CH699670A1 - Kalibriervorrichtung für Messräder. - Google Patents

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CH699670A1
CH699670A1 CH01625/08A CH16252008A CH699670A1 CH 699670 A1 CH699670 A1 CH 699670A1 CH 01625/08 A CH01625/08 A CH 01625/08A CH 16252008 A CH16252008 A CH 16252008A CH 699670 A1 CH699670 A1 CH 699670A1
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measuring wheel
lower plate
moving
calibration device
dynamometer
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CH01625/08A
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Inventor
Paul Engeler
Bruno Guentner
Martin Ammann
Charl Cater
Original Assignee
Kistler Holding Ag
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kalibriervorrichtung (1) zum Kalibrieren von einem mit Sensoren bestückten Messrad (2). Sie umfasst ein Dynamometer (3), bestehend aus einer oberen Platte (4), auf der das Messrad (2) angeordnet werden kann, und einer unteren Platte (5) mit mindestens drei zwischen den beiden Platten (4, 5) angeordneten 2-Komponenten-Kraftsensoren x-z (6). Erfindungsgemäss ist eine Verschiebevorrichtung (7) vorgesehen, auf der das Dynamometer (3) in mindestens einer Richtung x beweglich geführt gelagert ist, umfassend einen Verschiebemechanismus (8) zum Verschieben der unteren Platte (5) auf der Verschiebevorrichtung (7) in Richtung x.

Description


  Technisches Gebiet

  

[0001]    Die Erfindung betrifft eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren von einem mit Sensoren bestückten Messrad, umfassend ein Dynamometer bestehend aus einer oberen Platte, auf der das Messrad angeordnet werden kann, und einer unteren Platte mit mindestens drei zwischen den beiden Platten angeordneten 2-Komponenten-Kraftsensoren x-z.

Stand der Technik

  

[0002]    Messräder zum Messen von Kräften und Momenten müssen zum Kalibrieren zu einer Kalibriereinheit gebracht werden, was sehr aufwändig ist, da diese oft hunderte Kilometer vom eigentlichen Messort entfernt steht.

Darstellung der Erfindung

  

[0003]    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kalibriervorrichtung zu beschreiben, welche transportabel ist und nicht zu teuer, sodass sie jeweils vor einer Messung vor Ort eingesetzt werden kann.

  

[0004]    Die Aufgabe wird gelöst durch die Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs.

  

[0005]    Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die eingangs beschriebene Kalibriervorrichtung eine Verschiebevorrichtung umfasst, auf der das Dynamometer in mindestens einer Richtung x beweglich geführt gelagert ist, sowie ein Verschiebemechanismus zum Verschieben der unteren Platte auf der Verschiebevorrichtung in Richtung x.

  

[0006]    Erklärung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

  

[0007]    Im Folgenden wird die Erfindung unter Beizug der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigt
<tb>Fig. 1 <sep>eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Kalibriervorrichtung mit einem Messrad, das an einem Fahrzeug montiert ist.

Wege zur Ausführung der Erfindung

  

[0008]    Fig. 1 zeigt eine Kalibriervorrichtung 1 zum Kalibrieren von einem mit Sensoren bestückten Messrad 2 sowie ein solches Messrad 2. Die Vorrichtung umfasst ein Dynamometer 3 bestehend aus einer oberen Platte 4, auf der das Messrad 2 angeordnet werden kann, und einer unteren Platte 5 mit mindestens drei zwischen den beiden Platten angeordneten 2-Komponenten-Kraftsensoren x-z 6.

  

[0009]    Mit z wird hier jeweils die senkrechte Achse bezeichnet, mit x und y die beiden horizontalen Achsen. Vorzugsweise verlaufen diese in Fahrtrichtung und senkrecht dazu. Wahlweise kann x oder y die Fahrtrichtung sein.

  

[0010]    Erfindungsgemäss umfasst die Vorrichtung eine Verschiebevorrichtung 7, auf der das Dynamometer 3 in mindestens einer Richtung x beweglich geführt gelagert ist sowie ein Verschiebemechanismus 8 zum Verschieben der unteren Platte 5 auf der Verschiebevorrichtung 7 in Richtung x.

  

[0011]    Obwohl mathematisch gesehen drei Kraftsensoren zwischen den Platten 4, 5 ausreichen, sind vorzugsweise vier oder mehr Kraftsensoren vorgesehen, und vorzugsweise sind dies 3-Komponenten Kraftsensoren. Der Abstand vom Radmittelpunkt des Messrades 2 zur Auflage auf der oberen Platte 4 muss für die Berechnung der Daten bestimmt werden.

