DE1914321B2 - Verfahren zum auswuchten von raedern, insbesondere bereiften fahrzeugraedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten von Radern, insbesondere bereiften Fahrzeugrädern, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch:, I.

Es ist bereits bekannt, ein auszuwuchtendes Rad auf einer Auswuchtmaschine mit vertikaler Achse anzuordnen und dann die Neigung der entsorechcnd beweglich gelagerten vertikalen Welle mittels einer Libelle festzustellen, wodurch die Position des leichtesten Punktes am Rad erkennbar wird. Zum Auswuchten des Rades werden Gewichte mit drei verschiedenen Massen verwendet. Zunächst werden zwei der leichtesten Gewichte nebeneinander auf die leichteste Stelle gelegt. Wenn die Libelle eine Überkorrektur anzeigt, sind die gewählten Gewichte richtig. Andernfalls werden zwei der nächstschwereren Gewichte genommen und geprüft, ob sich damit die Überkorrektur erreichen läßt. Wenn die Überkorrektur mit den kleinslmöglichen Gewichten erreicht ist, werden die Gewichte symmetrisch zueinander, ausgehend vom leichtesten Punkt am Felgenrand, verschoben, bis die Libelle die Auswuchtung des Rades anzeigt. An der Stelle, an der sich die beiden Gewichte befinden, werden dann an den beiden Felgenrändern jeweils Gewichte der halben Masse

befestigt (US-PS 32 51 2JO).

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß Gewichte mit drei verschiedenen Massen verwendet werden müssen und daß die Durchführung des Verfahrens insgesamt sehr aufwendig ist. da relativ häufig der erste, zweite oder dritte Satz von Gewichten zum gewünschten Ergebnis führt.

Bekannt ist außerdem, vier gleiche Gewichte am leichtesten Punkt des Felgenrandes anzubringen und ίο dann diese Gewichte paarweise symmetrisch von dem leichtesten Punkt auf dem Fclgenrand zu verschieben, bis das Rad ausgewuchtet ist. Die beiden Gewichte eines jeden Paares werden dann auf der einen und auf der anderen S.-ite der Felge am Felgenrand befestigt. Die verwendeten Gewichte haben Massen zwischen 17 und 65g(US-PSJ0 02 388).

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß Gewichte verschiedener Massen verwendet werden müssen, wobei notwendigerweise das Auswuchten mit den leichtesten Gewichten an der leichtesten Stelle begonnen werden muß.

Zum Stand der Technik gehört außerdem ein Verfahren zum Auswuchten von Rädern, bei welchem die Stelle der Felge bestimmt wird, die dem Punkt gegenüberliegt, an dem sich die ' Jnwuchtkräfte konzentrieren. Diese Stelle entspricht der leichtesten Stelle des Rades. An dieser Stelle wird ein aus zwei gleichen Einheiten bestehendes Auswuchtgewicht angebracht, wobei /um Auswuchten die beiden Gcwichtseinheilen, ausgehend von der leichtesten Stelle, symmetrisch am Felgenrand so weil verschoben werden, bis das Rad ausgewuchtet ist. Dabei soll ein Einheitsgewicht verwendet werden, das so bemessen und gebaut ist. daß ein einzelnes Gewicht oder Teile davon benutzt werden können, eine Vielzahl von Unwuchtziiständen zu kompensieren. Das einzelne Gewicht hat eine Sollbruchstelle, an der es in zwei gleiche Gewichte unterteilt werden kann, von denen jedes für sich am Felgenrand befestigbar ist. Eine Bemessung der Größe der Auswuchtgewichte ist nicht angegeben (US-PS 30 11 828).

Dadurch, daß das Verschieben der beiden gleichen Gewichte von der leichtesten Stelle aus vorgenommen wird, müssen Gewichte verwendet werden, die bezüglieh eines Optimums überdimensioniert sind, so daß für das Auswuchten im allgemeinen zu große Massen an den Felgenrändern befestigt weiden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I so zu verbessern, daß ein schnelles Auswuchten aller Arten von PKW-Rädern auf der Basis eines einzigen Einheitsgewichtes möglich ist, wobei die Auswuchtmasse so niedrig wie möglich gehalten werden soll.

