DE1473592B2 - Vorrichtung zur pruefung der unwucht von fahrzeugraedern - Google Patents

Description

Durch die Erfindung ist ermöglicht, die Unwucht von Fahrzeugrädern auf sehr einfache und schnelle 5 Weise zu bestimmen, ohne daß es notwendig wäre, die Räder abzunehmen. Weiterhin ist es nicht erforderlich, irgendwelche genauen Einstellungen oder Anordnungen vorzunehmen, da das zu prüfende Fahrzeugrad einfach auf den Rollendynamometer aufgefahren wird, daß die Achse des zu prüfenden io gefahren wird, auf welchem es von allein in der zur Fahrzeugrades genau senkrecht über der Walze liegt. Messung notwendigen genauen Stellung angeordnet Eine solche Anordnung eines Fahrzeugrades auf wird. Es ist weiterhin bei der Vorrichtung gemäß der einer Walze ist praktisch kaum zu verwirklichen. Erfindung möglich, eine Eichung vorzunehmen, in-

Es ist weiter eine Schwingungsanzeige, insbeson- dem zunächst Räder mit bekannter Unwucht geprüft dere für Auswuchtmaschinen bekannt, bei der Schwin- 15 werden. Danach wird bei der Prüfung gleichzeitig die gungsausschläge mittels einer Lichtquelle und einer Größe der Unwucht erhalten.

Photozelle und einer Gitteranordnung erfaßt werden, Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

wobei die Gitteranordnung mit dem schwingenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Teil verbunden werden muß. Diese Schwingungsan- Fig. 1 ist eine schaubildliche Teilansicht eines

zeige ist zur Unwuchtprüfung von Fahrzeugrädern 20 Fahrzeug-Inspektionsraumes und insbesondere desnicht geeignet, insbesondere, wenn berücksichtigt jenigen Teiles dieses Raumes, welcher den Dynamowird, daß heutzutage die Unwuchtprüfung von Fahr- meter enthält, mit welchem die Erfindung vorteilhaft zeugrädern nur eine von vielen möglichst schnell verwendet werden kann;

durchzuführenden Prüfungen ist. Die Verwendung F i g. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

der bekannten Schwingungsanzeige würde zu einer 25 Querschnittsansicht nach Linie 2-2 der F i g. 1 und vergleichsweise umständlichen und zeitraubenden zeigt das Kraftfahrzeugrad in der Prüfstellung; Prüfung führen. F i g. 3 ist eine schematische Teilschnittansicht

Es ist auch eine Ausgleichsvorrichtung bekannt, nach Linie 3-3 der Fig. 2;

bei der der auszubalancierende Gegenstand mittels F i g. 4 ist eine schematische Darstellung eines

eines Riemens gedreht wird, während er in Schwing- 30 Meßstromkreises, der zur Verwendung mit der Einarmen gehalten ist. Wenn der Gegenstand sich dreht, richtung gemäß der Erfindung geeignet ist; bewegen sich die Arme aufwärts und abwärts, wenn F i g. 5 ist ein Blockdiagramm eines abgeänderten

Unwuchtkräfte auf sie einwirken, und diese Armbe- Meßkreises.

wegungen führen zu einer Vergrößerung oder Ver- In F i g. 1 ist der Inspektionsraum, in welchem die

kleinerung der Menge von Licht, welches die Meß- 35 Einrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft angezelle von der Lichtquelle erreicht. Gleichzeitig wird ordnet ist, mit 10 bezeichnet. Der Inspektionsraum eine Entladungsröhre gezündet, um die Stellung anzu- 10 weist Wände 12, einen Boden 14, eine Eingangszeigen, an der der Gegenstand sich außer Gleich- öffnung 16 an einem Ende und eine Ausgangsgewicht befindet. Würde eine solche Ausführung für Öffnung (nicht dargestellt) an dem anderen Ende auf. die Prüfung von Fahrzeugrädern verwendet, so müßte 40 Weiterhin ist in einer Grube 19 od. dgl. unter der jedes Rad des Fahrzeuges abgenommen und einzeln Ebene des Bodens 14 und in Richtung gegen das Eingeprüft werden. Es ist offensichtlich, daß eine solche
Arbeitsweise zu aufwendig^und zu teuer ist.