  

[0012]    Bei einer Messung wird die untere Platte 5 durch die Verschiebevorrichtung 7 in Richtung x verschoben.

  

[0013]    Die Kalibriervorrichtung 1 umfasst erfindungsgemäss vorzugsweise eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) zum Berechnen der bei einer Verschiebung der unteren Platte 5 durch den Verschiebemechanismus vom Messrad 2 auf die obere Platte 4 wirkenden Kräfte und Momente.

  

[0014]    Auf Grund der bei einer Messung ermittelten Daten kann insbesondere der Auflagepunkt des Rades unter Last bestimmt werden. Dieser verschiebt sich unter Last, weil der Pneu des Messrades 2 durch die Haft an der sich verschiebenden Platte und verzerrt und gequetscht wird. Das Fahrzeug bleibt bei einer solchen Messung mit den anderen drei Rädern dank der Haftreibung am Untergrund stehen. Dieser Untergrund muss fest mit dem Untergrund verbunden sein, auf dem die Kalibriervorrichtung 1 montiert ist.

  

[0015]    Diese Kalibriervorrichtung 1 kann einerseits im Boden vertieft eingelagert sein, sodass ein Testfahrzeug mit einem Rad bequem darauf fahren kann. Andererseits kann sie auch einfach auf dem Boden stehen, beispielsweise hinter einer Rampe. In diesem Fall können drei Klötze, ebenfalls hinter Rampen so angeordnet sein, auf ein Testfahrzeug darauf fahren kann und dann eben auf diesen Klötzen steht für eine Messung. Die Klötze müssen fest mit dem Untergrund verbunden sein, auf dem auch die Kalibriervorrichtung angebracht ist.

  

[0016]    Nach einer Messung kann die Kalibriervorrichtung 1 um 90[deg.] gedreht werden, um eine zweite Messung am Messrad 2 durchzuführen. Dies ist notwendig, um alle Kräfte und Momente in alle Richtungen zu kalibrieren. Die Last in -z Richtung, die vom Fahrzeug her auf das Messrad 2 wirkt, wird ebenfalls in die Messung und anschliessende Berechnung einbezogen.

  

[0017]    Vorzugsweise umfasst die Kalibriervorrichtung 1 eine zweite Verschiebevorrichtung 9, auf der das Dynamometer 3 in Richtung y, orthogonal zu x, beweglich geführt gelagert ist. Diese umfasst wiederum einen Verschiebemechanismus 10 zum Verschieben der unteren Platte 5 auf der Verschiebevorrichtung 9 in Richtung y. Diese Erweiterung der Kalibriervorrichtung 1 eine komplette Messung zu machen, ohne die Kalibriervorrichtung 1 dafür drehen zu müssen.

  

[0018]    Die Verschiebevorrichtungen 7, 9 können beispielsweise aus einem Schienensystem bestehen, vorzugsweise mit Kugellagern gelagert. Dadurch ist die aufzubringende Kraft für die Verschiebemechanismen 8, 10 gering. Diese können beispielsweise von Hand, mit einer Kurbel angetrieben werden, oder durch einen kleinen Motor, etwa ein Elektromotor. Die Verschiebevorrichtungen 7, 9 sollten eine seitliche Führung aufweisen um zu gewährleisten, dass die Translation nur in x resp. nur in y Richtung verläuft.

  

[0019]    Die Oberfläche der oberen Platte 4 ist vorzugsweise mit einem rauen Belag ausgestattet zum Erzeugen einer hohen Haftreibung mit einem Messrad 2.

  

[0020]    Die Vorrichtung 1 ist mobil, da sie nur ein Gewicht von etwa 100 kg aufweist. Da sie auch nicht teuer ist, kann sie jeweils vor Ort eines Anwenders stehen. Herkömmliche Kalibriervorrichtungen 1 für diese Zwecke standen bisher nur beim Hersteller der Sensoren für die Messräder 2.

  

[0021]    Da eine Messung nur wenige Minuten dauert, kann problemlos vor einer Messfahrt jedes Messrad überprüft werden. Bei festgestellten Problemen können unverzüglich, vor der Testfahrt, die erforderlichen Massnahmen getroffen werden. Dies erspart Leerläufe bei den Testfahrten.