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen des neuen Patentanspruchs I zusammengefaßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß sich mit ihm alle Arten von PKW-Rädern mit einem optimalen Massenaufwand auswuchten lassen.

Die Untcransprüche 2 bis 5 beschreiben weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. I in einer Seitenansicht eine Auswuchtmaschine

<>s mit vertikaler Achse, deren Neigung gegen die Vertikale durch eine Libelle angezeigt wird,

Fig. 2 in einer Draufsicht ein Rad auf der Auswuchtmaschine nach Fig. 1, wobei noch keine

Ausgleichsgewichte angebracht und die sich nicht in der Mitte befindliche Luftblase der Libelle die Position der leirhteslen Stelle anzeigt,

Fi g. i in einer Ansicht wie F ig. 2 die aufgebrachten Ausgleichsgewichte, die zu einer Oberkorrek.ur führen,

I" i g. 4 in einer Ansicht wie P i g. 2 die aufgebrachten Ausgleichsgewichte, die zu einer Unterkorrekuir führen,

Γ i g. 5 in einer Ansicht wie I" i g. 2 die aufgebrachten Gewichte in der Auswuehtposiiion, in der die Luftblase der Libelle sich im Zentrum befindei, und

Fig.b ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Unwucht üblicher PKW-Rüder abhängig vom Prozentsatz, der Räder zeigt, bei denen der jeweilige Unwuchiwert zutrifft.

Zur Bestimmung der optimalen Größe der Ausgleichsgewichte wird von einer bekannten Vcrtcilungskurvc ausgegangen (|. Ba j er, Society of Automotive Engineers, März 1963, Seite 13. Fig. 27). Auf der Abszisse ist dabei die Unwucht in Zoll mal Unzen aufgetragen, während auf der Ordinate derjenige Prozentsalz von je hundert Rädern aufgetragen ist, für welche die entsprechende Unwucht gefunden wurde. Eine ähnliche Kurve zeigt Fig. 6. Man sieht, daß der Abschnitt A, A', der unter Fortlassung der ersten und letzten 15% verbleibt, nahezu linear ist. Man sieht >s weiterhin, daß 50% der nicht ausgewuchteten Räder in dem Bereich ß, ß'der Kurve liegen, dem eine 0,67- bis l,33fache Abweichung vom Mittelwert entspricht.

Die durchschnittliche Unwucht ist somit eine voraussagbare Funktion der Größe und des Gewichtes der Reifen. Wenn also eine bestimmte Reifengröße eine bekannte Unwuchtverteilungskurve hat, dann kann man die Unwucht einer anderen, größeren oder kleineren Reifengröße dadurch vorhersagen, daß man einen dem Gewicht des Reifens entsprechenden Faktor einführt, wobei die Größe der Reifen bei allen PKW-Reifen hinsichtlich der Unwucht in Zoll mal Unzen eine Konstante ist. Die Unwuchtkurven für alle Reifengrößen sind also Kurven, die der in F i g. 6 gezeigten ahnlich sind. Eine solche Verteilungskurvc kann z. B. nach links verschoben werden, wodurch sich die Verteiltingskurve für kleinere Räder ergibt, bei denen selbstverständlich die mittlere Unwucht in Zoll mal Unzen kleiner ist. Ebenso läßt sich die Kurve für größere Räder nach rechts verschieben, wobei die mittlere Unwucht größer wird.

Unter Berücksichtigung der Verkaufsziffern der verschiedenen Größen von Reifen findet man einen Mittelwert der Unwucht in Zoll mal Unzen für alle gebräuchlichen Reifengrößen. Ein solcher Durchschnittsreifen hat zum gegenwärtigen Zeitpunkt die Abmessungen 7,75 χ 14, wobei diese Reifengröße etwa 80% der verkauften Reifen wiedergibt. Dieser Wert von 80% wird auf die Verteilungskurve für das Maximum der Räder angewandt. Die Werte der beiden Kurven werden dann im Verhältnis der Verkaufszahlen für die entsprechenden Reifen kombiniert. Im vorliegenden Fall wird ein Reifen der Größe 9,50 χ 14 als Maximum genommen und als Repräsentativweit für die oberen 20% der auszuwuchtenden Räder angesehen. Eine (> <> solche zusammengesetzte Kurve, die aus der Kombination dieser Faktoren gewonnen wurde, ist in F i g. b dargestellt. Die Gestalt der Kurve ist im wesentlichen identisch mit der für eine einzige Reifengröße bzw. Riidergröße, jedoch ist eine Verschiebung in Richtung <\s der v-Achse erfolgt.

