DE1648674C3 - Vorrichtung zur Unwuchtmessung an Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

60

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unlchtmessung an Fahrzeugrädern im Auslauf von ier höheren Drehzahl, bei der das Rad vom Boden gehoben und durch einen Raddreher in Drehung rsetzt wird und die während der Drehung des Ras durch die Unwuchtkraft erzeugten Schwingungen mit einem Abtastkopf abgetastet und in'elektrische Impulse verwandelt werden, die ihrerseits eine Stroboskopblitzschaltung steuern. I IM «IQ I-,

Aus der deutschen Auslegeschrift 11335,9 ist eine Vorrichtung zur Unwuchtmessung bekannt be. der eine Stroboskopblitzschaltung, mit deren Licht eine Marke am umlaufenden Fahrzeugrad beleuchtet wird, durch einen von den Unwuchtschw.ngungen betätigten, mechanischen Kontaktjjeber gesteuert wird. Der dadurch entstehende stroboskopische Effekt ermöglicht eine Feststellung der Lage der Unwucht an Hand der scheinbar stillstehenden Marke. Die Verwendung eines mechanischen Kontaktgebers ist nicht günstig, da es sehr schwierig ist, ihn so zu justieren, daß nur eine kurze Kontaktgabe jewe.ls genau am Scheitelpunkt der Unwuchtschwingungen erfoM Insbesondere bei dem in Kraftfahrzeug- und Reifenwerkstätten üblichen rauhen mechanischen Betrieb wirkt sich dies nachteilig- nus. Außerdem ist eine Bestimmung der Größe der Unwuchtkrafle mit einem Kontaktgeber, der lediglich zwei Schaltzustände kennt, nur mit besonderen, die Vo; richtung sehr komplizierenden Maßnahmen möglich.

Aus -'er USA.-Patentschrift 3 247 710 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt, bei der jedoch der Kontaktgeber durch einen analog arbeitenden elektromagnetischen Schwingungsgeber ersetzt ist, dessen ungefähr sinusförmiges Ausgangssignal elektrisch verarbeitet und dabei in eine Rechteckwelle umgesetzt und differenziert wird, bevor es eine Stroboskopblitzschaltung triggert. Die Unwuchtmessung erfolgt bei durch elektrische Kompensation scheinbar fester Drehzahl des Unwuchtkörpers. Auch diese bekannte Vorrichtung ist für die Unwuchtmessung an Fahrzeugrädern in Kraftfahrzeug- und Reifenwerkstätten weniger geeignet, da der elektromagnetische Schwingungsaufnehmer sehr empfindlich gegenübe» rauher Behandlung und in der Wartung anspruchsvoll ist. Eine Reparatur an Ort und Stelle ist praktisch nicht möglich, sondern muß in Spezialwerkstätlen durchgeführt weiden.

Bei der aus der deutschen Auslcgcschrift 1 133 579 bekannten Vorrichtung verbleibt das uincrsuchte Fahrzeugrad an der Radaufhängung des Fahrzeugs und wird durch einen an das Rad herangebrachten Raddreher in Drehung versetzt. Hierbei ist es üblich, das Rad auf eine hohe Drehzahl zu bringen und die Unwuchtmessung anschließend bei freilaufendem, langsamer werdendem Rad durchzuführen. Dies geht nus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 883 072 hervor, obwohl die dort beschriebene Vorrichtung keinen gesonderten Schwingungsgeber für die Schwingungen des umlaufenden Rades und keine durch diese gesteuerte Stroboskopblitzschaltung aufweist, sondern eine mit dem untersuchten Rad zu verbindende, schwitigfähige Schreibvorrichtung, welche während der Drehung des Rades ein Unwuchtdiagramm aufzeichnet. Die Schreibvorrichtung ist so ausgebildet, daß die Aufzeichnung bei siner vorbestimmten Drehzahl stattfindet, die durch den Resonanzpunkt der Schreibvorrichtung definiert ist. Mit dieser Vorrichtung wird die Messung in zwei Läufen durchgeführt, bei denen das Rad in beiden Richtungen angetrieben wird, wobei die Unwucht aus der Winkelhalbierenden beider Unwuchtanzeigen ermittelt wird. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß die Schreibvorrichtung jeweils mit dem zu untc uchenden Rad verbunden wird und für jede Mus

sung sorgfältig unter iiiulereiii durch Hinlegen einer Diagramnischcibc vorbereite! werden muli Das anschließende Auswerten der Aufzeichnung auf der Diagrammscheibe ist nur geüblen und erfahrenen Personen möglich.

