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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung einer Unwucht eines Fahrzeugrades, insbesondere eines Motorrad-Rades.
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Vorrichtungen zur Messung der Unwucht eines Fahrzeugrades, insbesondere eines Motorrad-Rades, sind im Stand der Technik bekannt.
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Eine dafür vorgesehene Vorrichtung umfasst üblicherweise ein Traggestell mit zwei Tragarmen und mit einer drehbar auf den Tragarmen gelagerten Welle für das Fahrzeugrad, wobei das Fahrzeugrad beim Messen der Unwucht zwischen den Tragarmen anzuordnen ist.
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Aus der
DE 10 2009 032 808 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen einer Unwucht eines Fahrzeugrades bekannt, welche an jedem Tragarm mindestens einen Schwingungssensor zur Bestimmung der bei auf der Welle rotierendem Fahrzeugrad auf die Welle übertragenen Kräfte und /oder Schwingungen vorgesehen ist. Des Weiteren ist wenigstens ein Drehzahlsensor zur Bestimmung der Drehzahl und des Drehwinkels und wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der dynamischen Unwucht des Fahrzeugrades vorgesehen.
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Üblicherweise weisen Vorrichtungen zur Messung der Unwucht eines Fahrzeugrades Lager auf, welche sich auf den Tragarmen befinden und zur Lagerung der Welle dienen. Bei diesen Lagern handelt es sich um Kugel-, Walz oder Gleitlager. Diese Lager weisen eine Lebensdauer auf, welche aufgrund von Verschmutzungen stark eingeschränkt werden kann. Da in Werkstätten eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für Verschmutzungen der Lager herscht, ist die Haltbarkeit der Lager eingeschränkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die ein einfaches, zuverlässiges und genaues Messen der Unwucht eines Fahrzeugrades ermöglicht und eine lange Lebensdauer der Lager der Vorrichtung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen einer Unwucht eines Fahrzeugrades, insbesondere eines Motorrad-Rades, weist einen ersten Tragarm und einen zweiten Tragarm, welche auf einer Basisplatte angeordnet sind, auf. Eine Welle für das Fahrzeugrad ist drehbar auf dem ersten und zweiten Tragarm gelagert.
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Mit mindestens einem Luftlager, welches auf den ersten und/oder zweiten Tragarm angeordnet ist, kann eine sichere und langlebige Lagerung der Welle gewährleistet werden. Herkömmliche Lager, wie Wälz oder Schmierlager, müssen als ungekapselte Lager ausgeführt werden, um die geringstmögliche Reibung zu gewährleisten, so dass eine Verschmutzung der Lager durch Verunreinigungen nicht ausgeschlossen werden kann. Gerade im Arbeitsumfeld einer Kraftfahrzeug-Werkstatt ist mit starken Verunreinigen zu rechnen, so dass die Lebensdauer dieser herkömmlichen Lager stark eingeschränkt ist und bei Verschmutzung die Reibung wiederum so erhöht ist, dass eine exakte Messung der Unwucht nicht mehr möglich ist.
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Zur Bestimmung einer Unwucht eines Fahrzeugreifens wird der Fahrzeugreifen auf der Welle zwischen den Tragarmen befestigt. Dann wird die Eigenschaft genutzt, dass der schwerste Punkt des Fahrzeugreifens eine Tendenz hat sich in die niedrigste Position zu bewegen. Hat ein Fahrzeugrad keine Unwucht, so bleibt das Fahrzeugrad in der Position stehen, in der es auf der Welle befestigt wurde, besteht eine Unwucht bewegt sich das Fahrzeugrad mit der Welle bis der schwerste Punkt des Fahrzeugrades am niedrigsten Punkt angelangt ist. Um die Unwucht zu beseitigen, können Korrekturmassen auf den Fahrzeugreifen angebracht werden, um die Unwucht auszugleichen.
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Neben diesem manuellen Verfahren zur Bestimmung einer Unwucht eines Fahrzeugreifens, können auch automatische Verfahren zum Messen einer Unwucht zum Einsatz kommen. Durch Sensoreinrichtungen werden in diesem Fall die Kräfte und Vibrationen, die durch eine Rotationsunwucht entstehen gemessen. Diese Vorrichtungen zur automatischen Messung einer Unwucht sind von ihrem prinzipiellen Aufbau identisch zu den Vorrichtungen für das manuelle Verfahren, weisen jedoch noch zusätzliche Messinstrumente und eventuell einen Elektromotor auf, welcher die Welle antreibt.
