DE2225164A1

DE2225164A1 - Vorrichtung zur ueberpruefung der wirksamkeit von schwingungsdaempfern an radaufhaengungen

Info

Publication number: DE2225164A1
Application number: DE19722225164
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Lutz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1973-12-06

Description

Vorrichtung zur Überprüfung der Wirksamkeit von Schwsngungsdämpfern an Radaufhängungen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur UberprUfung der Wirksamkeit von Schwingungsdämpfern an Radaufhängungen von Fahrzeugen in eingebautem Zustand, wobei das umlaufende Rad in Schwingungen versetzt wird und di.e dabei auftretenden Amplituden durch eine Meßeinrichtung zur Anzeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssystem durch eine Rolle'erregt wird,-wobei die Rolle in einer elastisch abgestUtzten Vorrichtung angeordnet ist.
Durch die Deutsche Patentschrift 1 252 372 ist ein Schwtngungsdämpfer-Prüfgerät bekannt, welches im eingebauten Zustand der Schwingungsdämpfer deren Uberprüfung gestattet. Dieses Gerät weist eine Schwingplatte auf, die mittels Lenker an einem Gestell angeordnet ist und deren Antrieb über eine Feder von einem Exentertrieb erfolgt. Da das Fahrzeugrad zur Überprüfung des Schwingungsdämpfers auf dieser Schwingplatte steht, kann der Einfluß des rollenden Rades nicht mit gemessen werden.
Dies sind in erster Linie die Unwucht des Reifens und der Höhenschlag, der besonders bei Fahrzeugen mit hoher Fahrgeschwlndigkeit für die Fahrsicherheit einen wesentlichen Einfluß hat.
Die Kombination des Schwingungsdämpfer-Priifstandes mit einem Bremsen- oder Leistungsprüfstand ist nicht mbglich. Dadurch wird ein wesentlich höherer Aufwand bendtigt, wodurch eine breitere Anwendung bestehe nicht gewährleistet ist.
Diese Nachteile bestehen auch bei der Ausfuehrung entsprechend dem Deutschen Gebrauchsmuster 6 608 634, wodurch die vorhin beschriebene Anordnung nicht mittels eines Exzenterantriebes sondern durch eine Unwucht erregt wird.
Bekannt ist ebenfalls die Erregung des Fahrzeugschwipgungssy-.
stets durch eine starr gelagerte Rolle, die mit verschiedenen Unebenheiten bestückt ist. Hierbei ist ungUnstig, daß der Einfluß der Reirenfeder und damit des Reifenluftdrckes und der Reifenbauart auf die Amplituden desSSchwingungssystems nicht unerheblich ist. Ebenso kann die Vergleichsgröße nicht am Prüfgerät selbst, sondern nur an einem Teil des Aufbaues abçnommen werden. Einen erheblichen Nachteil bildet noch die starre Kuppelung der Unebenheit mit der Rolle, so daß der Antriebsmotor mit einer sehr großen Leistung ausgelegt werden muß, und der Meßvorgang von den nachfolgenden Unebenheiten ständig überlagert wird, d.h. man kann ein Abklingen des Schwingungssystems bis zum Ruhezustand nicht verfolgen. Dies erleichtert jedoch die Untersuchung der Funktion des Schwingungsdämpfers.
Bekannt ist noch ein Gerät bei dem das Fahrzeug einseitig auf eine Platte gestellt wird, so daß das Fahrzeug etwas höher steht. Zur Messung des Einflußes des Schwingurdämpfers wird die Platte plötzlich abgesenkt, wobei durch die Massenkräfte des Fahrzeugaufbaues die Relativbewegungen zwischen dem Rad und dem Aurbau ein MaB für die Funktion des Schwingungsdämpfers ist. Bei diesem Verfahren ist jedoch nicht auszuschließen, daß nicht noch ein weiterer oder gar alle Schwingungsdämpfer zur yernichtung dieser Energie beitragen, d.h.
die Untersuchung des einzelnen Schwingungsdämpfers ist wesentlich erschwert. Anders ist dies, wenn das Rad plötzlich einfedert, da dann bei der hohen Einfedergeschwindigkeit und der entsprechenden hohen Frequenz ein Mitwirken der Ubrigen Schwingungsdämpfer nahezu ausgeschlossen ist. Die EinflUsse-des drehenden Rades können ebenfalls nicht mit erfaßt werden. Auch eine Kombination mit anderen FahrzeugprUfst&nden ist nicht möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Errindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine ein.a:ne Vorrichtung zur Überprüfung der Schwingungsdämpferwirkung im Fahrzeug zu schaffen.