Der Erfindung liegt clic Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie auch im rauhen W erkstattbetrieb ohne häufige Wartung einwandfrei arbeitet, dabei trotzdem aber sehr leicht auch von ungeübten Personen zu bedienen ist. Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf aus einem Luftbalg besteht, dessen zufolge der Schwingungen erzeugte l.uftdruckschwankungen in elektrische Impulse umgewandelt werden, daß diese Impulse in einer ersten elektrischen Schaltung in Impulse mit zu ihrer Folgefrequenz in eindeutiger Beziehung stehenden Amplituden umgewandelt werden und daß eine zweite elektrische Schaltung zur Ausnutzung der von der ersten elektrischen Schaltung erzeugten Impulse bei einer vorbestimmten Drehzahl derart vorgesehen ist, daß die Stroboskopblitzschaltung von dem Augenblick «n betätigt wird, in dem das langsamer werdende Rad die vorbestimmte Drehzahl erreicht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht notwendig, in der Umgebung des Fahrzeuges, dessen Räder ausgewuchtet werden sollen, mit einem empfindlichen, insbesondere gegen Stoß empfindlichen elektromagnetischen oder ähnlichen elektrischen Wandler als Abtastkopf und mit dem entsprechenden Verbindungskabel zu dem die Stroboskopblitzschaltung enthaltenden Gerät zu hantieren. Bei der neuen Vorrichtung kann dieser Wandler vielmehr geschützt im eigentlichen Gerät untergebracht sein, während im Bereich des Fahrzeuges nur mit einem Abtastkopf gearbeitet wird, der auf Grund seiner Ausbildung als Luftbalg gegen rauhe Behandlung äußerst unempfindlich ist. Auch kann die Verbindung zwischen diesem Abtastkopf und dem Gerät durch einen einfachen, üblichen Schlauch erfolgen, der sehr viel weniger leicht als ein elektrisches Kabel beschädigt wird. Sollten der Luftbalg oder der Verbindungsschlauch dennoch einmal Beschädigungen erleiden, lassen sich diese wegen des vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbaus sehr viel leichter an Ort und Stelle beseitigen als bei entsprechenden elektrischen Elementen. Trotz dieser Robustheit der neuen Vorrichtung ist ihre Bedienung denkbar einfach, da der Benutzer keine besonderen Maßnahmen treffen muß, um die vorbestimmte Drehzahl, bei der die Messungen zu erfolgen haben, zu bestimmen. Dies geschieht vollkommen selbständig einfach dadurch, daß die Stroboskopblitzschaltung erst beim Erreichen der vorbestimmten Drehzahl betätigt wird und dann erst die Markierung auf dem untersuchten Fahrzeugrad scheinbar stillsteht. Insgesamt ermöglicht dadurch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ungeübten Personen eine sehr genaue Bestimmung von Unwuchten an Fahrzeugrädern. Es braucht lediglich, ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen, der Luftbalg mit der Radaufhängung in Berührung gebracht, dann das Rad angetrieben und anschließend im Auslauf des Rades, sobald eine Markierung auf diesem scheinbar stillsteht, deren Lage beobachtet zu werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der neuen Vorrichtung situ! in ilen Unteransprüclicn gekennzeichnet; sie beziehen sich auf in Verbindung mit einem Luftbalg als Abtastkopf besonders geeignete Einzelheiten der elektrischen Schaltungen.

Im folgenden ist die I'rfindung an Hand schcmatischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hs zeigt

F-" i iz. I eine fahrbare Hinheit, die einen Raddreher und ein elektronisches Gcrüt enthält,

ίο F i g. 2 eine unter dem Fahrzeugboden anzuordnende Abtasteinheit,

F i g. 3 eine auf der Instrumententafel der fahrbaren Einheit angeordnete Zeigereinrichtung, f· i g. 4 ein Schaltdiagramm des elektronischen Gerates und

F i g. 5 ein Schaltdiagramtn einer Meßschaltung zu dem Cieräl nach F i g. 4.