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Des Weiteren sind die vorgeschlagenen Luftlager aufgrund ihrer geometrischen Abmessungen durch ein kostengünstiges Spritzgussverfahren herstellbar.
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Sowohl bei den manuellen, als auch bei den automatischen Verfahren zur Messung einer Unwucht ist der Einsatz von Luftlagern von Vorteil, da er die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht und fast keine Reibung mehr vorhanden ist. Des Weiteren entstehen keine Kosten für den Austausch von Lagerteilen. Im Folgenden wird die Erfindung nur beispielhaft anhand einer manuellen Vorrichtung erläutert. Dies schließt den Einsatz von Luftlagern für anders konzipierte Vorrichtungen zur Messung einer Unwucht jedoch nicht aus.
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Es ist von Vorteil, wenn das mindestens eine Luftlager durch eine halbschalenförmige Aufnahme, mit einen zylinderförmigen Innendurchmesser und einer Aussparung für den Luftaustritt gebildet wird, da diese Form sich optimal an den Außendurchmesser der Welle anpasst. Des Weiteren ermöglicht diese Form eine einfache Aufnahme der Welle, so dass ein schneller Wechsel der Fahrzeugreifen auf und von der Welle gewährleistet werden kann.
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Vorteilhafterweise stimmt der zylinderförmiger Innendurchmesser der halbschalenförmigen Aufnahme mit dem Durchmesser der Welle überein oder ist nur minimal größer, da durch diese geometrischen Abmessung ein seitliches Spiel der Welle vermieden wird. Durch ein geringes seitliches Spiel kann die Messgenauigkeit der Vorrichtung gesteigert werden.
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Eine in der Basisplatte angeordnete statische Druckluftquelle, welche das Luftlager mit Luft versorgt, ist von Vorteil, da dies einen Betrieb der Vorrichtung unabhängig von externen Serviceeinrichtungen, wie einer Werkstatt-Druckluftquelle, ermöglicht. Die Vorrichtung kann auch an einem Ort betrieben werden, an dem keine Werkstatt-Druckluftquelle zur Verfügung steht.
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Vorteilhaft ist eine Versorgung mit Luft des mindestens einen Luftlagers durch eine externe Druckluftversorgung, insbesondere einer Werkstatt-Druckluftquelle, da sich dadurch ein Speicher für Druckluft innerhalb der Vorrichtung erübrigt und die Vorrichtung kostengünstiger wird. Auch ist das Gewicht der Vorrichtung geringer gegenüber einer Vorrichtung mit internem Druckluftspeicher.
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Wenn die externe Druckluftversorgung über einen Anschluss mit dem Luftlager verbunden ist, kann die zugeführte Luftmenge über einen Druckminderer präzise eingestellt werden, so dass die für die Vorrichtung benötigte Luftzufuhr eingestellt werden kann, unabhängig von dem Druck der an einer externen Druckluftquelle herrscht. Eine zu große oder zu geringe Luftmenge könnte ansonsten zu einer instabilen Lagerung führen.
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Es ist von Vorteil, wenn das mindestens eine Luftlager ein Axiallager aufweist, welches durch einen weiteren Auslass für Luft gebildet wird, um ein Luftpolster zwischen einem auf der Welle angeordneten Druckring und dem Luftlager zu bilden. Durch das zusätzliche Axiallager lässt sich die Welle in axialer Richtung auf den Tragarmen fixieren ohne das Reibung und Verschleiß auftritt. Dieses axiale Luftlager kann zum Messen eines Seitenschlags des Rads mittels einer Messuhr genutzt werden. Wäre die axiale Luftlagerung nicht vorhanden, würde die Federkraft der Messuhr das Rad seitlich in den Lagern verschieben.
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Wenn das mindestens eine Luftlager ein Ventil aufweist, um den weiteren Auslass zu öffnen oder zu schließen oder die benötigte Luftmenge für den weiteren Auslass zu regulieren, kann abhängig vom Bedarf das gleiche Luftlager als Radiallager und/oder Axiallager genutzt werden.
