DE19716267A1 - Verfahren zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern.

Die derzeit mit den Auswuchtmaschinen zur Anwendung kommenden Auswuchtsysteme sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vorbestimmte Geschwindigkeit aufweisen, auf welche das Rad gebracht werden muß zur Durchführung des Auswuchtungsprozesses.

Dieser Arbeitsvorgang enthält bekannterweise das Erfassen der durch die Auswuchtung erzeugten Kräfte durch Kraftaufnehmer, die auf der Welle angebracht sind, auf welcher das Rad montiert wird, sowie die Verarbeitung der Signale der Aufnehmer zur Erzeugung einer Anzeige des Ausmaßes und der geometrischen Anordnung von Massen auf dem Rad, die geeignet sind, die erfaßte Unwucht zu korrigieren.

Wenn die oben definierte Rotationsgeschwindigkeit einmal erreicht ist, sehen einige bekannte Maschinen vor, diese Rotationsdrehzahl für die gesamte zur Auswuchtung notwendigen Zeit beizubehalten. Deshalb ist es notwendig, daß der Motor, welcher die Welle, auf der das Rad montiert ist, in Rotation versetzt, in Betrieb gehalten wird.

Andere Auswuchtmaschinen verwenden den Motor einzig und allein in der Rotationsstartphase, um das Rad auf die Auswuchtgeschwindigkeit zu bringen, wobei danach der Motor abgeschaltet wird und alle Arbeitsvorgänge in Bezug auf die Auswuchtung auf dem System ausgeführt werden, das mit der durch einfache Trägheit hervorgerufenen Rotation fortfährt, und somit mit einer Geschwindigkeit, die mit der Zeit allmählich abnimmt.

Derartige bekannte Realisationen weisen Grenzen und Nachteile auf, wenn man auf derselben Maschine Auswuchtoperationen auf Rädern durchführen muß, welche untereinander sehr unterschiedlich sind.

Um die größeren Räder auf die vorbestimmte und eigentümliche Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine zu bringen, ist in der Tat eine längere Zeit notwendig als für die Räder mit merklich kleineren Abmessungen oder Massen.

Ein weiteres negatives Merkmal der bekannten Auswuchtmaschinen ist, daß der Schub- bzw. Antriebsmotor in Bezug auf die größeren Räder ausgelegt werden muß, das heißt auf Räder mit einer großen Trägheit, so daß auch für diese Räder Beschleunigungen erzielt werden können, die es erlauben, die Arbeitsgeschwindigkeit in einem annehmbaren Zeitintervall zu erreichen.

Eine weitere Grenze der bekannten Maschinen besteht darin, daß normalerweise die Anzahl der Rotationen des Rades, welche zur Erfassung der durch die Unwucht hervorgerufenen Kräfte in Betracht gezogen und angenommen wird, ein für allemal festgelegt ist, unabhängig von den Trägheitsmerkmalen des auszuwuchtenden Rades.

Zu diesem Zweck, auf Grund der erheblichen Unterschiede, die sich bei der Erzeugung der Unwuchtsignale ergeben können (Unterschiede, die durch zueinander sehr unterschiedliche Räder hervorgerufen werden), kann es sich als notwendig erweisen, auf den Auswuchtmaschinen Signalverarbeitungsvorrichtungen vorzusehen, die in geeigneter Weise arbeiten, in dem sie auf die Signale selbst einwirken (zum Beispiel, in dem sie Signale von kleiner Amplitude verstärken, welche von sehr kleinen Rädern stammen).

Der vorliegenden Erfindung, so wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Grenzen der bekannten Ausführungen zu vermeiden, indem sie ein Verfahren zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern vorsieht, gemäß welchem die Auswuchtgeschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter bestimmt wird, der für die Rotationsträgheit des Rades bezeichnend ist, entsprechend einem Zusammenhang, nach welchem man feststellt, daß bei Erhöhung der Trägheit des Rades die Auswuchtgeschwindigkeit abnimmt, und umgekehrt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist jener, die Verwendung von Motoren relativ niedriger Leistungen zu erlauben, die das Rad in Rotation versetzen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der merklichen Herabsetzung der Gesamt zeit der Auswuchtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich eingehender aus der detaillierten, folgenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform derselben Erfindung, welche hier folgend rein beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern besteht darin, daß es die Phasen enthält, ein Rad über geeignete Befestigungsflansche auf eine Rotationswelle zu montieren, die Welle mit dem Rad in Rotation zu versetzen, die durch eventuelle Unwuchten hervorgerufenen Kräfte über Kraftaufnehmer zu erfassen, die Signale der besagten Kraftaufnehmer durch eine elektronische Datenverarbeitungsanlage zu verarbeiten, um eine genaue Anzeige des Ausmaßes und der geometrischen Anordnung von Massen auf dem Rad zu liefern, die zur Korrektur der eventuellen, aufgenommenen Unwuchten geeignet sind. Die Aufnahme von Signalanzeigen der Unwuchtkräfte erfolgt ausgehend von einer Rotationsgeschwindigkeit, die nicht zufällig oder ein für allemal eindeutig bestimmt ist, sondern ist variabel, da sie von jedes Mal in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter bestimmt wird, der bezeichnend ist für die Rotationsträgheit des Rades gemäß einem Zusammenhang, nach welchem man feststellt, daß sich bei Erhöhung der Trägheit des Rades die besagte Geschwindigkeit verringert.