In Fig. 1 ist eine fahrbare Einheit mit einem Gehäuse IO gezcigl. Das Gehäuse umschließt ein elek-

ao tronisches Gerät und einen Elektromotor zum Antrieb eines schnell umlaufenden Reibrades 10«, mit dem das Fahrzeugrad in Drehung versetzt werden kann. Der Motor kann über mittels Fußpcdal betätigte Schalter in Betrieb gesetzt werden.

»5 In Fig. 2 ist eine Abtasteinheit 11 gezeigt. Die Abtasteifiheit umfaßt einen Abtastkopf 12, der mit dem elektronischen Gerät im Gehäuse 10 über einen flexiblen Schlauch 13 verbunden ist. Der Abtastkopf 12 umfaßt einen Luftbalg, der l.uftdruckschwankungen erzeugt, die von den durch eine Unwuchtkraft im Fahrzeugrad erzeugten Schwingungen abhängen. Der Schlauch 13 ist genügend lang, um während der Untersuchung eines Rades bis zu einem Stutzen 14 an der fahrbaren Einheit zu reichen.

Das Gehäuse 10 umfaßt eine Instrumententafel 15, an der eine in F i g. 3 gezeigte Zeigercinrichtung 16 befestigt ist. Das Gehäuse umfaßt außerdem eine vorspringende Haube 17. die eine Blitzlichtröhre und einen Reflektor umschließt.

Die Zeigereinrichtung 16 besteht aus zwei einstellbaren Zeigern 18 und 19 und einer Skala 20.

Das elektronische Gerät, dessen Schaltdiagramm in F i g. 4 dargestellt ist, umfaßt eine Verstärkerschaltung 22. Die durch den Abtastkopf 12 eiieugten Luftdruckschwankungen werden mittels eines nichtgezeigten Wandlers im Gehäuse 10 in ein im wesentlichen sinusförmiges elektrisches Signal umgesetzt, das dem Eingangskreis der Verstärkerschaltung 22 zugeführt wird. Das Gerät nach Fig.4 umfaßt außerdem eine mit dem Verstärker 22 verbundene Wandlerschaltung 23, in der das sinusförmige, verstärkte Signal in Impulse umgesetzt wird, die synchron mit dem Durchgang des sinusförmigen Signals durch einen bestimmten Kurvenpunkt auftreten Wenn also das Fahrzeugrad während der Untersuchung in Drehung versetzt ist, steht am Ausgang dei Wandlerschaltung 23 eine Impulsserie mit einer dei durch eine Unwuchtkraft erzeugten Schwingung entsprechenden Folgefrequenz. Mit zunehmender Drehzahl des Fahrzeugrades nimmt die Impulsfolgefre quenz ebenfalls zu. In entsprechender Weise sink mit abnehmender Drehzahl des Fahrzeugrades di( Impulsfolgefrequenz ebenfalls ab.

Das elektronische Gerät nach F i g. 4 umfaß außerdem eine auf die Impulsfolgefrequenz anspre chende Schaltung 24. Die Schaltung 24 isi dazu mi dem Ausgang der Wandlerschaltung 23 verbunden um aus den von dieser Schaltung abgegebenen Im

(ο

hoben, bis der Abtiistkopf zusammengedrückt wird. An der Seitenwand des Fahrzeugreifens wird dann eine klar erkcnnbnre Markierung als Referenzpunkt angebracht.

Die bewegliche Einheit wird dann an das zu untersuchende Rad hcrangerollt, bis das schnell umlaufende Reibrad 10« mit der Kante der Rcifenlaufflächc in Berührung kommt, und die Abtasteinheit wird mit der beweglichen Einheit über den Schlauch 13 verbunden.

Der Motor im Gehäuse 10 wird dann in Betrieb gesetzt, um das Rad im Uhrzeigersinn in Drehung zu versetzen, und die Drehzahl des Rades wird so lange erhöhl, bis sie größer ist als die Drehzahl, bei der die

pulsen weitere Impulse ίι erzeugen, deren Höhe bzw. Amplitude von der Folgefrequenz der ersten Impulse abhängt.