Im Laufe der technischen Entwicklung wurde die I Inwiu-ht sowohl der Reifen, als auch der Felgen in tier Fertigung stets kleiner. Es ist davon auszugehen, daß diese Werte in Zukunft noch kleiner werden. Als Ergebnis dieser Verbesserung der Fertigungsqualität wird sich also vermutlich auf die Dauer eine Verschiebung der Unwuchtkurve nach links ergeben.

Anhand der typischen Unwuchtverteilungskurve gemäß Fig. fe kann man das optimale Gewicht für die Ausgleichsgewichte bestimmen, mit deren Hilfe sämtliche Fahrzeugradar ausgewuchtet werden können.

Aus der Kurve ergibt sich, daß die mittlere Unwucht 18,9 Zoll mal Unzen beträgt. Wenn also vier Gewichte verwendet werden müssen, und W dem Gewicht in Unzen entspricht, A der Winkelabstand in Grad zwischen der leichten Stelle LS und der abschließenden richtigen Stellung des Ausgleichsgewichtes ist, R der Abstand der Ausgleichsgewichte von der Radachse ist. dann drückt die folgende Formel die Wirkung der Ausgleichsgewichte in Zoll mal Unzen aus, wenn vier oder sechs Gewichte verwendet werden:

4 WR cos A + 4 WR cos A + 2 WR

In diesem Ausdruck steht der Wert 2 WR für die beiden Gewichte an der leichtesten Stelle. Beginnend mit einem Ausgleichsgewicht von einer Unze mit einem Radius von 7 Zoll, was für eine 14-Zoll-Felge zutrifft, ergibt sich ein Winkel A von etwa 47¹/:". Dies heißt, daß man durch Anfangen bei einer Winkelstellung von 47'/: von der leichten Stelle mit zwei geeigneten Versiiclisgewichien die eine Hälfte von Rädern dadurch auswuchten kann, daß man die Gewichte in Richtung auf die leichte Stelle zu bewegt und die andere Hälfte von Rädern c'adiirch auswuchten kann, daß man die Gewichte von der leichten Stelle weg bewegt, aber immer die beiden Gewichte im Mittel in Richtung der Verschiebung der Luftblase öder Libelle.

Auf diese Weise kann man für jeden Wert von VV den Prozentsatz Räder bestimmen, der vollständig durch vier Gewichic ausgewuchtet werden kann, die von der leichten Stelle bis zu dem Punkt verteilt angeordnet sind, an welchem die beiden Probegewichte notwendigerweise an der leichten Stelle zusammenkommen, wonach es also nicht mehr möglich ist, die beiden Probegewichte näher zusammenzubringen. Mathematisch ist dabei der Winkel A auf 0 gegangen, dessen Cosinus bekanntlich 1 ist. Dennoch reicht das vierfache Gewicht im Absland des Radius nicht zum Ausgleichen der tatsächlichen Unwucht in Zoll mal Unzen. In diesem Falle begrenzt offensichtlich die Größe der verwendeten Probegewichte die Anzahl von Rädern im unausgewuchteten Zustand, die mit diesen vier Gewichten ausgewuchtet werden können. Auch wenn mar, sechs Gewichte verwenden würde, deren Masse relativ klein, z. B. 0,7 Unzen, d. h. 20 g, ist. wäre es unmöglich, alle Rüder auszuwuchten, denn sechs Gewichte von je 0.7 Unzen haben auf einer 14-Zoll-Felge ein Drehmoment von 29.4 Zoll mal Un/en, d. h. wesentlich weniger als die offensichtliche maximale Unwucht von mehr als 40 Zoll χ Unzen. Es wäre also notwendig. 10 Gewichte von je 20 g zum Auswuchten der am stärksten untüchtigen Räder zu verwenden. Daraus folgt, daß 20 g als Einheit für die zn verwendenden Gewichte nicht optimal ist. Die optimalen Werte eines jeden Einzelgewichtes liegen zwischen 25 g und 35 g. bevorzugt bei etwa 30 g.

