobenem Fahrzeug;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unwuchtmeßeinrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unwuchtmeßeinrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unwuchtmeßvorrichtung;

Fig. 6 die Ausführungsformen gemäß Fig. 3 bis 5 im unterhalb des Kraftfahrzeuges angebrachten Zustand.

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In Figur 1 ist schematisch die Stellung der Räder in dem Zustand gezeigt, wo sie sich auf dem Erdboden abstützen. Der Abstand der beiden einander gegenüberliegenden Räder beträgt hierbei a. Wenn nun, wie in Figur 2 dargestellt, das Kraftfahrzeug bzw.

seine Vorder-' und/oder "Hinterachse vom Erdooden mittels eines Wagenhebers 17 vollständig abgehoben wird, so nehmen die Räder die in Figur 2 gezeigte Schräglage ein, bei der die beiden Achshälften der Vorder- bzw. Hinterachse ebenfalls die gezeigte Schrägstellung haben. Bei der in Figur 2 dargestellten Schrägstellung, die auf die Wirkung der nur schematisch dargestellten Kraftfahrzeugfedern und das Eigengewicht der Räder und der Achshälften zurückzuführen ist, verkürzt sich der Abstand a gemäß Figur 1 zu dem Abstand a* in Figur 2. Wenn zwei gleich lange Querträger jeweils für die beiden Räder benutzt werden, so ergibt sich zwar keine Schrägstellung derselben, gleichwohl aber auch in diesem Fall eine Verkürzung des Abstandes der beiden Räder. Bei dieser Verkürzung wandert ein Punkt 18 auf einem Kreisbogen nach unten, und zwar so weit bis der Querträger bzw. die Achshälfte gegen einen konstruktiv vorgesehenen Anschlag anliegt.

Wenn nun die Kraftfahrzeugachse aus der in Figur 2 dargestellten Lage auf eine in der Zwischenzeit unter das Radlager des auszuwuchtenden Rades gestellte Unwuchtmeßeinrichtung abgesenkt wird, so verschwenkt das Radlager nach außen. Um zu vermeiden, daß hierbei die Unwuchtmeßvorrichtung kippt, was eine Beeinträchtigung der Standsicherheit und der sicheren Auflage des Rädlagers auf der Unwuchtmeßvorrichtung zur Folge hätte, ist erfindungsgemäß die Unwuchtmeßeinrichtung als Ganzes oder zum Teil in Richtung der Fahrzeugachse verschiebbar. Drei verschiedene Beispiele für diese Verschiebbarkeit sind nachstehend im einzelnen beschrieben und anhand der Zeichnung erläutert.

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Wie dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zu entnehmen, ist zur Aufnahme der Fuhrzeugachse in der Nähe des Radlagers ein höhenverstellbares Auflageprisir.a 1 vorgesehen, welches auf einem Mittelstück 3 angeordnet ist. Mit dem Mittelstück 3 ist eine Kraftmeßdose 5 verbunden, die sich auf einer Grundplatte 4 abstützt. Das Mittelstück 3 ist mit Hilfe von zwei parallelen Blattfedern 2, die nach Art einer Parallellenkerführung ausgebildet sind, mit einem vertikalen Träger verbunden, der seinerseits mit der Grundplatte 4 in beliebiger Weise fest verbunden ist. Aufgrund der parallellenkerartigen Blattfedern 2 ist somit gewährleistet, daß während der Unwuchtmessung der Kraftfluß der Unwuchtkräfte ungestört auf die Kraftmeßdose 5 einwirkt, die bei Belastung kraftschlüssig mit der Grundplatte 4 verbunden ist.

Die Verschiebung des gesamten Bockes beim Absenken des Radlagers ist durch drei Rollen 6 gewährleistet, durch die die Grundplatte auf dem Erdboden abgestützt ist. Die Drehachsen der Rollen 6 liegen quer zur Kraftfahrzeugachse, deren Rad ausgewuchtet werden soll. Der gesamte Bock ist somit in Richtung der Kraftfahrzeugachse verschiebbar, d.h. quer zur Fahrzeuglängsachse.

Um das Unterschieben des Bockes unter das Radlager zu vereinfachen, ist ein Hebel 7 vorgesehen.

Die von der als elektro-mechanischer Wandler ausgebildeten Kraftmeßdose 5 abgegebenen Impulse werden durch ein Verbindungskabel 8 an eine nicht dargestellte elektronische Einrichtung zur Meßwertverarbeitung und -anzeige weitergeleitet. Diese elektronische Einrichtung ist bevorzugt entsprechend der vorgenannten älteren Anmeldung P 20 55 493.. 2 des gleichen Anmelders ausgebildet und deshalb an dieser Stelle nicht nochmals beschrieben.

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Das Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 4 ist ähnlich dem gemäß Figur 3, weshalb nachstehend nur die Abweichungen von der Darstellung gemäß Figur 3 beschrieben sind. Im übrigen sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist die Grundplatte 4 auf dem Erdboden nicht mit Hilfe von Rollen, Walzen od. dgl. sondern durch feststehende starre Füße 10 abgestützt. Um die Verschiebbarkeit in Kraftfahrzeugachsrichtung zu gewährleisten, sind , zwei in etwa vertikal angeordnete Federelemente 9 vorgesehen, mit welchen die beiden parallellenkerähnlichen Blattfedern 2 fest verbunden sind. An Stelle der beiden Federelemente 9 könnten auch zwei entsprechende in der Vertikalebene verschwenkbare Hebel vorgesehen sein. Beim Auftreten der seitlichen Verschiebung knicken die seitlichen Federelemente 9 ab und gewährleisten somit eine sichere Auflage.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 stützt sich zweckmäßigerweise das Mittelstück 3 über die Kraftmeßdose 5 auf der Grundplatte 4 mittels einer beweglich angeordneten, nicht dargestellten , Kugel ab. Diese Kugel ermöglicht das seitliche Verschieben des Mittelstückes 3 ohne daß ein Verkanten des Mittelstückes 3 auftritt und die Kraftwirkung bei der Messung unterbrochen wird. Es ist somit gewährleistet, daß die bei. der Unwuchtmessung auftretenden Kräfte unverfälscht von der Kraftmeßdose 5 aufgenommen werden, so daß ein genaues Meßergebnis erzielt werden kann.

