DE1573957C - Lenkkraft Meßgerat - Google Patents

Description

spindel 2 der zu untersuchenden Lenkeinrichtung ein Meßlenkrad 1 mit der Meßeinheit 4 zur Messung der Kraft am Lenkrad angeordnet. Als Aufzeichnungsträger ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Diagrammtrommel 9 angeordnet, um eine Aufzeichnung der Meßwerte auf ein Diagrammband in rechtwinkligen Koordinaten zu ermöglichen. Zum Antrieb der Trommel 9 ist auf dem Mantelrohr 3 der Lenksäule ein Stirnrad 12 fest angeordnet. In einem drehfest mit dem Lenkrad 1 verbundenen Gehäuse 11, das frei drehbar zur Lenksäule 3 und zur Lenkspindel 2 gelagert ist, ist eine senkrechte Getriebewelle 14 gelagert, auf. deren unterem Ende ein mit dem Stirnrad 12 kämmendes Zahnrad fest angeordnet ist. Mittels der Welle 14 wird die Diagrammtrommel 9 über ein Getriebe, z. B. über eine Schnecke 15 und ein Schneckenrad 16 angetrieben.

Die Übertragung des durch elastische Verformung entstehenden Verdrehwinkels zwischen Lenkrad 1 und Lenkspindel 2 erfolgt in an sich bekannter Weise durch ein Meßfederpaar auf das Schreibgeräte, das eine Hebelanordnung 7 zur Geradführung des Schreibstiftes 8 auf der Mantellinie der Diagrammtrommel 9 aufweist.

Zur Messung der Verstellkraft, die von der Servoanlage der Lenkeinrichtung jeweils ausgeübt wird, ist nach vorliegender Erfindung ein Druckmeßgerät (Indikator) 17 angeordnet. Da bei diesen Servoeinrichtungen der Pumpendruck der jeweils ausgeübten Verstellkraft proportional ist, ist das Druckmeßgerät 17 durch einen Schlauch 18 mit der Pumpendruckleitung der Servoeinrichtung unmittelbar verbunden. Bei Aufzeichnung im rechtwinkligen Koordinatensystem auf ein Diagrammband muß der Schreibstift 19 ebenso wie der Schreibstift 8 über eine Hebelanordnung 20 zur Geradführung mit dem Druckmeßgerät 17 verbunden werden.

Um bei der Ermittlung der Lenkkräfte vergleichbare Meßwerte zu erhalten, sollte die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades möglichst konstant sein. Diese Forderung wird durch Anordnung einer Verstelleinrichtung erzielt, die aus einem Motor und einem Getriebe besteht..

In F i g. 3 und 4 ist schematisch ein Lenkkraft-Meßgerät nach F i g. 1 und 2 dargestellt, das zur Betätigung des Meßlenkrades 31 mit einem Schneckengetriebe 33 ausgerüstet ist, das von einem ortsfesten Elektromotor 32 mittels einer biegsamen Welle 34 antreibbar ist.

Zur Untersuchung einer Lenkeinrichtung wird an Stelle des normalen Lenkrades das Meßlenkrad 31 auf der Lenkspindel 35 befestigt, während das mit der Diagrammtrommel 36 trieblich verbundene Zahnrad 37 mit dem Mantelrohr 38 der Steuersäule fest verbunden ist.

In den F i g. 5 bis 10 ist ein Lenkkraft-Meßgerät dargestellt, das sowohl die Einrichtungen zum Messen und Aufzeichnen der Lenkkräfte entsprechend der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform als auch eine aus Motor und Getriebe bestehende Verstelleinrichtung für das Meßlenkrad aufweist und von ortsgebundenen Einrichtungen unabhängig ist.

Dieses Gerät kann auf das Lenkrad 61 der zu untersuchenden Lenkeinrichtung aufgesetzt und mit diesem fest verbunden werden.

Das Lenkrad wird mit dem Flansch 62 des hohlen Lagerzapfens 63 fest verbunden, der zum Lenkrad 61 bzw. der zugehörigen Lenkspindel koaxial angeordnet ist. Mit dem Lagerzapfen 63 ist ein Träger 64 zur Aufnahme des Federgehäuses 65 einer an sich bekannten Meßeinheit 67 drehfest verbunden. Mit den Enden des Federbolzens 66 der Meßeinheit 67 ist eine Trommel 68 verbunden, die drehbar auf den! Lagerzapfen 63 gelagert ist. Am äußeren Umfang der Trommel 68 ist ein Zahnkranz 69 fest angeordnet, in den das Zahnrad 71 einer Verstelleinrichtung 80 eingreift. -:■-.■.·-. . ,■.·.·'

