DE2005105A1 - Registriermeßvorrichtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von Rädern im belasteter Zustand - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. C. Wallach

Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach

8 München 2 . , _rrn

Ktufingtrstr. 8, TeL 240275 ?· FtB. 1970

12578 - H/We

PHILCO-PORD CORPORATION, Philadelphia / Perms. (V.St.A.)

Registriermeßvorriohtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von Rädern im belasteten Zustand

Die Erfindung betrifft eine Registriermeßvorrichtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität (des Radialsohlags) eines Rads, beispielsweise eines bereiften Kraftfahrzeugrades,

im normalen Belastungszustand, wobei das Rad auf einer Lauf- ä unterlage aufruht und relativ zu dieser rotieren kann.

Bisher bereitete bei der Inspektion von Kraftfahrzeugrädern mit Bereifung die genaue und einfache Aufzeichnung der Exzentrizität (des "Radialechlags", "radial runout") der bereiften Fahrzeugräder Schwierigkeiten. Herkömmlicherweise ist mit einfachen Exzentrlzitäts-Registriervorrichtungen nur die Exzentrizität im unbelasteten Zustand meßbar, da diese nur zur Untersuchung eines frei auf einer gesonderten Achsapindel montierten Rades gestatten» und nicht im belasteten Zustand des Rades· Jedoch ist es ohne weiteres möglich, daS ein bereiftes Fahrzeugrad im unbelasteten Zustand „

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vollkommen rund erscheinen kann, im montierten Zustand am Fahrzeug und unter Belastung jedoch infolge von Fehlern in der Bereifung erhebliche Exzentrizitäten oder Unregelmäßigkeiten aufweisen kann.

Durch die vorliegende Erfindung 30II eine Regie tr lenkvorrichtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von bereiften Rädern im normal belasteten Zustand geschaffen werden, derart, daß sie eine Information von höherem diagnostischen Wert liefert als die einfachen herkömmlichen Exzentrizitäts-Registriervorrichtungen.

Zu diesem Zweck ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine (vorzugsweise auf einem von dem zu unterr suchenden Fahrzeugrad gezogenen Fahrgestell montierte) Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen, welche einen Gestängehebel mit Schreibstift zur Messung und Übersetzung der beim Ablauf des Rads im belasteten Zustand auftretenden Exzentrizität aufweist. Die Aufzeichnung kann mit herkömmlichen Mitteln, beispielsweise auf einer konzentrisch zur Achse des zu untersuchenden bereiften Fahrzeugrads angeordneten Aufzeichnungskarte bzw. -scheibe erfolgen. Der die Exzentrizität messende und Übersetzende Gestängehebel, an welchem der Schreibstift befestigt ist, wird gemäß einer bevorzugten Aueführungsform durch ein Zahnritzel betätigt, dessen Radius wesentlich kleiner als der des treibenden Zahnsegments ist und auch kleiner als die Länge des den Schreibstift tragenden Gestängehebels, um die gewünschte Übersetzung zu erzielen.

Im folgenden werden bevorzugte AusfUhrungsbeiepiele der Erfindung anhand der Zeichnung besehrleben1 In dieser zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte AusfUhrungsform in Seitenansicht;

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Pig. 2 das Ausführungsbeispiel aus Pig. 1 in teilweise längs der Linie 2-2 von Fig. 1 geschnittener Stirnansicht von hinten;

Pig. 3 eine Detailschnittansicht mit Schnitt längs der Linie 3-3 in Pig. I;

Fig. 4 in sehetnatischer Ansicht eine abgewandelte Ausführung der Tragvorrichtung für das Rad mit Reifen.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung der Aufzeichnungs- bzwo Registriervorrichtung gemäß der Erfindung ist als ganzes mit 10 bezeichnet- Sie ist auf einem Fahrgestell 11 mit Rädern 12 montiert und mittels einer Verlängerungswelle mit einer Armkreuzanordnung 14, l4a an einem Kraftfahrzeug befestigt. In Fig. 2 sind zwei Arme des Armkreuzes jeweils in zwei verschiedenen Stellungen gezeigt. Diese gemeinsam wirkenden Arme des Armkreuzes greifen in den Rand 15a der Felge des Kraftfahrzeugrads 15 ein. Das Kraftfahrzeugrad verbleibt dabei in seinem Befestigungszustand an dem (nicht gezeigten) Kraftfahrzeug. Sowohl der Reifen '15b des Kraftfahrzeugrads als auch das Fahrgestell 11 der Registtlervonichtung laufen auf einer ebenen Bodenfläche 16. f