  

[0022]    Einerseits kann ein an einem Fahrzeug montiertes Messrad 2 kalibriert werden. Dies hat den Vorteil, dass die effektiv auf ein Rad bei einer Fahrt wirkende Kraft eingeleitet wird. Bei einer Kalibrierung werden die am Messrad 2 ermittelten Kräfte und Momente mit den Kräften und Momenten verglichen, die an der Auswerteeinheit ermittelt werden. Entsprechende Abweichungen ermöglichen eine Korrektur der Einstellungen, wodurch die Kalibrierung der Messräder durchgeführt wird.

  

[0023]    Wichtig ist, dass die Verschiebevorrichtung 7 für eine Kalibrierung fest an einem Untergrund angebracht ist, der fest mit dem Untergrund verbunden ist, auf dem mindestens ein zweites Rad des Fahrzeuges in x-Richtung steht.

  

[0024]    Bei einer zusätzlichen Verschiebeeinrichtung in y-Richtung der Kalibriervorrichtung 1 muss der Untergrund der Verschiebeeinrichtung auch fest mit dem Untergrund verbunden sein, auf dem ein drittes Rad des Fahrzeuges in y-Richtung steht.

  

[0025]    Alternativ kann auf der Kalibriervorrichtung 1 ein an einer PrüfVorrichtung montiertes Messrad 2 kalibriert werden. Dann muss entsprechend die Verschiebevorrichtung fest an einem Untergrund angebracht werden, der fest mit der PrüfVorrichtung verbunden ist.

  

[0026]    Der Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass das Messrad 2 alleine, ohne Fahrzeug kalibriert werden kann.

Bezugszeichenliste

  

[0027]    
<tb>1<sep>Kalibriervorrichtung


  <tb>2<sep>Messrad


  <tb>3<sep>Dynamometer


  <tb>4<sep>obere Platte


  <tb>5<sep>untere Platte


  <tb>6<sep>2-Komponenten-Kraftsensoren x-z


  <tb>7<sep>Verschiebevorrichtung in Richtung x


  <tb>8<sep>Verschiebemechanismus in Richtung x


  <tb>9<sep>Verschiebevorrichtung in Richtung y


  <tb>10<sep>Verschiebemechanismus in Richtung y

Claims (12)

1. Kalibriervorrichtung (1) zum Kalibrieren von einem mit Sensoren bestückten Messrad (2) umfassend ein Dynamometer (3) bestehend aus einer oberen Platte (4), auf der das Messrad (2) angeordnet werden kann, und einer unteren Platte (5) mit mindestens drei zwischen den beiden Platten (4, 5) angeordneten mindestens 2-Komponenten-Kraftsensoren x-z (6), gekennzeichnet durch eine Verschiebevorrichtung (7), auf der das Dynamometer (3) in mindestens einer Richtung x beweglich geführt gelagert ist, umfassend ein Verschiebemechanismus (8) zum Verschieben der unteren Platte (5) auf der Verschiebevorrichtung (7) in Richtung x.
2. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit zum Berechnen der bei einer Verschiebung der unteren Platte (5) durch den Verschiebemechanismus (8) vom Messrad (2) auf die obere Platte (4) wirkenden Kräfte und Momente.
3. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch vier zwischen den beiden Platten (4, 5) angeordneten Kraftsensoren (6).
4. Kalibriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoren (6) 3-Komponenten Kraftsensoren sind.
5. Kalibriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Verschiebevorrichtung (9), auf der das Dynamometer (3) in Richtung y, orthogonal zu x, beweglich geführt gelagert ist, umfassend ein Verschiebemechanismus (10) zum Verschieben der unteren Platte (5) auf der Verschiebevorrichtung (9) in Richtung y.
6. Kalibriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der oberen Platte (4) einen rauen Belag aufweist zum Erzeugen einer hohen Haftreibung mit einem Messrad (2).
7. Kalibriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mobil ist.
8. Kalibriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einem Fahrzeug montiertes Messrad (2) kalibriert werden kann.
9. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) fest an einem Untergrund angebracht werden kann, der fest mit dem Untergrund verbunden ist, auf dem ein zweites Rad des Fahrzeuges in x-Richtung steht.
10. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 9 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Untergrund der Vorrichtung (1) auch fest mit dem Untergrund verbunden ist, auf dem ein drittes Rad des Fahrzeuges in y-Richtung steht.
11. Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer PrüfVorrichtung montiertes Messrad (2) kalibriert werden kann.
12. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) fest an einem Untergrund angebracht werden kann, der fest mit der PrüfVorrichtung verbunden ist.
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