Die Trommel 68 ist in einem Gehäuse 70 angeordnet, das ebenfalls auf dem Lagerzapfen 63 drehbar gelagert ist. In dem Gehäuse 70 ist koaxial zur Drehachse bzw. zur Lenkspindel ein Zahnrad 78 fest angeordnet, das mittels eines Getriebes 90 bzw. 100 mit der Diagrammtrommel 91 trieblich verbunden ist. Am äußeren Umfang des Gehäuses 70 ist ein Lenkradkranz 72 oder eine andere beliebige Haltevorrichtung angeordnet.' Im Inneren des Gehäuses 70 können Führungsbahnen 75 und 76 für Führungsrollen 73 und 74 angeordnet sein, die zur Lagerung und Führung des Gehäuses 70 dienen, um Ungenauigkeiten bei der Meßwertübertragung durch Klemmen oder erhöhte Lagerreibung zu vermeiden.

Die Verstelleinrichtung 80 besteht aus dem Elektromotor 81 und dem Getriebe 83 (s. F i g. 6). Auf der Welle des Elektromotors 81 ist ein Zahnrad 82 drehfest angeordnet, das mit einem Zahnrad 84 des Getriebes 83 kämmt. Das Zahnrad 84 und ein Kegelrad 85 sind auf der gemeinsamen Welle 86 drehfest angeordnet (s. Fig. 7), während das mit Kegelrad 85 im Eingriff stehende Kegelrad 87 auf der senkrechten Welle 88 drehfest angeordnet ist, auf der ein mit dem Zahnkranz 69 kämmendes Zahnrad 71 ebenfalls drehfest angeordnet ist.

Das Getriebe zum Antrieb der Diagrammtrommel 91 ist auswechselbar. In F i g. 8 ist ein Untersetzungsgetriebe 90 mit einer senkrechten Welle 92 dargestellt, auf deren oberem Ende eine Schnecke 94 drehfest angeordnet ist, während das untere Wellenende trieblich mit dem Zahnrad 93 mittels Paßfeder, Keilverzahnung od. dgl. verbunden ist. Das Zahnrad 93 ist mit seiner Nabe drehbar in der Trommel 68 gelagert und kämmt mit dem Zahnrad 78 im Gehäuse 70; die Schnecke 94 steht im Eingriff mit dem Schneckenrad 95, das mit der Diagrammtrommel 91 drehfest verbunden ist. Das beschriebene Getriebe 90 nach F i g. 8 ist ein Untersetzungsgetriebe, dessen Ubersetzungsfaktor so gewählt ist, daß die Diagrammtrommel eine Umdrehung macht bei einem Lenkradausschlag von äußerster Lenkradstellung für kleinste Linkskurve bis zur äußersten Lenkradstellung für kleinste Rechtskurve.

Zur Durchführung von Steifigkeitsmessungen wird an Stelle des Getriebes 90 das Übersetzungsgetriebe 100 (nach F i g. 9 und 10) angeordnet mit einem Ubersetzungsfaktor i, der beispielsweise bei 90° Lenkradausschlag eine Umdrehung der Diagrammtrommel 91 ergibt.

Das Übersetzungsgetriebe 100 weist am oberen Ende seiner senkrechten Welle 101 ein Kegelrad 102 auf, das mit einem Kegelrad 103 im Eingriff steht. Auf einer Welle 104 sind das Kegelrad 103 und ein Zahnrad 105 drehfest angeordnet. Parallel zur Welle 104 ist eine zweite Welle 106 (F i g. 10) mit einem Zahnrad 107 angeordnet, das mit dem Zahnrad 105 im Eingriff steht. Die Welle 107 liegt koaxial zur Drehachse der Diagrammtrommel 91, mit der die Welle 106 mittels eines Mitnehmerbolzens 108 auf

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dem Flansch 109 trieblich verbunden wird. Das un- tragen, der drehfest mit dem Träger 64 verbunden ist.

tere Ende der Welle 101 ist mittels Paßfeder, Kerb- Da der Lagerzapfen 63 mit seinem Flansch 62 fest

verzahnung od. dgl. drehfest mit dem Zahnrad 93 auf dem Lenkrad 61 angeordnet ist, wird auch das

verbunden. Lenkrad bzw. die zugehörige Lenkspindel der zu un-

Zur Messung der jeweiligen von einer Servoein- 5 tersuchenden Lenkeinrichtung verstellt,

richtung ausgeübten Kraft ist in gleicher Weise wie in Entsprechend der Größe der aufzuwendenden

den F i g. 1 und 2 ein Druckmeßgerät 17 (F i g. 6) Verstellkraft werden die Meßfedern der Meßeinheit

angeordnet, das mittels eines Schlauchs 18 (F i g. 5) 67 gespannt, wobei das Federgehäuse 65 seine Lage

mit der (nicht dargestellten) Servoeinrichtung ver- gegenüber der Trolmel 68 verändert bzw. der Trä-

bunden wird. io ger 64 verdreht sich zur Trommel 68. Dieser der

Die Wirkungsweise des Meßgeräts nach den Größe der Verstellkraft verhältnisgleiche Verdreh-