Wie im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlich« arbeitet die Registriervorrichtung 10 mit einer Aufzeichnungsfläche 17 zusammen,^ die an der Fortsetzungswelle 13 konzentrisch mittels einer Nabenanordnung 18 befestigt ist. Gegen die Aufzeichnungsfläche 17 liegt ein Schreibstift 19 an, der mittels eines Gestänges an dem Fahrgestell 11 befestigt 1st und bei der Verdrehung der Aufzeichnungsfläche 17 mit dem Kraftfahrzeugrad 15 eine (nicht dargestellte) Regietrierkurve aufzeichnet. Beim Auftreten eines Radialauslaufe bzw. einer Exzentrizität des Kraftfahrzeugrades ändert sich der

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Vertikalabstand zwischen der Ports et zungswelle 13 und der Bodenrittehe 16, während gleichzeitig die Arbeitsfläche des Fahrgestells 11 die gleiche bleibt; diese Änderung des ■ Vertikalabstands zwischen der Welle 13 und dem Boden 16 gibt nicht nur geometrische Unregelmäßigkeiten des Fahrzeugrads 15, wie sie auch im nicht belasteten Zustand sichtbar sind, sondern darüber hinaus auch andere Unregelmäßigkeiten, wie beispielsweise strukturelle Deformationen des Reifens 15b, wieder, die nur im belasteten Zustand des Rades nachweisbar und meßbar sind.

Der Schreibstift 19 wird durch ein an dem Fahrgestell 11 montiertes Gestänge gesteuert; dieses Gestänge weist eine Schlepp- oder Zugstange 20 auf, welche das Fahrgestell 11 mit der Fortsetzungswelle 13 und damit mit dem Fahrzeug verbindet. An diesem Schlepphebel 20 ist an einer zwischen der Welle 13 und dem Fahrgestell 11 gelegenen Stelle ein Zahnsektor 21 starr befestigt. Der Schlepphebel 20 ist auf der Nabe 18 mittels eines Lagers 22 schwenkbar gelagert und entsprechend auch mit dem Fahrgestell 11 mittels Lagern 23 um eine horizontale Welle bzw. einen Achszapfen 24 schwenkbar verbunden. An dem Fahrgestell 11 1st ferner ein zweiter Hebel oder Träger 25 starr befestigt; er erstreckt sich von dem Fahrgestell 11 in Richtung nach oben und vorwärts (in der Bllokrichtung von Fig. 1) in Rlohtung auf die Fortsetzungswelle 13 und verläuft allgemein gesehen entlang dem Schlepphebel 20. Am oberen, vorderen Ende 27 dieses starr an dem Fahrgestell 11 befestigten Trägers 25 ist ein Zahnritzel 26 drehbar gelagert.

Gemäß der Erfindung kämmt dieses Zahnritzel mit dem Zahnsektor 21 des Schlepphebels 20; das Zahnritzel hat einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Zahnsektor; der Registrierschrribetift 19 ist an einem fest mit dem Ritzel verbundenen Hebel 28 befestigt« der wesentlich länger als

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der Radius des Ritzels 26 1st. Man erkennt, daß der Zahnsektor und das Ritzel eine Vertikalbewegung der Portsetzungswelle 15 in Richtung auf die Lauffläche 16 oder von ihr weg in eine Drehbewegung des Hebels 28 umwandeln und gleichzeitig diese Bewegung vergrößert, derart, dafl das Gestänge die Registrierung der Exzentrizität duroh den Schreibstift 19 auf der Aufzeichnungsfläche 17 erleichtert.