Die Vorrichtung zur Überprüfung der Wirksamkeit der Schwingungsdämpfer im Fahrzeug ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssystem durch eine Rolle erregt wird, wobei die Rolle in einer elastisch abgestützten Vorrichtung angeordnet ist. Die Erregung durch die Rolle kann auf verschiedene Arten erfolgen. Dies sind die Erregung durch eine Unwucht der Erregerrolle bzw. durch eine nockehförmig ausgebildete Erregerrolle oder durch eine exzentrisch angeordnete Erregerrolle. Ferner kann die Erregerrolle an der Außenfläche mindestens einen Absatz aufweisen. Diese beschriebenen Arten der Erregung können mit der Rolle fest verbunden oder koppelbar angeordnet sein. Die Anordnung der Erregerrolle in der Vorrichtung kann entweder im Abstützpunkt der Vorrichtung oder außerhalb des Abstützpunktes der Vorrichtung sein.
Die Erregerrolle kann auch mit einer Aotriebsrolle verbunden werden. Der Antrieb der Erregerrolle erfolgt somit einmal direkt durch einen Antriebsmotor oder indirekt über den Reizen des Fahrzeuges.
Durch die Erregung des Schwingungssystems mit e ter elastisch abgestützten Rolle wird der Einfluß der Reifenfederrate auf die Maßgröße ausgeschaltet. Die Vorteile der Erregung des Schwingungssystems durch eine Rolle sind: das Erfassen der Unwucht des Reifens und des Höhenschlages, die Radkinematik, insbesondere die Spuränderung beim Ein- und Ausfedern hat keinen ungünstigen Einfluß mehr auf den Meßwert und die ein-.
fache Kombination mit einem Leistungs- und/oder Bremsenprltfstand ist nur SQ gegeben. Damit verbunden ist ein wesfltlich geringerer Aufwand, wodurch eine breite Anwendung gewährleistet ist.
Die Anbringung der Unwucht in der Erregerrolle hat den Vorteil, daß keine weitere Lagerun benötigt wird. Uorteilhaüt ist insbesondere die leichte Austauschbarkeit versehiedener Erregerrollen, so ist z.B. die Erregerrolle mit Unwucht giinstig für Messungen bei höheren Frequenzen, da die Erregun mit der Frequenz zunimmt,-die Rolle mit Nocken, oder die exzentrisch angeordnete Erregerrolle ist für niederçn FreQuenzen vorteilhaft.
Besonders vorteilhaft ist die Erregerrolle mit einem Absatz, der z.B. keilförmig oder sinusförmig ausgebildet sein kann.
Die Bodenhaftung des Reifens kann bei verschiedenen Geschwindigkeiten - entsprechend den Drehzahlen der Rolle - sehr einfach untersucht werden Im Normalfall ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsrolle im Abstützpunkt liegt. da dazu keine Rückwirkungen auf die Meßanordnung moglich sind und kein zelenkiger Antrieb nötig ist. Wird jedoch die Rolle mit eincm innenliegenden Trommelmotor angetrieben, so ist es wegen der einfacheren Lagerung der Vorrichtung vorteilhaft, wenn die angetriebene Rolle nicht im Abstützpunkt liegt.
Die Vorrichtung ist mit einer Abstützfeder elastisch abgestützt.
Die Abbtützreder ist einstellbar, um verschieden schwere Fahrzeuge mit der gleichen Vorrichtung überprüfen zu können. Fin besonderes Merkmal dieser erfindungagemäßen Vorrichtung ist eine regelbare Abstützfeder. die z.Bo aus einer regelbaren Luftfeder besteht oder aus einer regelbaren elektromagnetischen Einrichtung bestehen kann; Dadurch ist gewährleistet, daß die Abstützfeder in ihrer Rate und Höhe entsprechend der Belastung des Fahrzeuges eingestellt wird. Mit einer konstanten Federrate können keine Messungen von einem Leicht-Pkw und einem schweren Personenkraftwagen mit der gleichen Vorrichtung vorgenommen we-rden. Hier mUßte dann die Abstützfeder ausgewechselt werden. Vorteilhaft ist es deshalb auch, wenn die Federrate der Abstützfeder verstellbar ist.
Die Prüfwertanzeige kann durch eine Wegmessung,Reschleunigungs-bzw. Geschwindigkeitsmessung an der Vorrichtung durchgeführt werden. Eine sehr einfache Möglitchkeit ist die Heranziehung der Xnderung des Druckes in der Abstützfeder, da dadurch keine weiteren Meßeinrichtungen benötigt werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung mit der Vorrichtung verbunden ist, die ebenfalls mit einer Regeleinrichtung verbunden werden kann.