Es ist schließlich auch bekannt, den Schlag von Maschinenspindeln lichtelektrisch zu messen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Unwucht von Fahrzeugrädern unter im wesentlichen Straßenbedingungen schnell und einfach zu prüfen. Zur'Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zur Prüfung der

Unwucht von Fahrzeugrädern gemäß der Erfindung 50 stells gelagert, und wenigstens eine der Rollen jedes dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rollen- Rollenpaares kann durch einen Motor 24 in Drehung dynamometer auf einer Radseite eine Lichtquelle und versetzt werden.

auf der anderen Radseite eine lichtempfindliche Ein- Sowohl der Inspektionsraum 10 als auch der

richtung angeordnet ist, die ein der Amplitude der Dynamometer 18 weisen in der Praxis beträchtlich Radunwucht entsprechendes Signal erzeugt und mit 55 mehr Ausrüstungen und Geräte auf, als in der Zeicheiner Einrichtung zum Messen und Anzeigen der Am- nung dargestellt sind. Diese Einzelheiten sind jedoch plitude der Radunwucht verbunden ist. fortgelassen worden, um die Erfindung klarer wieder-

Die Lichtquelle und die lichtempfindliche Einrich- geben zu können.

tung sind vorzugsweise im wesentlichen in der durch Gemäß den F i g. 2 und 3 der Zeichnung ist das

die Mitte eines auf den Dynamometerrollen abge- 60 Rad 22 zwischen den Rollen 20 des Dynamometers stützten Rades verlaufenden senkrechten Ebene an- 18 angeordnet und befindet sich somit in der richtigen geordnet. Stellung, in welcher die Dynamometerprüfung durch-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- geführt werden kann und in welcher die erfindungsfindung enthält der Meßstromkreis Einrichtungen gemäße Einrichtung zum Abfühlen der Radunwucht zum Messen der Amplitude der Radunwucht bei 65 verwendet werden kann. Diese letztere Einrichtung einer der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades weist eine Lichtquelle 26 auf, die an einer Seite des entsprechenden Frequenz. Der Meßstromkreis kann Rades 22 angeordnet und in zweckentsprechender vorzugsweise einen Filter zum Ausfiltern aller Signal- Weise, z. B. an der Strebe 23, befestigt ist. Aus

gangsende 16 des Inspektionsraumes 10 ein Maxwell-Dynamometer 18 angeordnet. Der Dynamometer 18 ist von üblicher Art und weist Paare von im Ab-45 stand voneinander befindlichen Rollen 20 auf, zwischen denen Räder 22 des zu prüfenden Fahrzeugs während der Prüfung mit dem Dynamometer abgestützt sind. Die Rollen 20 sind in zweckentsprechender Weise an Tragstreben 23 des Dynamomeferge-

Gründen, die später erläutert werden, wird die Lichtquelle 26 aus einer Gleichstromquelle, beispielsweise einer Batterie 28, gespeist.