Mit Einzelgewichten von etwa 30 g kann man 90'Vd sämtlicher vorhandener PKW-Räder mit vier solchen Gewichten auswuchten. Die verbleibenden 10% der Räder können mit sechs solchen gleichen Gewichten

ausgewuchtet werden. Bei der Bestimmung des optimalen Gewichtes der ein/einen Ausgleichsgewichte muß die kleinste Anzahl stark unwuchtiger Räder berücksichtigt werden, die nicht mit nur vier Gewiclnen ausgewuchtet werden können. Auch die Mindestan/ahl <, stark unwichtiger Räder muß berücksichtigt werden, die nicht mit sechs Gewichten ausgewuchtet werden können. Wenn näherungsweise 100% aller Räder erfaßt werden, kann man davon ausgehen, daß das richtige Einzelgewicht gefunden ist.

Für das Auswuchten kann man als Auswuchtgewicht besonders ausgebildete Probegewichte von der doppellen Masse des Einheitswertes verwenden, welche also etwas über 60 g wiegen. Diese Probegewichte 7"haben also die zweifache Masse der Gewichte Mund sind zum vorläufigen Auswuchten besonders ausgebildet, d. h. sie können bezüglich der leichtesten Stelle LS am Felgenhorn verschoben werden. Es können aber auch direkt die Ausgleichsgewichte von etwa 30 g verwendet werden.

Im einzelnen wird beim Auswuchten nach der Erfindung wie folgt vorgegangen:

Das Rad, bestehend aus Felge und Reifen, wird auf die Auswuchtmaschine IO gebracht. Die Blase öder Libelle 12 wandert in Richtung auf die leichteste Stelle I.S des ganzen Rades zu, was die Endslcllung der Blase B ist (Fig. 2).

Am Felgenhorn wird dann in einem Winkclabstand von 40 bis 54° von der leichten Stelle entfernt ein Paar von Probegewichten M angebracht, wie dies in F i g. 3 yo gezeigt wird. Zweckmäßigerweise wählt man 47'/.'" auf jeder Seite der leichten Stelle LS. Mit den Probegewichten in dieser Stellung kann man nun die Hälfte aller Reifen dadurch auswuchten, daß man die Probegewichte aufeinander zu bewegt. Die andere Hälfte kann dadurch ausgewuchtet werden, daß man die Probegewiclite noch weiter voneinander weg bewegt.

Sobald die Probegewichte am Felgenhorn angebracht sind, bewegt sich mit großer Wahrscheinlichkeit die Luftblase B der Libelle 12 in die in IMg. 3 oder 4 gezeigte Stellung. Die Probegewichte werden am Umfang des Felgenhorns symmetrisch zueinander um das Rail in Richtung auf die Blase verschoben, bis diese sich in der Mitte der Libelle befindet. So ist z.B. aus I'ig. 3 zu sehen, daß die auf den strichpunktierten Linien angeordneten Probegewichte eine Dberkonektür hervorrufen, weshalb die Probegewichte in Richtung der Pfeile in diejenigen Stellungen geschoben werden müssen, in welchen die Gewichte selbst in ausgezogenen Linien dargestellt sind. Wenn die Gewichte aus der gestrichelt gezeichneten Stellung in die ausgezogen gezeichnete Stellung bewegt werden, bewegt sich die Luftblase allmählich in Richtung auf die Mitte der Libelle. Durch kontinuierliche Bewegung der Probegewichte in der richtigen Richtung erhält man endlich ein Verbleiben der Blase der Libelle in der Mitte, was in F i g. 5 dargestellt ist. In dieser Stellung der Probegewichte ist das Rad ausgewuchtet. Die Stellung der Probegewichte wird angezeichnet. Die Probegewichte werden abgenommen. An den angezeichneten Stellen werden zwei Einzelgewichte vom halben Gewicht der Probegewichte, also etwa 30 g, an beiden Seiten der Felge in den Felgenhörnern befestigt.