Die Schaltung 24 umfaßt einen Transistor 25. in dessen Kollektorkreis ein Widersland 26 geschaltet ist, -!er mit einem Kondensator 27 überbrückt ist, so daß ein Netzwerk mit einer Zeilkonstanten gebildet ist, die in der Größenordnung der Impulsfrequenz liegt, die sich bei einer vorbestimmten Drehzahl einstellt. Normalerweise ist der Transistor 25 gesperrt, »o wird aber durch die Impulse geöffnet. Auf diese Weise erzeugt die Schaltung eine sägezahnförmigc Welle, deren Amplitude mit zunehmender Impulsfolgefrequenz abnimmt.

In einer Schaltung 28 werden die durch die Schal- 15 Messung durchgeführt werden soll. Die bewegliche lung 24 erzeugten Impulse verwendet, um eine Stro- Einheit wird dann vom Rad entfernt und man läßt boskopbli'.zschaltung zu dem Zeitpunkt in Betrieb zu das Rad frei rotieren, wobei seine Drehzahl allmähsetzen, zu dem sich das Fahrzeugrad mit der vorbc- lieh abnimmt. Während das Rad langsamer wiru, bestimmten Drehzahl dreht, bei der die Unwuchtmes- ginnt die Blitziichtröhre 34 zu dem Zeitpunkt zu blitsung durchgeführt werden soll. Die Schaltung 28 um- »0 zcn, zu dem sich das Rad mit der vorbestimmten faßt einen Widerstand 29 und einen Kondensator 30, Drehzahl dreht, und die Stellung der auf dem Reifen die zusammen als Differenzierschaltung zur Differen- angebrachten Referenzmarkierung wird festgestellt, tiation der sägezahnförmigcn Welle arbeiten. Die Der Zeiger 18 wird dann in die entsprechende Stel-Amplitude der differenzierten Impulse wird also zu- lung auf der Skala 20 gebracht (in diesem speziellen nehmen, wenn die Impulsfolgefrequcnz abnimmt, as Beispiel Nr. 10). In gleicher Weise wird dann das Die Schaltung 28 umfaßt weiterhin einen Transistor Rad mittels der beweglichen Einheit im Gcgenuhr-31, dessen Basis die differenzierten Impulse züge- zeigersinn gedreht, und wenn es langsamer wird und fiArt werden. Der Transistor 31 ist normalerweise die vorbestimmte Drehzahl erreicht, wird die Stelgesperrt und an ihm liegt eine solche Vorspannung, lung der Referenzmarkierung wiederum, sobald die daß er nur geöffnet wird, wenn die Amplituden der 30 Blitzlichtröhre zu blit/en beginnt, festgestellt, und differenzierten Impulse größer als die Spannung am der Zeiger 19 in die entsprechende Stellung auf der Emitter des Transistors werden. Die Schaltung des Skala 20 gebracht (in diesem Beispiel Nr. 8). Eine Transistors 31 ist so ausgelegt, daß dieser nicht eher Winkelhalbierende zu den beiden Stellungen der Zeiöffnet, als bis die Potentiale der differenzierten Im- ger (im Beispiel durch Nr. 9) gibt die Lage der Unpulse den von derjenigen Impulsfolgefrequenz be- 35 wuchtkraft an und ein Gewicht zum Ausgleich dieser stimmten Wert erreicht haben, der sich bei der vor- Kraft kann am Rad an einer Stelle angebracht werbestimmten Drehzahl des Fahrzeugrades einstellt. Die den, die gegenüber der angezeigten Stelle um 90 Schaltung 28 verwertet also die von der Schaltung 23 versetzt ist (im Beispiel also bei Nr. 12). stammenden Impulse nicht eher, als bis die Impuls- Während das Rad langsamer wird, nimmt die Frc-

folgefrequenz einen der vorbestimmten Drehzahl ent- 40 quenz der durch die Unwuchtkraft erzeugten Schwinsprechenden Wert erreicht hat. gung ab und daher ebenfalls die Folgefrequenz der

" " " ' Impulse. Folglicherweise verbleiben längere Zeit

räume zwischen den gesperrten Zuständen des Transistors 25 und die Amplitude der sägezahnförmigen Welle und der differenzierten Potentiale nimmt allmählich zu. Wenn das Rad die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, weisen die differenzierten Impulse eine Amplitude auf, die ausreicht, um den Transistor 31 während der Impulsdauer zu öffnen, und die Stroboskopbiitzschaltung wird in Betrieb gesetzt, um das Blitzen der Blitzlichtröhre auszulösen.