An der der Lichtquelle 26 gegenüberliegenden Seite des Rades 22 ist ein lichtempfindliches Element in Form einer Photozelle 30 angeordnet, die in zweckentsprechender Weise, beispielsweise mittels eines Lagerarmes 32, abgestützt ist, der mit der auf dieser Seite des Rades 22 liegenden Strebe 23 verbunden ist. Die Photozelle 30 ist vorgesehen, um durch Abfühlen von von der Lichtquelle 26 in Richtung gegen den Umfang des Rades 22 wanderndem Licht ein moduliertes Signal zu erzeugen, daß in seiner Größe der Amplitude der durch Unwucht beim Drehen hervorgerufenen Radschwingung entspricht. Dementsprechend ist die Photozelle 30 in mit Bezug auf das Rad 22 radialer Richtung länglich ausgeführt, wobei in dem Rahmen, in welchem die Photozelle 30 gehalten ist, ein Schlitz 34 ausgebildet ist. Auf diese Weise ändert sich die Menge des durch den Schlitz 34 hindurchtretenden und damit durch die Photozelle 30 abgefühlten Lichtes mit der Bewegung des Radumfangs infolge von Schwingungen, _v die durch Unwucht des Rades 22 hervorgerufen werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, sind der den Arbeitsbereich der Photozelle 30 bestimmende Schlitz 34 und die Lichtquelle 26 in einer Größe der Unwucht des Rades 22 proportional ist. Die Frequenz dieses Wechselstromsignals ist der Drehzahl je Sekunde des Rades 22 gleich. Der Meßstromkreis 36 ist dazu bestimmt, die Amplitude dieses von der Photozelle 30 erzeugten Wechselstromsignals und damit die Größe der Unwucht des Rades 22 zu messen und anzuzeigen.

Dem Meßstromkreis 36 wird, wie in F i g. 4 dargestellt, Energie in Form einer Gleichspannung zugeführt, die an eine Leitung 40 und an eine geerdete Leitung 42 angelegt ist. Die positive Seite der Gleichspannung ist an die Leitung 40 angelegt. Ein Spannungsteiler, der zwischen den Leitungen 40 und 42 in Reihe geschaltete Widerstände 44 und 46 aufweist, ist vorgesehen, und die Anode der Photozelle 30 ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände 44 und 46 verbunden. Die Kathode der Photozelle 30 ist über einen Belastungswiderstand 48 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Dadurch wird ein Teil der zwischen den Leitungen 40 und 42 vorhandenen Gleichspannung an die Photozelle 30 angelegt, und die Stromänderungen in der Photozelle 30, die durch Änderungen des auftreffenden Lichtes hervorgerufen werden, bewirken eine entsprechende Änderung der an-dem Belastungswiderstand 48 liegenden Spannung. Diese Signalspannung wird über einen Kondensator 50 an das Gitter einer Triode 52 angelegt, wobei dieses Gitter über einen Widerstand 54 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden ist. Der Kondensator

senkrechten Ebene angeordnet, die durch die Mitte 30 50 entfernt die Gleichspannungskomponente der an

des Rades 22 und durch die Mitte zwischen den Achsen der Rollen 20 verläuft. Es wird weiterhin vorgezogen, daß die Photozelle 30 und die Lichtquelle 26 am untersten Teil des Rades 22 bzw. körperlich zwischen den Rollen 20 angeordnet sind, obwohl es für einen Fachmann ersichtlich ist, daß die Photozelle 30 und die Lichtquelle 26 an anderen Stellen des Umfangs des zu prüfenden Rades 22 derart angeordnet werden können, daß ein zufriedendem Belastungswiderstand 48 erzeugten Signalspannung und legt an das Gitter der Triode 52 nur die Wechselspannung an, die durch Änderungen des auf die Photozelle 30 auftreffenden Lichtes hervorgerufen ist. Die Anode der Triode 52 ist über einen Belastungswiderstand 56 mit der Leitung 40 und ihre Kathode ist über einen Widerstand 58 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Die Triode 52 verstärkt die an ihr Gitter angelegte Signalspannung und

stellendes Arbeiten der erfindungsgemäßen Einrich- 40 legt die verstärkte Spannung über einen Kondensator tung erhalten wird. ' 60 an ein Niederfrequenzfilter 62 an. Ein Widerstand

Die Photozelle 30 ist mit einem Meßstromkreis 36 verbunden, der in F i g. 3 scKematisch wiedergegeben ist. Der Meßstromkreis 36 entfernt die Gleichstrom-64 ist mit der Verbindungsstelle des Kondensators 60 mit dem Filter 62 und mit der Verbindungsstelle des Filters 62 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden.