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Um die Messung der Unwucht eines Fahrzeugrades exakt durchzuführen, muss die gesamte Vorrichtung horizontal ausgerichtet sein. Durch einen ausrichtbaren Fuß und ein Nivellierelement (Libelle) ist eine kostengünstige Möglichkeit gegeben, um die Basisplatte horizontal auszurichten.
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Es ist von Vorteil, wenn die Verbindung zwischen dem mindestens einem Luftlager und dem zugeordneten Tragarm durch eine Halbkugel am Luftlager, welche durch eine Kugelpfanne im Tragarm aufgenommen wird, gebildet wird, so dass sich beide Lagerstellen zueinander ausrichten und eine eventuelle Durchbiegung der Welle ausgeglichen wird. Diese Verbindung ist um wenige Grad schwenkbar, so dass eine Selbstausrichtung des mindestens einen Luftlagers im Tragarm gewährleistet wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
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1 den Aufbau einer Vorrichtung zur Messung einer Unwucht und
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2 den Aufbau eines Luftlagers für eine Vorrichtung zur Messung einer Unwucht.
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1 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung zur Messung einer Unwucht eines Fahrzeugrades, insbesondere eines Motorrad-Rades.
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Eine derartige Vorrichtung weist einen ersten Tragarm 7 und einen zweiten Tragarm 9 auf, welche auf einer Basisplatte 5 angeordnet sind, auf. Auf dem ersten und zweiten Tragarm 7, 9 ist drehbar eine Welle 11 gelagert.
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Diese Welle 11 dient zur Aufnahme des Fahrzeugrades und ist von ihrer Dimension und Länge so gestaltet, dass sie ein Fahrzeugrad direkt oder mit Hilfe von Adaptoren oder Innenringen im Drehzentrum des Fahrzeugrades aufnehmen kann. Typischerweise wird das Fahrzeugrad zwischen zwei Konen auf der Welle 11 eingespannt. Das Fahrzeugrad wird nach Aufnahme durch die Welle 11 zwischen den ersten Tragarm 7 und dem zweiten Tragarm 9 auf der Vorrichtung 1 zur Messung der Unwucht platziert.
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An dem ersten und/oder zweiten Tragarm 7, 9 ist jeweils mindestens ein Luftlager 17, 19 für die Welle 11 vorgesehen. Dieses Luftlager 11 ist am oberen Ende des jeweiligen Tragarmes 7, 9 befestigt und dient zur Vermeidung von Reibung und Verschleiß bei einer Drehung der Welle 11 auf den Tragarmen 7, 9.
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In der 2 ist ein erfindungsgemäßes Luftlager gezeigt. Das mindestens eine Luftlager 17, 19 wird durch eine halbschalenförmige Aufnahme 31, welche einen zylinderförmigen Innendurchmesser zur Aufnahme der Welle 11 aufweist, gebildet. Die halbschalenförmige Aufnahme 31 ist an zwei gegenüberliegenden Seiten geöffnet, so dass die Welle 11 so in die halbschalenförmige Aufnahme 11 gelegt werden kann, dass sie an beiden Seiten über diese Aufnahme 31 hinausragt.
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Die Aufnahme 31 weist eine Aussparung 29 auf, welche für den Luftaustritt des Luftlagers 17, 19 gebildet ist. Durch Luft, welche durch die Aussparung 29 austritt, bildet sich ein Luftpolster zwischen der Welle 11 und der Aufnahme 31, so dass Reibung weitgehend vermieden wird.
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Der zylinderförmige Innendurchmesser der halbschalenförmigen Aufnahme 31 hat einen Durchmesser der mit dem Durchmesser der Welle 11 übereinstimmt oder minimal größer als der Durchmesser der Welle 11 ist. Dies stellt sicher, dass die Welle 11 innerhalb der Aufnahme 31 kein seitliches Spiel hat und vornehmlich eine rotierende Bewegung ausführt.
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Die Aussparung 29 wird über eine im ersten und/oder zweiten Tragarm 7, 9 angeordnete Luftversorgung mit Druckluft versorgt. Diese Luftversorgung ist insbesondere ein Luftkanal, der durch den ersten und/oder zweiten Tragarm 7, 9 geführt ist und mit einer statischen Druckluftquelle oder einer externen Druckluftversorgung in Verbindung steht.
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Die statische Druckluftquelle kann ein in der Basisplatte 5 der Vorrichtung 1 angeordneter Druckluftspeicher sein, welcher bei Bedarf über einen Anschluss 25 mit Druckluft aufgefüllt werden kann.