Auf diese Weise wirkt die Stroboskopblitzschaltung und die zugehörige Blitzröhre sowohl als Drehzahlmesser wie auch als Einrichtung zur Anzeige der

den abzuheben. Die Abtasteinheit wird dann unter 55 Winkellage der Unwuchtkraft. dem Fahrzeugboden oder der Radaufhängung an Das Meßinstrument 37 ergibt eine Anzeige, die

einer leicht zugänglichen Stelle angeordnet und ange- der Größe der Unwuchtkraft entspricht.

Das elektronische Grat umfaßt außerdem eine Stroboskopblitzschaltung 32. Die Schaltung 32 ist mit der Schaltung 28 verbunden und umfaßt eine Triggerspule 33 und eine Blitzröhre 34.

Das elektronische Gerät umfaßt weiterhin eine Meßschaltung 36, die mit der Schaltung 22 verbunden ist. Die Meßschaltung umfaßt ein Meßinstrument 37, auf dem die Größe der Unwuchtkraft angezeigt wird.

Das in F i g. 4 gezeigte elektronische Gerät wird über einen Netzteil 35 gespeist.

Bei der Benutzung des Gerätes wird das Fahrzeug aneehoben, um das zu untersuchende Rad vom Bo-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

I 648 Patentansprüche;

1. Vorrichtung zur Unwuchtmessung an Fahrzeugrädern im Auslauf von einer höheren Drehzahl, bei der das Rad vom Boden abgehoben und durch einen Raddreher in Drehung versetzt wird und die während der Drehung des Rades durch die Unwuchtkraft erzeugten Schwingungen mit einem Abtastkopf abgetastet und in elektrische Impulse verwandelt werden, die ihrerseits eine Stroboskopblitzschaltung steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf aus einem Luftbalg (12) besteht, dessen zufolge der Schwingungen erzeugte Luftdruckschwankungen in elektrische Impulse umgewandelt werden, daß diese Impulse In einer ersten elektrischen Schaltung (24) in Impulse mit zu ihrer Folgefrequenz in eindeutiger Beziehung stehenden Amplituden umgewandelt werden und daß eine zweite elektrische Schallung (28) zur Ausnutzung der von der ersten elektrischen Schaltung (24) erzeugten Impulse bei einer vorbestimmten Drehzahl dernrt vorgesehen ist, daß die Stroboskopblitzschaltung (32) von dem Augenblick an betätigt wird, in dem das langsamer werdende Rad die vorbeslimmte Drehzahl erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung (24) zum Erzeugen einer sägezahnförmigen Welle ausgelegt ist, deren Amplitude mit der Zunahme der Impulsfolgefrequenz abnimmt, und daß die zweite Schaltung (28) zum Differenzieren der sägezahnförmigen Welle ausgelegt ist, um differenzierte Impulse zu erzeugen, deren Amplitude mit der Abnähme der Impulsfolgefrequenz zunimmt, wobei die zwei'; Schaltung (28) im Ruhezustand verharrt, bis die differenzierten Impulse eine von derjenigen Impulsfolgefrequenz bestimmte Amplitude erreicht haben, die sich bei der vorbestimmten Drehzahl einstellt, um danin die Stroboskopblitzschaltung (32) zu betätigen..

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruckschwankungen des Abtastkopfes (12) in ein entsprechendes, ungefähr sinusförmiges elektrisches Signal verwandelt und aus diesem mittels einer Wandlerschaltung frequenz- und phasengleichc Impulse fiK die erste Schaltung (24) abgeleitet werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Meßschaltung (36), die das sinusförmige Signal erhält und daraus eine Anzeige der Größe der Unwuchtkraft erzeugt.

55