komponente des Ausgangssignals der Photozelle 30 45 Das Filter 62 filtert alle Komponenten der von der

und filtert alle Wechselstromkomponenten aus, deren Frequenz höher als 20 Schwingungen je Sekunde ist. Nach diesem Ausfiltern mißt der Meßstromkreis 36 die Amplitude des verbleibenden Wechselstrom-Anode der Triode 52 angelegten Signalspannung aus, deren Frequenz höher als 20 Schwingungen je Sekunde ist, und legt das verbleibende Spannungssignal an den Widerstand eines Potentiometers 66 an. Die

signals, indem er dieses Signal in ein Gleichstrom- 50 Verbindungsstelle zwischen dem Filter 62 und dem

signal überführt, es dann verstärkt und an ein Meßgerät anlegt.

Im Betrieb werden die Rollen 20 von dem Dynamometermotor 24 angetrieben. Die Rollen 20 treiben ihrerseits das Fahrzeugrad 22 an. Das Rad 22 schwingt dann mit einer seiner Unwucht proportionalen Amplitude und, wenn es schwingt, wird ein Teil des von der Lichtquelle 26 zu der Photozelle 30 wandernden Lichtes abgeschnitten, und die Menge des abgeschnittenen Lichtes nimmt mit der Schwingung des Rades 22 zu und ab. Somit ändert sich die Menge des durch den Schlitz 34 hindurch auf die Photozelle 30 auftreffenden Lichtes mit der Schwingung des Rades 22, und die Amplitude dieser Änderung ist der Amplitude der Schwingung des Rades gleich. Daher erzeugt die Photozelle 30 ein Wechselstromausgangssignal, dessen Amplitude der Amplitude der Schwingung des Rades 22 und damit der Potentiometer 66 ist über einen Widerstand 68 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Der bewegbare Kontakt des Potentiometers 66 ist über einen Kondensator 70 mit dem Gitter einer Triode 72 verbunden. Das Potentiometer 66 dämpft das aus dem Filter 62 austretende Spannungssignal wahlweise veränderbar und legt es an das Gitter der Triode 72 an. Das Gitter der Triode 72 ist über einen Widerstand 74 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Die Kathode der Triode 72 ist über einen Widerstand 76 mit der geerdeten Leitung 42 und ihre Anode ist über einen Belastungswiderstand 77 mit der Leitung 40 verbunden. Die Triode 72 verstärkt die an dem bewegbaren Kontakt des Potentiometers 66 erzeugte gedämpfte Ausgangsspannung und legt diese über einen Kondensator 78 an die Anode eines Diodenglcichrichters und an die Kathode eines Diodengleichrichters 82 an, dessen Anode mit der geerdeten Leitung 42 vcrbun-

den ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 78 und den Diodengleichrichtern 80 und 82 ist über einen Belastungswiderstand 84 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Die Diodengleichrichter 80 und 82 formen die an sie von der Anode der Triode 72 angelegte Wechselspannung in eine Gleichspannung um, die an einem Belastungswiderstand 86 erzeugt wird. Der Belastungswiderstand 86, der zwischen die Kathode des Diodengleichrichters 80 und die geerdete Leitung 42 geschaltet ist, ist zu einem Kondensator 88 parallel geschaltet, welcher die gleichgerichtete Spannung glättet. Die an dem Widerstand 86 und dem Kondensator 88 erzeugte Gleichspannung wird über einen Widerstand 90 an das Gitter einer Triode 92 angelegt. Die Anode der Triode 92 ist über einen Belastungswiderstand 94 an eine Seite eines Potentiometers 96 geschaltet, dessen andere Seite über einen Belastungswiderstand 98 mit der Anode einer Triode 100 verbunden ist. Der bewegbare Kontakt des Potentiometers 96 ist direkt mit der Leitung 40 verbunden. Die Kathoden der Trioden 92 und 100 sind über Widerstände 102 bzw. 104 mit einem Knotenpunkt 106 verbunden, der über einen Widerstand 108 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden ist. Das Gitter der Triode 100 ist über einen Widerstand 109 mit der geerdeten Leitung 42 verbunden. Die Trioden 92 und 100 bilden zusammen mit den Widerständen 94, 98, 102, 104, 108 und 109 und dem Potentiometer 96 einen Differentialverstärker, welcher die an dem Widerstand 86 und dem Kondensator 88 erzeugte Gleichspannung verstärkt. Die verstärkte Ausgangs-Gleichspannung des Differentialverstärkers wird zwischen den Anoden der Trioden 92 und 100 erzeugt. Zwischen die Anoden der Trioden 92 und 100 ist ein Meßgerät 110 geschaltet, um eine Anzeige dieser Ausgangsspannung zu erhalten.