Der Parameter, welcher als Kennzeichen der größeren oder kleineren Trägheit des Rades aufgenommen werden kann, kann aus dem Trägheitsmoment des Rades in Bezug auf die Rotationsachse gebildet werden, falls dieses Moment bekannt sein sollte, oder er kann auch aus anderen Parametern gebildet werden, die in mehr oder weniger grober Weise als Kennzeichen desselben Trägheitsmomentes des Rades aufgenommen werden können.

Insbesondere können einige geometrische Merkmale des Rades selbst als die Trägheit des Rades bezeichnende Parameter aufgenommen werden, vorzugsweise in Kombination untereinander, wie der Durchmesser der Felge oder des Rades, die Breite der Felge oder des Rades, das Offset der Felge.

Ein weiterer Parameter, der als Kennzeichen der Trägheit des Rades aufgenommen werden kann, ist das Gewicht desselben Rades.

Ein anderer Parameter kann aus dem Wert der Beschleunigung des Rades gebildet werden, das in der Startphase wird mit einer durch dem Motor der Auswuchtmaschine vorbestimmten Antriebsleistung in Rotation versetzt. In diesem Fall ist es ausreichend, auf der Maschine Mittel anzuordnen, die geeignet sind, den Beschleunigungswert in der Rotationsstartphase aufzunehmen.

Wenn einmal die vorliegenden Zusammenhänge zwischen den Trägheitsmerkmalen der verschiedenen Räder, die ausgewuchtet werden können, und den dazugehörigen Parametern durch die Ergebnisse eines geeigneten Versuchs bestimmt worden sind, kann die Berechnungsfunktion leicht an eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, insbesondere an eine digitale, elektronische Datenverarbeitungsanlage, übertragen werden, wobei die besagte Berechnungsfunktion automatisch die Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit in Bezug auf die Trägheitsmerkmale des Rades berechnet.

Für den Fall, daß für den die Trägheit des Rades bezeichnenden Parameter ein geometrisches Merkmalspaar desselben Rades verwendet wird, wie zum Beispiel der Durchmesser und die Breite, müssen dieselben Merkmale der elektronische Datenverarbeitungsanlage mitgeteilt werden, die automatisch die Bestimmung der Geschwindigkeit vornimmt, auf welche das auf der Auswuchtmaschine montierte Rad gebracht werden muß.

Für den Fall, daß für den die Trägheit des Rades bezeichnenden Parameter die Beschleunigung desselben Rades selbst in der Rotationsstartphase verwendet wird, wird der Beschleunigungswert während derselben Rotationsstartphase der elektronische Datenverarbeitungsanlage mitgeteilt, die auf der Grundlage eines vorbestimmten Zusammenhangs zwischen den Beschleunigungswerten und den Trägheitsmerkmalen des Rades die Berechnung der Arbeitsgeschwindigkeit durchführt, ab welcher die Auswuchtung erfolgt, und die das Ausschalten des Motors bei jener Geschwindigkeit bewirkt.

Unter Anpassung der Arbeitsgeschwindigkeit, ab welcher die Auswuchtung erfolgt - sei es, daß letztere bei konstanter Geschwindigkeit durchführt wird, oder daß sie mit abnehmender Geschwindigkeit erfolgt (das heißt, bei abgeschaltetem Motor) -, an die Trägheitsmerkmale des Rades ergibt sich die Möglichkeit, die Auswuchtmaschine mit einem Motor mit relativ niedriger Leistung auszustatten, wobei die Motorleistung jedenfalls sehr viel niedriger ist als die bei einer traditionellen Auswuchtmaschine notwendige Leistung, in welcher hingegen der Motor naheliegenderweise derart ausgelegt sein muß, um auch die Räder mit großen Abmessungen und somit mit einer großen Trägheit auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu bringen.