F i g. 5 bis 10 ist folgende: Sobald der Elektromotor winkel wird über eine Hebelanordnung auf den

81 der Verstelleinrichtung 80 eingeschaltet wird, wird Schreibstift 67 α der Meßemheit 67 übertragen zum

das Gehäuse 70 mit dem Lenkradkranz 72 in Dre- Aufzeichnen auf ein Diagrammband auf der Trom-

hung versetzt, da das Moment zur Verstellung des 15 mel 91. Die Diagrammtrommel 91 wird während der

Lenkrades 61 größer ist als die Lagerreibungsmo- Drehung des Lenkrades 61 mittels des Getriebes 90

mente des Gehäuses 70. Wird dagegen das Gehäuse (nach F i g. 8) bzw. 100 (nach F i g. 9 und 10) ge-

70 mittels des Lenkradkranzes 72 oder anderer belie- dreht, wobei das Zahnrad 93 sich auf dem Zahnrad

biger Haltevorrichtung festgehalten, so wird die 78 abwälzt, das mit dem Gehäuse 70 des Meßgerätes

Trommel 68 von der Verstelleinrichtung 80 in. Dre- ao fest verbunden ist.

hung um den hohlen Lagerzapfen 63 versetzt. Außer- Bei vorhandener Servoeinrichtung wird diese

dem wird das Verdrehmoment mittels der Meßeinheit durch den Schlauch 18 an das Druckmeßgerät 17 an-

67 und des Trägers 64 auf den Lagerzapfen 63 über- geschlossen (F i g. 5 und 6).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

rades konstant sein, um genaue Werte zu erhalten.

Patentanspruch: Dies wird durch Anordnung einer Verstelleinrichtung

erreicht, die aus einem Antriebsmotor und einem UnGerät zum Messen und Aufzeichnen der tersetzungsgetriebe besteht. Der Antriebsmotor, vor-Lenkkraft sowie der Steifigkeit von Lenkeinrich- 5 zugsweise ein Elektromotor, kann ortsfest angeordnet tungen bei Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von und zur Übertragung des Drehmomentes auf die der Lenkraddrehung, dadurch gekenn- Lenkspindel mittels einer biegsamen Welle mit dem zeichnet, daß ein für einen bestimmten am Lenkrad anzuordnenden Untersetzungsgetriebe Zweck angepaßtes, austauschbares Getriebe (90, trieblich verbunden sein. Das Gehäuse des Unterset-100) zwischen Lenkspindel (2) und einem fahr- io zungsgetriebes ist bei dieser Anordnung am Mantelzeugfesten Punkt (38, 70) zur Ableitung der Be- rohr der Lenksäule oder in anderer geeigneter Weise wegung eines für die Anzeige vorgesehenen Auf- abgestützt.

Zeichnungsträgers (9, 36, 91) angeordnet ist, daß Der Antriebsmotor kann mit dem Untersetzungs-

neben einer an sich bekannten, aus zwei gegenein- getriebe auch eine Einheit bilden, die mit dem Lenkander gespannten Federn bestehenden, zwischen 15 rad der zu untersuchenden Lenkung fest verbindbar Lenkspindel (2, 35, 61) und Lenkspindelantrieb ist. An dem Gehäuse dieses Untersetzungsgetriebes angeordneten Einrichtung zur Lenkkraftmessung ist ein zweiter Lenkradkranz angeordnet, der zum (4, 67) eine Einrichtung (17) zur Messung eines in Festhalten des Getriebegehäuses während der Meseiner Servolenkung wirkenden Druckes vorgese- sung dient.

hen ist und daß ein erster Zeiger (8, 67 a) mit dem 20 Zwischen dem Mantelrohr der Lenksäule und die Lenkkraft bestimmenden Meßfedersystem dem Aufzeichnungsträger kann ein austauschbares und ein zweiter Zeiger (19) mit dem Druckmeßsy- Getriebe angeordnet werden, um das Meßgerät den stem (17) der Servolenkung gekoppelt ist und daß unterschiedlichen Übersetzungen der zu untersuchenbeide Zeiger als Schreiber ausgebildet dem Auf- den Lenkeinrichtungen anpassen zu können,
zeichnungsträger zugeordnet sind. 25 Als Aufzeichnungsträger ist das Diagrammband

bzw. die Diagrammtrommel (Aufzeichnung in karte-

sischen Koordinaten bzw. in verzerrten kartesischen

Koordinaten) anwendbar, was in der überwiegenden Anzahl der Anwendungsfälle zweckmäßig ist.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen und 30 Jedoch ist auch die Diagrammscheibe (zur Auf-Aufzeichnen der Lenkkraft sowie der Steifigkeit von zeichnung in verzerrten Polarkoordinaten) anwend-Lenkeinrichtungen bei Kraftfahrzeugen in Abhängig- bar. ........