Somit wird das von der Photozelle 30 erzeugte Spannungssignal, nachdem seine Gleichspannungskomponente durch den Kondensator 50 herausgenommen ist, durch die Triode 52 verstärkt und dann durch das Filter 62 geleitet, um alle Komponenten, deren Frequenz höher als 20 Schwingungen je Sekunde ist, herauszufilternr Das aus dem Filter austretende Signal ist dann ein Wechselspannungssignal, welches denjenigen Wechselspannungskomponenten des in der Photozelle 30 erzeugten Signals proportional ist, deren Frequenz unter 20 Schwingungen je Sekunde liegt. Dieses Wechselspannungssignal wird durch das Potentiometer 66 wahlweise veränderbar gedämpft und dann durch die Triode 72 wieder verstärkt. Nachdem es von der Triode 72 verstärkt worden ist, wird das Wechselspannungssignal durch die Diodengleichrichter 80 und 82 in ein Gleichspannungssignal umgeformt und dann an den Parallelkreis des Widerstandes 86 und des Kondensators 88 angelegt. Das an dem Widerstand 86 und den Kondensator 88 erzeugte Gleichspannungssignal ist dann denjenigen Komponenten des in der Photozelle 30 erzeugten Wechselspannungssignals proportional, deren Frequenz unter 20 Schwingungen je Sekunde liegt. Das an dem Widerstand 86 und dem Kondensator 88 erzeugte Gleichspannungssignal wird durch den DiiTcrentialverstärker verstärkt, welcher die Trioden 92 und 100 enthält, und es wird dann an dem Meßgerät 110 angezeigt. Somit liefert das Meßgerät 110 eine Anzeige der Amplitude derjenigen Wechselspannungskomponcnte des in der Photozelle 30 erzeugten Signals, deren Frequenz unter 20 Schwingungen je Sekunde liegt.

Wie oben ausgeführt, erzeugt die Photozelle 30, wenn das Rad 22 von den Rollen 20 angetrieben wird, ein Wechselspannungssignal, welches der Unwucht des Rades 22 proportional ist. Dieses von der Photozelle 30 erzeugte Wechselspannungssignal hat eine Frequenz, die der Drehzahl je Sekunde des Rades 22 entspricht, wenn es von den Rollen 20 angetrieben wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treiben die Rollen 20 das Rad 22 mit etwa 91 bis 96 km/Std. an. Wenn das Rad 22 von den Rollen 20 mit dieser Geschwindigkeit angetrieben wird, führt es weniger als 20 Umdrehungen je Sekunde aus. Dies trifft für Fahrzeugräder aller Größen zu. Die Photozelle 30 erzeugt außer dem Wechselspannungssignal, welches eine Frequenz hat, die der Drehzahl je Sekunde des Rades 22 entspricht, eine beträchtliche Menge von Signalen, deren Frequenz höher liegt. Jedoch werden von der Photozelle 30 im wesentlichen keine nicht durch die Unwucht des Rades 22 hervorgerufene Wechselspannungssignale erzeugt, deren Frequenz unter 20 Schwingungen je Sekunde liegt. Somit ist das in dem Filter 62 erzeugte Ausgangssignal der Größe der Unwucht des -Rades 22 direkt proportional, und das Meßgerät zeigt die Unwucht des Rades 22 direkt an.