Audi bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind, soweit die gleichen Teile vorhanden sind, dieselben Bezugszeichen verwendet. 3ur Gewährleistung der seitlichen Verschiebbarkeit des

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Unterstellbockes sind zwei Gelenke 14 und 20 vorgesehen. Durch das Gelenk 14 ist ein mit der Kraftmeßdose 5 fest verbundenes Befestigungsteil mit der Grundplatte 4 gelenkig und verschwenken verbunden. Mit dem Gelenk 20 ist das Prismenauflager 1 gelenkig mit dem Mittelstück 3 verbunden. Das Mktelstück 3 mit der hiermit fest verbundenen Kraftmeßdose 5 ist somit beim Absenken in Richtung der Kraftfahrzeugachse verschiebbar. Beim Absenken wird der Unterstellbock so lange mit der Hand festgehalten, bis das Radlager das Auflageprisma 1 berührt. Ein Umfallen der Unwuchtmeßvorrichtung bzw. des Unterstellbockes wird durch die zwischen dem Auflageprisma 1 und der Kraftfahrzeugachse bestehende Reibung verhindert. Bezeichnet man den Winkel, den die Längsachse der Ünwuchtmeßvorrichtung in Figur 8 mit der Vertikalen einschließt, mit α , so ist ein stabiler Bereich gegeben, wenn folgende Beziehung gilt: tg α<, μ . Mit μ ist hierbei der Reibungskoeffizient zwischen dem Prismenauflager 1 und der Kraftfahrzeugachse bezeichnet. Solange der Neigungswinkel α während der Unwuchtmessung der vorgenannten Bedingung genügt, sind keinerlei zusätzliche Stützelemente erforderlich,um ein Umfallen der Anordnung nach rechts in Figur 8 während der Messung zu verhindern.

Die Lage, die die Aueführungsbeispiele gemäß Figur 3 und 4 während der Messung, d.h. unterhalb der Kraftfahrzeugachse einnehmen, ist jeweils in Figur 6 und 7 dargestellt, wobei ergänzend darauf hinzuweisen ist, daß ein Umkippen und Umfallen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 durch die Rückstellkraft der seitlich ausgebogenen Federelemente 9 verhindert wird. Dies ist mit gestrichelten Linien in Figur 7 angedeutet. In Figur 6 ist ebenfalls mit gestrichelten Lin:an angedeutet, wie sich der gesamte Unterstellbock beim Absenken in Richtung des eingezeichneten Pfeiles verschiebt.

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Wie auch schon im Rahmen der vorgenannten älteren Anmeldung P 20 55 493.2 des gleichen Anmelders beschrieben, kann die Erfindung dazu benutzt werden, zwei gegenüberliegende Räder einer Kraftfahrzeugachse gleichzeitig auszuwuchten, wobei naturgemäß zwei Unterstellböcke gleichzeitig in Anwendung kommen. Die auszuwuchtenden Räder können hierbei durch Reibungsschluß oder durch den Kraftfahrzeugmotor angetrieben werden.

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Claims

P at entanspril ehe

IJ Einrichtung zum Messen der statischen Unwucht von Kraftfahrzeugrädern am Kraftfahrzeug, bei der ein mit einer Kraftmeßdose versehener und auf dem Erdboden abgestützter Bock vorgesehen ist, auf den die Kraftfahrzeugachse, insbesondere in der Nähe des Radlagers des zu messenden Kraftfahrzeugrades, für die Messung absenkbar ist und bei der die von der als elektro-mechanischer Wandler ausgebildeten Kraftmeßdose abgegebene Spannung zur Bestimmung der statischen Unwucht nach Größe und Winkellage dient, wobei gegebenenfalls für die Bestimmung der Winkellage ein Stroboskop vorgesehen ist, dessen Steuerung durch die vom Wandler abgegebene Spannung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bock als Ganzes oder zum Teil in Richtung der Kraftfahrzeugachse verschiebbar ist.
2. Emrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bock eine auf dem Boden abgestützte Grundplatte (4) aufweist,

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auf der die Kraftmeßdose/unmittelbar oder mittelbar abgestützt ist und daß auf der Kraftmeßdose (5) sich ein Auflager (1) für die Kraftfahrzeugachse mittelbar oder unmittelbar abstützt.
3. Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Grundplatte (4) durch mehrere Rollen (6) auf dem Erdboden abstützt, deren Drehachsen während der Messung senkrecht zur Kraftfahrzeugachse liegen.

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4. Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Grundplatte (4) durch mehrere starre Füße (10) auf dem Erdboden abstützt, und daß das Auflager (1) und die Kraftmeßdose (5) in Richtung der Kraftiahrzeugachse beweglich auf der Grundplatte (4) angeordnet sind.
5. Einrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die bewegliche Anordnung eine oder mehrere Federn (9) oder Gelenke (14) vorgesehen sind.
6. Einrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (1) gegenüber der Kraftmeßdose (5) schwenkbar ist, wofür ein weiteres Gelenk (20) neben dem Gelenk (14), welches die Kraftmeßdose (5) und die Grundplatte (4) verbindet, vorgesehen ist.
7. Einrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (1) und die Kraftmeßdose (5) durch ein Mittelstück (3) miteinander verbunden sind.

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