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Die externe Druckluftversorgung kann insbesondere eine Werkstatt-Druckluftquelle sein, welche über einen Anschluss 25 mit dem Luftkanal verbunden ist. Um die über die externe Druckluftquelle zugeführte Luftmenge einzustellen ist ein Druckregelventil 23 am Anschluss 25 oder in dem Luftkanal vorgesehen. Der Öffnungsgrad des Druckregelventil 23 kann durch einen Regler, welcher sich an der Basisplatte 5 oder an dem ersten und/oder zweiten Tragarm 7, 9 befindet, eingestellt werden.
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Das mindestens eine Luftlager 17, 19 kann neben dem Radiallager, welches durch die Aufnahme 31 und Aussparung 29 gebildet wird, ein zusätzliches Axiallager aufweisen. Dieses Axiallager wird durch einen weiteren Auslass 33 für Luft im Luftlager 17, 19 gebildet wird. Durch den weiteren Auslass 33 wird ein Luftpolster zwischen einem auf der Welle 11 angeordneten Druckring 21 und dem Luftlager 17, 19 gebildet.
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Der Druckring bewirkt, dass sich die Welle nicht in axialer Richtung auf den Tragarmen 7, 9 bewegt. Durch das Luftpolster, welches durch Luft aus dem Auslass 33 gebildet wird, kann Reibung und damit ein Verschleiß der angrenzenden Bauteile vermieden werden.
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Das Luftlager 17, 19 kann ein Ventil 27 aufweisen, um die Luftzufuhr zu dem weiteren Auslass 33 zu regeln oder die Luftzufuhr zu den weiteren Auslass 33 zu öffnen oder zu schließen.
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Die Verbindung zwischen dem mindestens einem Luftlager 17, 19 und dem zugeordneten Tragarm 7, 9 wird durch eine Halbkugel am unteren Ende des Luftlagers 17, 19, welche durch eine Kugelpfanne im Tragarm 7, 9 aufgenommen wird, gebildet. Diese Verbindung kann nur durch einen Sicherungsring gehalten werden, so dass die Halbkugel in der Kugelpfanne frei drehbar ist und um wenige Grad, insbesondere 1 bis 2 Grad, schwenkbar ist um eine Selbstausrichtung des mindestens einen Luftlagers 17, 19 im Tragarm 7, 9 zu gewährleisten.
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Um das Luftlager 17, 19 im Tragarm auszurichten wird eine hohe Luftzufuhr zum Luftlager 17, 19 eingestellt. Da sich sowohl in der dem Luftlager 17, 19 zugeordneten Halbkugel ein Luftkanal, als auch im Tragarm ein Luftkanal befindet, der in die Kugelpfanne mündet, kann durch den hohen Luftstrom eine Selbstausrichtung des Luftlagers erzielt werden.
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Hierzu wir beispielsweise das Druckregelventil 23 vor dem eigentlichen Gebrauch der Vorrichtung zur Messung der Unwucht so weit geöffnet, bis ein summendes oder kreischendes Geräusch entsteht. Die durch den Luftstrom bewirkten Kräfte setzen das Luftlager 17, 19 in Schwingung, so dass die Halbkugel nicht mehr in der Kugelpfanne klebt. Der Luftdruck wird im Folgenden langsam reduziert, so dass eine Ausrichtung der einander zugewandten Enden des Luftkanals erfolgt.
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Um eine Messung der Unwucht eines Fahrzeugreifens korrekt durchzuführen, muss die gesamte Vorrichtung 1 horizontal ausgerichtet sein. Um dies sicherzustellen, weist die Basisplatte 5 einen höhenverstellbaren Fuß 15 und ein Nivellierelement 13 auf. Durch Veränderungen der Länge des höhenverstellbaren Fußes 15 lässt sich die Basisplatte 5 und damit die Vorrichtung 1 zum Messen einer Unwucht horizontal ausrichten.
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Die Länge des ersten und zweiten Tragarmes 7, 8 entspricht mindestens dem Radius des Fahrzeugrades, um einen Kontakt zwischen Fahrzeugrad und Basisplatte 5 zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009032808 A1 [0004]
- DE 102008009320 A1 [0005]
- DE 10202897 A1 [0005]