Die in F i g. 5 wiedergegebene abgeänderte Ausführungsform kann dazu verwendet werden, die Unwucht eines Fahrzeugrades durch einen Schwingungsfühler zu messen, der an der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs befestigt ist. Das Fahrzeugrad wird dabei auf zwei Rollen angeordnet, ohne daß es von dem Fahrzeug entfernt wird. Der Schwingungsfühler wird dann an der Radaufhängung befestigt, und vorzugsweise an deren unterem Lenkerarm. Dieser Schwingungsfühler ist in F i g. 5 mit 11 bezeichnet. Wie in dieser Figur dargestellt, wird der Ausgang des Schwingungsfühlers 11 einem Niederfrequenzfilter 13 zugeführt, der alle Komponenten des Ausgangssignals des Schwingungsfühlers 11 ausgefiltert, deren Frequenz über seiner oberen Grenzfrequenz liegt. Die verbleibenden Komponenten des aus dem Niederfrequenzfilter 13 austretenden Signals werden einem Meßgerät 15 zugeführt, welches die Amplitude des aus dem Niederfrequenzfilter 13 austretenden Signals mißt. Das Fahrzeugrad wird dann von den Rollen mit vorbestimmter Geschwindigkeit angetrieben. Die obere Grenzfrequenz des Niederfrequenzfilters 13 ist so gewählt, daß sie über der Drehzahl je Sekunde liegt, mit welcher das Fahrzeugrad angetrieben wird. Wenn das Fahrzeugrad auf diese Weise gedreht wird, erzeugt der an der Radaufhängung befestigte Schwingungsfühler 11 ein Signal, welches der Größe der Unwucht des Fahrzeugrades proportional ist und eine Frequenz hat, die der Drehzahl je Sekunde des Fahrzeugrades gleich ist. Der Niederfrequenzfilter 13 dient dazu, Geräuschsignale und andere Signale des aus dem Schwingungsfühler 11 austretenden Signals herauszufiltern, die nicht von der Radunwucht hervorgerufen sind. Es sind jedoch keine wesentlichen äußeren Signale oder Geräusche vorhanden, deren Frequenz unter der Drehzahl je Sekunde des Fahrzeugrades liegt. Dementsprechend hat das aus dem Niederfrequenzfilter 13 austretende Signal eine der Unwucht des Fahrzeugrades proportionale Amplitude, und das Meßgerät 15, welches die Amplitude des aus dem Niederfrequenzfilter 13 austretenden Si-

gnals wiedergibt, liefert eine Anzeige der Radunwucht. Auf diese Weise fühlen der Niederfrequenzfilter 13 und das Meßgerät 15 diejenigen Komponenten des Ausgangssignals des Schwingungsfühlers 11 ab, deren Frequenz der Drehzahl je Sekunde des Fahrzeugrades entspricht, oder in anderen Worten ausgedrückt, fühlen die durch die Radunwucht hervorgerufenen Komponenten ab.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Prüfung der Unwucht von Fahrzeugrädern, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rollendynamometer (20) auf einer Radseite eine Lichtquelle (26) und auf der anderen Radseite eine lichtempfindliche Einrichtung (30) angeordnet ist, die ein der Amplitude der Radunwucht entsprechendes Signal erzeugt so

und mit einer Einrichtung (36) zum Messen und Anzeigen der Amplitude der Radunwucht verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (26) und die lichtempfindliche Einrichtung (30) im wesentlichen in der durch die Mitte eines auf den Dynamometerrollen (20) abgestützten Rades (22) verlaufenden senkrechten Ebene angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstromkreis (36) Einrichtungen zum Messen der Amplitude der Radunwucht bei einer der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades entsprechenden Frequenz enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstromkreis (36) einen Filter zum Ausfiltern aller Signalkomponenten aufweist, deren Frequenz über einer vorbestimmten Frequenz liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 517/127