Der Schreibstift 19 wird durch eine aus Pig. 3 ersichtliche Feder 29 in Anlage gegen die Aufzeichnungsfläche 17 gehalten; er liefert so eine vergrößerte Aufzeichnung der gemessenen " Exzentrizität (Radialauslauf, "radial runout"). Zur Justierung der relativen Stellung des Schreibstifts 19 bezüglich der Aufzeichnungsfläche 17 kann eine Justiervorrichtung ^O vorgesehen sein, deren Wirkungsweise aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich 1st.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben. Das Fahrzeugrad 15 rollt auf der Lauffläche 16 und zieht das Fahrgestell 11 mit. Selbstverständlich soll dieser Laufboden bzw. Lauftisoh 16 so glatt und eben wie möglich sein» Der Schreibstift 19 berührt die Aufzeichnungsfläche 17 zu Beginn an irgendeinem Punkt eines zu der Auf- i zeichnungskarte und dem Fahrzeugrad konzentrischen Kreises. Sobald Irgendeine Exzentrizität auftritt, wird sie von der erfindungagemäflen Registriervorrichtung auf der Aufzeichnungsfläche durch Auelenkung des Schreibstiftes aus dem genannten Kreis, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Anlage des Schreibstiftes an der Aufzeichnungsfläche, aufgezeichnet. Falls sich beispielsweise der Vertikalabstand von der Fortsetzungewelle 13„zur Lauffläche 16 verringert, so hat dies eine Verdrehung des Zughebele 20 um da« untere Lager 24 la Oegenuhrzeigersinn zur Folge; dies wiederum verursacht eine Verdrehung des Zahnsektore 21 Im öegenuhrzeiger-

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sinn gegenüber dem starren Träger 25» und eine entsprechende Verdrehung des Ritzels 26 durch den Zahnsektor im Uhrzeigersinn. Die Drehung dee Ritzels wird durch den Hebel 28 ins Große Übersetzt und diese vergrößerte Drehung durch den Schreibstift 19 aufgezeichnet» derart, daß der Schreibstift ,in diesem Falle auf der SohrelbfISohe 17 eine Auslenkung nach oben aufzeichnet.

Selbst eine kleine Exzentrizität des unter Last stehenden Fahrzeugrades läßt sich auf diese Weise durch eine beträchtliche, gut wahrnehmbare Auslenkung des Schreibstiftes 19 nachweisen, da der Radius des Zahns dc tors 21 oder die Länge des Hebelarms 28 oder beide wesentlich größer als der Radius des Ritzels 26 gewählt werden können. Die Masse des Hebels kann klein gehalten werden, um eine Verzerrung der Aufzeichnung durch die Trägheit des Hebels zu vermelden. Aufgrund dieser Meß- und Übersetzungsanordnung mag die erfindungsgemäße Vorrichtung die unter Last gemessene Exzentrizität mit großer Deutlichkeit nachzuweisen« und zwar mit Hilfe eines äußerst einfachen Gestänges, das in einfacher Weise hergestellt und ebenso einfach in betriebsfähigem Zustand gehalten werden kann.

Die erfindungsgemäße Regletrlervorriohtung läßt sich in einfaoher Welse an dem Kraftfahrzeugrad anbringen und wieder von ihm abnebaen, und zwar durch Betätigung eines einfachen Handrades 31; dieses ist an der ArmiereuzwelIe 13 mittels einer Madenschraube 32 o.dgl. befestigt und wirkt auf die Schwenkhebel 14 des Armkreuzes über einen Schraubantrieb 33 mit Flanschen 34, 35 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ein. Zusammen mit dem Armkreuz und der Nabe 18 werden so Jeweils der Schlepphebel 20, das Fahrgestell 11 und die Registriervorrichtung 10 an dem Fahrzeugrad befestigt bzw. naoh Vornahme der gewünschten Aufzeichnung wieder von ihm abgenommen«