Auf diese Weise erhält man bei etwa 90% aller nicht ausgewuchteten Räder eine vollständige Auswuchiung. Die auf diese Weise nicht auszuwuchtenden 10% der Räder werden dadurch erfaßt, daß beim Anbringen der Probegewichte die Luftblase sich in der in Fig.4 gezeigten Stellung befindet, und durch Bewegen der beiden Probegewichic auf die leichte Stelle zu es nicht gelingt, die Luftblase in die Mitte der Libelle oder über diese Mitte hinauszubringen. In diesem Fall zeichnet man am Reifen die leichte Stelle an und befestigt zwei Einzelgewichte mit der Masse 30 g an den Felgenhörnern an der leichten Stelle. Dann wird das Rad, das in Form des Probegewichtes oder der beiden Ausgleichsgewichte bereits zweimal die Masse der Ausgleichsgewichte trägt, in der vorstehend beschriebenen Weise ausgewuchtet.

Wenn anstalt der Probegewichte T jeweils direkt zwei Ausgleichsgewichte von etwa 30 g, die zusammen den Massenwert Mergeben, verwendet werden, werden sie etwa 40 bis 54" versetzt bezüglich der leichten Stelle am Felgenhorn angesetzt, nachdem das Rad in der üblichen Weise auf der Auswuchtmaschine angebracht wurde. Dabei kann man die nunmehr verwendeten vier Einzelgewichte 18;i, 18/>, 18t' und 18t/ in der gezeigten Weise nebeneinander anordnen, d. h. jeweils ein Gewicht im Felgenhorn und das andere außen daneben. Wenn dann die Blase gemäß F i g. 3 eine Überkorrektur zeigt bzw. gemäß Fig.4 eine Unlerkorrektur, werden die Paare der Gewichte 18 in der vorstehend beschriebenen Weise in der richtigen Richtung symmetrisch am Felgenhorn verschoben, bis eine Auswuchtung gemäß I"ig. 5 erreicht ist. Dann werden die dem Zustand der Auswuchiung einsprechenden Siellungen der Gewichte angezeichnet, und die Gewichte werden abgenommen und geteilt, so daß man dann also jeweils einen Teil eines solchen Gewichtes an der einen Seite der Felge und den anderen Teil an der anderen Seite dei Felge (innen und außen) anbringen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zum Auswuchten von Rädern, insbesondere bereiften Fahrzeugrädern, bei welchem auf beiden Seiten der festgestellten leichtesten Stelle des Rades zwei gleichschwere Auswuchlgewichte auf einer Seite des Felgenrandcs symmetrisch bezüglich der leichtesten Stelle verschoben werden, bis das Rad ausgewuchtet ist, und anschließend in Form von Auswuchtgewichtehülften an der Außen- und Innenseite der Radfelge befestigt werden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Einheitsauswuchtgcwichtes, jedoch derart, daß dieses so bemessen wird, daß mit vier derartigen Einheitsauswuchtgewichten 90% aller Personenkraftfahrzeugräder (gemäß Diagramm 6) und mit sechs Einheitsauswuchtgewichten die restlichen 10% aller Personenkrafiwugenräder in der Weise ausgewuchtet werden können, daß jeweils ein Paar von Einheitsauswuchtgewichten beiderseits in einem Winkel von 40" bis 54° von der leichtesten Stelle des Rades entfernt auf der Außenseite des Felgenraums aufgesetzt wird und jedes Paar je nach vorhandener Unwuchtgröße entweder auf die leichteste Stelle zu oder weiter von dieser weg verschoben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Auswuchtgewichte jeweils in einem Winkel von 47.5° von der leichtesten Stelle entfernt angebracht werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse eines Einheitsgewichtes zwischen 25 und 35 g liegt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einheitsgewicht eine Masse von etwa 30 g hat.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Erfordernis von sechs Einheitsgewichten zwei Einheitsgewichte an der leichtesten Stelle des Rades am Felgenrand angebracht werden.