Damit kann auch sehr einfach eine Feststellung des Prflfwertes durch eine attributive Anzeige erfolgen. Die Prüfwertanzeige kann auch über einen Digital- oder Analogrechner erfolgen, in dem die entsprechenden Richtwerte der Fahrzeuge gespeichert sind.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Prüfeinrichtung mit einem Leistungs- undoder Bremsenprüfstand kombiniert werden. Die Antriebsrolle des Bremsen- oder Leistungsprüfstandes kann die Antriebsrolle für die Schwingungsdämpfer-PrUfeinrichtung bilden.
Die Vorteile dieser Merkmale sind in erster Linie eine Verringerung des Aufwandes für den Bau- und die MeßwerterfassungJ wobei gegenüber den bisherigen Ausführungen eine wesentliche Verbesserung der Aussagefähigkeit herbeigeführt wurde. Die einfache Erfassung der Bodenkraftschwankung und des Einflusses des rollenden Reifens sind erhebliche Vorteile. Mit der Kombination nach Bild 3 kann der Schwingungsdämpfer bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten untersucht werden, wobei der Vorteil in der Untersuchung des Ausschwingvorganges beruht.
Die Möglichkeit der Kuppelung der Erregung mit der Erregerrolle ist -somit äußerst vorteilhaft, da die Messung verkürzt und sehr einfach durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist es deshalb auch, wenn von einem Rechner ein bestimmter Programmablauf gesteuert wird und die nötigen Meßwerte verarbeitet werden. So können z.B. die Reifenunwucht, die Unrundheit des Reifens bzw. der Felge und die Funktion des Schwingungsdämpfers in Zug- und Druckrichtung einzeln ermittelt werden.
Der Drehpunkt der Vorrichtung kann sehr vorteilhaft so gelegt werden, daß bei einer Prüfung mit angetriebener Rolle die Antriebskraft keine Rückwirkungen auf die Me!einriehtung hat.
Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise, der in nachfolgEenden beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigt: Fig. 1 Anordnung des Fahrzeuges auf dem Prüfstand Fig. 2 Rolle mit Nocken Fig. 3 Rolle mit ankuppelbaren Erregernocken In Fig. 1 Ein Fahrzeug wird mit einem Rad so auf den Prüfstand gefahren, daß das Rad 17 guf den Trommeln 3 und 2 zum Stehen kommt. Die Trommel 2 ist über dem Lagerbock 1 abgestützt und wird von einem Elektromotor angetrieben. Der Motor kann in bekannter Weise auch in der Trommel eingebaut sein. Die Trommel 5 ist mit dem Rahmen 4 beweglich mit der Trommel 2 verbunden. Sie hat ein Fliehgewieht 3 das bei Rotation eine umlaufende Fliehkraft erzeugt.
Die Abstützung des Rahmens 4 wird durch eine Luftfeder 5 erreicht, wobei das Niveauregeiventil 6 für ein belastungsunabhängiges Niveau sorgt, d.h., federt die Luftfeder unter das Sollniveau ein, so wird Druckluft vom Kompressor 7 in die Luftfeder 5 gelassen. Federt die Luftfeder über das Sollniveau aus, so strömt über das Niveauregelventll 6 solange Luft ins Freie ab, bis das Sollniveau erreicht ist. Ein Dreiweehahn 8 gestattet die Absperrung des Niveauregelventiles von der Luftfeder, wenn das Sollniveau erreicht ist, damit eine definierte Federrate während des PrÜfvorganges vorhanden ist. Dies kann ebenfalls durch ein Niveauregelventil mit Tiefpaß - mittels einer Federungs- und Dämpfungseinrichtung - erreicht werden.
Das Manometer 9 zeigt stets den Druck in der Luftfeder 5 an.
Über die angetriebene Trommel 2 wird das Fahrzeugrad 17 in Drehung versetzt, so daß das Schwingungssystem, bestehend aus Radmasse 17, Aufbaufederrate l59 Prüfstandsmasse 4 unp Luftfeder 5 in Schwingungen versetzt wird, Zunächst wird das System überkritisch^erregt, der Motor abgeschalten und im Auslauf die Schwingbewegung, Geschwindigkeit oder Beschieunigung gemessen.
Dargestellt ist die Messung des Schwingweges über einen mechanischen Bowdenzug 12 mit der äußeren Führung 10,, der den Schwingweg mittels eines Schreibstiftes auf ein bewegtes Diagrammblått 11 überträgt. Der maximale Ausschlag am Diagramm ll ist ein Maß für die größe der Dämpfung des Schwingungsdämpfers 15.