keit von der Lenkraddrehung. In der Zeichnung sind einige Ausführungsbei-

Bekannt ist ein Lenkkraft-Meßgerät (Patent spiele des bekannten Lenkkraft-Meßgerätes darge-1 083 068) zum Anzeigen und Aufzeichnen der Kraft 35 stellt, die mit zusätzlichen Einrichtungen nach der am Lenkrad, das aus einer Einrichtung mit zwei ge- Erfindung ausgestattet sind. Außerdem werden in geneinander gespannten Federn besteht und zwischen den dargestellten Ausführungsformen für das Meßge-Lenkspindel und Lenkspindelantrieb angeordnet ist. rät die Meßwerte auf ein Diagrammband aufgezeich-Mit diesem Gerät ist ein Zeiger gekoppelt, der als net (in kartesischen bzw. verzerrten kartesischen Schreiber einem Aufzeichnungsträger zugeordnet ist. 40 Koordinaten). Es zeigt

Mit dem bekannten Gerät kann die Kraft am Len- F i g. 1 den Querschnitt durch ein Lenkkraftkrad von rein mechanischen Lenkeinrichtungen ge- Meßgerät an sich bekannter Art mit zusätzlicher Anmessen werden. Ordnung eines an sich bekannten Druckmeßgerätes Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Kraft am (Indikators) zur Anzeige bzw. Aufzeichnung des je-Lenkrad nicht nur an rein mechanischen Lenkein- 45 weils wirksamen ,Druckes des Arbeitsmittels in einer richtungen sondern auch an Servolenkeinrichtungen Servolenkung,
messen zu können. Zugleich soll die Steifigkeit der F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 1,
Lenkungen gemessen werden können. F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 1 mit motorisch Die Lösung der Aufgabe, besteht in einem Gerät antreibbarer Verstelleinrichtung zur Drehung des der eingangs beschriebenen Gattung, das dadurch ge- 50 Meßlenkrades, wobei der Antriebsmotor für die Verkennzeichnet ist, daß ein für einen bestimmten Zweck stelleinrichtung getrennt von dem Meßgerät angeordangepaßtes, austauschbares Getriebe zwischen Lenk- net ist,

spindel und einem fah-rzeugfesten Punkt zur Ablei- F i g. 4 eine Drauf sieht zu F i g. 3,

tung der Bewegung eines für die Anzeige vorgesehe- F i g. 5 den Querschnitt durch ein Lenkkraft-

nen Aufzeichnungsträgers angeordnet ist, daß neben 55 Meßgerät ähnlich F i g. 1, bei der die aus einem Elekeiner an sich bekannten, aus zwei gegeneinander ge- tromotor und einem Getriebe bestehende Verstelleinspannten Federn bestehenden, zwischen Lenkspindel richtung auf dem Meßlenkrad angeordnet ist,
und Lenkspindelantrieb angeordneten Einrichtung F i g. 6 eine Draufsicht zu F i g. 5,

zur Lenkkraftmessung eine Einrichtung zur Messung F i g. 7 einen Teilschnitt nach der Linie VII-VII

eines in einer Servolenkung wirkenden Druckes vor- 60 in F i g. 6,

gesehen ist und daß ein erster Zeiger mit dem die F i g. 8 einen Teilschnitt nach der Linie VIII-VIII

Lenkkraft bestimmenden Meßfedersystem und ein in F i g. 6 mit Untersetzungsgetriebe zum Antrieb des zweiter Zeiger mit dem Druckmeßsystem der Servo- Aufzeichnungsträgers bei Lenkkraftmessungen,
lenkung gekoppelt ist und daß beide Zeiger als F i g. 9 einen Teilschnitt entsprechend F i g. 8 mit

Schreiber ausgebildet dem Aufzeichnungsträger zu- 65 Übersetzungsgetriebe für Steifigkeitsmessungen,
geordnet sind. F i g. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in

Bei Vergleichs- oder Typenprüfungen von Kraft- F i g. 9.
fahrzeugen muß die Drehgeschwindigkeit des Lenk- In den F i g. 1 und 2 ist auf dem Ende der Lenk-