Andererseits führt das Antreiben der Räder mit großer Trägheit auf eine Geschwindigkeit, die relativ niedrig ist und jedenfalls niedriger ist als jene Geschwindigkeit ist, mit welcher die Räder mit kleinerer Trägheit in Rotation versetzt werden, nicht zu Nachteilen hinsichtlich der Erzeugung der Unwuchtsignale, die durch die Aufnehmer aufgenommen werden, da sich normalerweise zeigt, daß die Räder, die durch eine höhere Trägheit gekennzeichnet sind, auch die größeren Räder sind, in denen die Unwuchten Signale hervorrufen, die auch bei einer niedrigeren Rotationsgeschwindigkeit eine erhöhte Amplitude aufweisen.

Unter der übrigens sehr verbreiteten Voraussetzung, daß die Auswuchtmaschine mit einem Motor ausgestattet ist, der durch eine vorher festgelegte Leistung gekennzeichnet ist, kann das vorliegende Verfahren auch unter Einsatz einer Rotationsstartphase durchgeführt werden, die eine vorbestimmte, feste Dauer aufweist, unabhängig von der Art des auszuwuchtenden Rades.

In diesem Fall wird ein eine große Trägheit aufweisendes Rad automatisch auf eine Arbeitsgeschwindigkeit gebracht, ausgehend von der an die Auswuchtung beginnt, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit merklich niedriger ist als jene eines Rades, das mit einer geringeren Trägheit gekennzeichnet ist.

Immer unter der Voraussetzung, daß eine Auswuchtmaschine verwendet wird, die mit einem Motor versehen ist, der geeignet ist, eine bestimmte Antriebsleistung zu liefern, kann die Arbeitsgeschwindigkeit, auf die das auszuwuchtende Rad gebracht werden muß, indirekt bestimmt sein, wobei festgelegt ist, das die Rotationsstartphase, während der der Motor eingeschaltet ist, eine Dauer aufweist, die in Abhängigkeit von einem der besagten Parameter berechnet worden ist, welche in Bezug auf die Rotationsträgheit des besagten Rades bezeichnend sind, entsprechend einem Zusammenhang, nach welchem man feststellt, daß bei Erhöhung der Trägheit des Rades die Rotationsstartzeit abnimmt, und umgekehrt. Derartige bezeichnende Parameter können aus dem Trägheitsmoment des Rades in Bezug auf die Rotationsachse gebildet werden, beziehungsweise aus wenigstens zwei der charakteristischen Abmessungen des Rades (Durchmesser, Breite, Offset), die dessen Geometrie definieren, oder aus dem Gewicht des Rades oder auch aus dem erfaßten Beschleunigungswert des Rades, das während derselben Startphase in Rotation versetzt wird.

In jedem Fall kann die Rotationsstartzeit im Vergleich zu den traditionellen Anwendungen erheblich reduziert werden.

Auch die notwendige Zeit zur Durchführung des reinen und eigentlichen Auswuchtvorgangs, die von der Anzahl der Rotationen des Rades abhängt, die in Betracht gezogen oder angenommen wird zur Erfassung der Signale, welche in Abhängigkeit von der durch die Unwucht hervorgerufenen Kraft erzeugt werden, kann optimiert werden, wenn sie in Abhängigkeit von wenigstens einem der besagten Parameter berechnet wird, die bezeichnend sind für die Rotationsträgheit des Rades, das heißt, daß bei Erhöhung der Trägheit des Rades die Anzahl der Rotationen abnimmt, welche in Betracht gezogen oder angenommen wird.

Auch in diesem Fall können solche Parameter aus dem Trägheitsmoment des Rades in Bezug auf die Rotationsachse gebildet werden, beziehungsweise aus wenigstens einem der charakteristischen, geometrischen Abmessungen des Rades (Durchmesser, Breite, Offset), aus dem Gewicht des Rades oder auch aus dem Beschleunigungswert des Rades, das während der Startphase mit einem vorbestimmten Antriebsleistung in Rotation versetzt wird.

Was man feststellt, ist, daß die Zahl der Proben, das heißt der Rotationen des Rades, die zur Realisierung der Messung durchgeführt werden, sich als geringer erweist für größere Räder und als höher erweist für kleinere Räder.