Mittels eines äußeren Regelkreises kann die Bestimmung des fehlenden Dämpfungsmaßes - infolge Nachlassen der Schwingungs-, dämpfer 16 - in einfacher Weise so gemessen werden, daß ein hydraulischer Schwingungsdämpfer 15 am Rahmen 4 der Prüfeinrichtung befestigt ist und mittels einer Drossel 14 ein zusätzilches DSmpfungsmaB so eingeregelt werden kann, daß der maximale Ausschlag gleich dem gewünschten ist. Es kann' dadurch -eine genaue Ermittlung des fehelenden Damprunrfflsnlal?es in Zug- und Druckrichtung durchgeführt werden.
Mit derselben Prüfeinrichtunz können - wie schon erwähnt -bei entsprechender Auslegung auch die Fahrzeuqleistunq und die Bremskräfte gemessen werden. Dies kann z.B. über eine elektronische Steuerung des Motors, die eine Messung des Motormomentes gestattet, geschehen. Zur Leistungsmessung kann der Motor als Generator betrieben werden. Zur Messung des Bremsmomentes kann jedoch auch die Erhöhung des Druckes in der Luftfeder 5 infolge der Bremskraft als Meßgröße verwendet werden. Um das Fliebgewicht 3 bei diesen Messungen auszuschalten, kann dies entweder über eine-Kupplung mit der Rolle verbunden sein, oder es wird zur Messung der Leistung und der Bremskräfte eine dritte Rolle 18 verwendet, die dann auch z.B. zur Bremskraftmessung mit besonderen Einrichtungen versehen werden kann.
In Fig. 2 ist eine Rolle mit Nocken dargestellt. Die Rolle ist gleichzeitig symmetrisch mit 2 Nocken ausgeführt, damit keine Fliehkraft entsteht. Das abrollende Rad wird dabei je nach Umfang der Rolle bei einer Umdrehung mehrere Male auf und ab bewegt, wodurch das Schwingungasystem angeregt wird. Die Rolle 205 kann anstelle der Rolle 5 oder der Rolle 2 in Fig. 1 eingebaut werden. Befindet sich die Erregerrolle in der Rolle 2, so erfolgt keine Rückwirkung auf die Meßeinrichtung durch die Erregung der Nocken 220.
Tn Fig. 3 ist dargestellt, wie ein keilförmiger Absatz 330 mit einer Rolle 302 durch eine Kupplung 91 verbunden angebracht ist. Dabei wird, wenn der Reifen 517 mit einer bestimmten Drehzahl in Drehung versetzt worden ist, durch hinreichend bekannte Einrichtungen der keilförmige Nocken 330 für eine Umdrehung kurzzeitig angekuppelt, wodurch-das Schwingungssystem angeregt wird.
Das Verhalten des Schwingungssystems während des Ausschwingens kann somit sehr gut untersucht werden, da der Absatz 530 keine weiteren Beunruhigungen bewirkt.
Die Höhe des keilförmigen Absatzes. 330 bestimmt die maximale Geschwindigkeit im Schwingungsdämpfer in Zug-und Druckrichtung des Dämpfers.
Ein Maß für die Funktion des Séhwingungsdämpfers ist auch die Zeit bis zum Aufsetzen des Rades auf die Rolle 502. Die Anbringung des zuschaltbaren Absatzes 330 ist auch an der Rolle 1 statt 2 in Fig. 1 günstig. Im Gegensatz zur Erregung des Schwingungssystems mit Unwucht oder gekoppeltem Nocken läuft die Role 502 mit bestimmter Drehzahl bis zur Beendigung des Mei3vorganges weiter.
Die Kupplung des keilförmigen Absatzes 550 mit der Rolle 302 wtd durch die Einschaltvorrichtung 554 bewirkt. Der Druckerzeuger 352 drückt Fluid bei Betätigung des Schalters 354 in die Logikeinheit 335. Diese bewirkt zunächst ein Offnen der Bremse 336 und ein Schließen der Kupplung 331. Der Schalter 337 spricht auf die Stellung des Absatzes 550 an und bewirkt, daß die Bremse 336 wieder geschlossen und die Kupplung 331 geöffnet wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beispielsweise dargestellte Ausführungsrorm, sondern kann weitgehend abgewandelt werden. Dies gilt insbesondere für die Lage der Erregerrolle und die Art der Prüfwertanzeige, die z.B. durch elektrische Kontakte oder optische Abtastung eines bestimmten Auslenkungsweges erfolgen kann.
Die Erfindung beschränkt sich ferner auch nicht auf die in den'Ansprüchen dargelegten MaBnahmen, sondern es wird ebenso Schutz für die in der Beschreibung und den Zeichnungen geoffenbarte Merkmale begehrt, soweit diese neu, fortschrittlich und erfinderisch sind.

Claims

P A T E N T A N 5 P R U c n E

1. Vorrichtung zur Überprüfung der Wirksamkeit von Schwingungsdämpfern an Radaufhängungen von Fahrzeugen in eingebautem Zustand, wobei das umlaufende Rad in Schwingungen versetzt wird und die dabei auftretenden Amplituden durch eine Meßeinrichtung zur Anzeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das.

Schwingungssystem durch eine Rolle erregt wird, wobei die Rolle in einer elastisch abgestützten Vorrichtung angeordnet ist.

?.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung durch eine Unwucht (D) der Erregerrolle erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle nockenförmig (203) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle exzentrisch angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle an der Außenfläche mindestens einen Absatz (303) aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle mit einer Antriebsrolle verbunden ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung mit der rfrregerrolle kuppelbar ist (503).

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle im Abstützpunkt der Vorrichtung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerrolle außerhalb des Abstützpunktes der Vorrichtung angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch ge,-kennzeichnet, daß die elastisch abgestützte Vorrichtung mit einer Abstützfeder verbunden ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfeder einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfeder (5) mit einer Resgeleinrichtung verbunden ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprtichen-l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federrate der Abstützfeder verstilbar ist.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwertanzeige durch eine Wegmessung (12) erfolgt;

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, -dadurch gekennzeichnet, daß ein .Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsaufnehmer an der Vorrichtung angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwertanzeige durch die Druckänderung der Abstützfeder erfolgt.

17. Vorrichtung nach den-Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung (15) mit der Vorrichtung verbunden ist.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeiphnet, daß die zusätzliche Dämpfunxseinrichtung (1)) mit einer Regeleinrichtung (14) verbunden ist.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daßdie Vorrichtung eine Wegbegrenzungseinrichtung aufweist.

20. Vorrichtung nach den Ansprechen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung des Prüfwertes durch messende oder attributive Anzeige erfolgt.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwer¼anzeige über einen Rechner erfolgt.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung mit einem Leistungs- und/oder Bremsenprüfstand kombiniert ist.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle ds Bremsenprüfstandes die Antriebsrolle für die Schwingungsdämpfer-Prüfeinrichtung bildet.

Leerseite