Die Wahl des Parameters oder der Parameter, die bezeichnend sind für Trägheitsmerkmale des Rades, hängt im wesentlichen von den Merkmalen der Auswuchtmaschine ab, die dazu vorgesehen ist, gemäß dem beschriebenen Verfahren zu arbeiten, sowie von den vorgesehenen Einsatzmodalitäten.

Naheliegenderweise können an der Erfindung zahlreiche Abänderungen praktischer oder anwendungsmäßiger Natur vorgenommen werden hinsichtlich konstruktiver Einzelheiten, ohne daß man ohne weiteres den Schutzbereich der unten beanspruchten erfinderischen Idee verläßt.

Claims (17)

1. Verfahren zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern, bestehend aus den Phasen, ein Rad über geeignete Befestigungsflansche auf eine Rotationswelle zu montieren, die Welle mit dem Rad in Rotation zu versetzen, die durch die eventuelle Unwucht hervorgerufenen Kräfte über Kraftaufnehmer zu erfassen, die Signale der besagten Kraftaufnehmer durch eine elektronische Datenverarbeitungsanlage zu verarbeiten, um eine Anzeige des Ausmaßes und der geometrischen Anordnung von Massen zu liefern, welche zur Korrektur der eventuellen, aufgenommenen Unwuchten geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsgeschwindigkeit, ab welcher das Auswuchten durchgeführt wird, in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter bestimmt wird, der für die Rotationsträgheit des besagten Rades bezeichnend ist, entsprechend einem Zusammenhang, nach welchem man feststellt, daß bei Erhöhung der Trägheit des Rades die besagte Arbeitsgeschwindigkeit abnimmt, und umgekehrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Trägheitsmoment des Rades in Bezug auf die Rotationsachse gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus wenigstens zwei der charakteristischen Abmessungen besteht (Durchmesser, Länge, Offset), die geometrisch das Rad definieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Gewicht des Rades gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Beschleunigungswert des Rades gebildet wird, das mit einer vorbestimmten Antriebsleistung in Rotation versetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Geschwindigkeit automatisch durch eine elektronische Datenverarbeitungsanlage berechnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rotationen des Rades, die zur Erfassung der durch die eventuelle Unwucht hervorgerufenen Kräfte in Betracht gezogen oder angenommen wird, in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter berechnet wird, der bezeichnend ist für die Rotationsträgheit des besagten Rades ist, das heißt, daß bei Erhöhung der Trägheit des Rades die Anzahl der Rotationen abnimmt, die in Betracht gezogen oder angenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Trägheitsmoment des Rades in Bezug auf die Rotationsachse gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus wenigstens einem der charakteristischen Abmessungen gebildet wird (Durchmesser, Breite, Offset), die die Geometrie des Rades definieren.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Gewicht des Rades gebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Beschleunigungswert des Rades gebildet wird, das mit einer vorbestimmten Antriebsleistung in der Startphase in Rotation versetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Rotationswelle, auf der das auszuwuchtende Rad montiert ist, über einen Motor in Rotation versetzt wird, der geeignet ist, eine vorbestimmte Antriebsleistung zu liefern, wobei vorgesehen ist, daß die Rotationsstartphase, bei welcher der Motor zur Überführung der Rotationsgeschwindigkeit der Welle, auf welcher das Rad montiert ist, auf die besagte Arbeitsgeschwindigkeit eingeschaltet ist, eine vorbestimmte, für alle auszuwuchtenden Räder feststehende Dauer aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Rotationswelle, auf der das auszuwuchtende Rad montiert ist, durch einen Motor in Rotation versetzt wird, der geeignet ist, eine bestimmte Antriebsleistung zu liefern, wobei vorgesehen ist, daß die Rotationsstartphase, bei der der Motor zur Überführung der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle, auf der das auszuwuchtende Rad montiert ist, auf die besagte Arbeitsgeschwindigkeit eingeschaltet ist, eine Dauer aufweist, die in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter berechnet ist, welcher bezeichnend ist in Bezug auf die Rotationsträgheit des besagten Rades entsprechend einem Zusammenhang, nach dem sich ergibt, daß sich bei Erhöhung der Trägheit des Rades die Rotationsstartzeit verringert, und umgekehrt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Trägheitsmoment des Rades bezüglich der Rotationsachse gebildet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus wenigstens einem der charakteristischen Abmessungen (Durchmesser, Breite, Offset) gebildet wird, die die Geometrie des Rades definieren.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Gewicht des Rades gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Parameter aus dem Beschleunigungswert des Rades gebildet wird, das durch den besagten Motor in der Startphase in Rotation versetzt wird.