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In Fig. 4 let schematise*! eine Abwandlung hinsichtlich der Unterstützung für das Fahrzeugrad mit Reifen .36 dargestellt. Bei dieser Ausführung»form ruht das bereifte Fahrzeugrad auf einem Antriebsrollensystem ähnlicher Art, wie es beispielsweise in Dynamometern verwendet wird, statt wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform auf einer ebenen ruhenden Boden- bzw. Bezugsfläche zu laufen. Beiden Fällen ist jedoch gemeinsam, daß das Fahrzeugrad sich relativ zu seiner Unterlage verdreht. Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 4 sind in Ausnehmungen einer Bodenkonstruktion F Rollen bzw. Walzen 57 und 38 vorgesehen, von denen eine angetrieben μ sein kann, um eine Drehung de3 zu prüfenden Fahrzeugrades zu veranlassen«, Nach einer ganz einfachen Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Doppelhebelkonstruktion, wie bei 39» 40 gezeigt, aufweisen· Diese Hebel sind drehstarr miteinander verbunden und um eine Achse 41 drehbar gelagert. Das Gestängeylst mit der (nicht gezeigten) Achee des zu untersuchenden Rades verbunden, während das Gestängeteil an seinem freien Ende einen Schreibstift zur Aufzeichnung der Exzentrizität auf einer (nicht dargestellten) Aufzeichnungsfläche aufweist; als Aufzeichnungsfläche kann, wie im zuvor beschriebenen Beispiel gezeigt, eine Registrierscheibe o.dgl. dienen. Bei einer derartigen Anordnung ist die dem Schreibstift bei vertikalen Auslenkungen der Fahrzeug- f radachse erteilte Bewegung proportional ctem Verhältnis der Längen der beiden Gestängeteile 39 und 40. Falls erforderlich, kann selbstverständlich im Bereich des Schwenklagers 41 ein Übersetzung»gestänge vorgesehen werden. Wird der Abstand zwischen den Antriebsrollen 37, 38 genügend klein gehalten, im Vergleich zum Durchmesser des zu untersuchenden Rades mit Reifen, so können mit einem derartigen System Exzentrizitätsauslenkungen R längs einer vertikalen Linie mit einer Genauigkeit aufgezeichnet werden, die durchaus an die Genauigkeit heranreicht, welche beim Abrollen des Reifens auf einer ebenen Bodenfläche erssielbar ist.

009840/1218 - Patentansprüche -

Claims (1)

1. - 8 -Patentansprüche

   /1. Jlegistrierraeßvorriehtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität (des Radialschlags) eines Rads, beispielsweise eines bereiften Kraftfahrzeugrades, im normalen Belastungszustand, wobei das Rad auf einer Laufunterlage aufruht und relativ zu dieser rotieren kann, gekennzeichnet durch ein mit der Fahrzeugradmitte verbundenes Gestänge (20, Figg. 1 bis 3; 39, Fig. 4), das auf Änderungen des Abstände zwischen der Fahrzeugradmitte (Ij), Flg. 1) und der Laufunterlage (16, Figg. 1 bis 3; F, Jl', J8, Flg. 4) beim Abrollen des Fahrzeugrades auf der Laufunterlage anspr* t und an einer entfernten Stelle (21, Figg. 1 bis 3; 41, rig. 4) diesen Abstandsänderungen entsprechende Verstellbewegungen erzeugt, sowie durch eine Vorrichtung (26, 28, 19, Figg. 1 bis 3; 40, Fig. 4) zur Aufzeichnung dieser Verstellbewrgungrn.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laufunterlage eine ebene Bodenfläche (16, Figg. 1 bis 3) vorgesehen ist.

   3· Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laufunterlage ein System von Laufwalzen (37* 38» Fig· Ό vorgesehen 1st.

   4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl die Aufzeichnungsvorrichtung eine an dem zu untersuchenden Fahr·» zeugrad angebrachte Aufzeichnungskarte bzw. -scheibe (17) aufweist.

   5* Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie

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   eine übersetzung (21, 26« 28, Flgg. 1 bis >) für die von dem auf Änderungen des Abstands zwischen der Fahrzeugradmitte und der Laufunterlage ansprechenden Gestänge (20) erzeugten Verstellbewegungen aufweist.

   6. Vorrichtungen nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die übersetzung ein durch die Verstel!bewegungen des auf die Abstandsänderungen zwischen der Fahrzeugradmitte und der Laufunterlage ansprechenden Gestänges (2O₄ 21) angetriebenes Zahnradritzel (26) und einen mit diesem Ritzel verbundenen Gestängehebel (28) aufweist, der wesentlich länger als der Radius des Ritzels | ist und an seinem freien Ende einen Schreibstift (19) der Aufzeichnungsvorrichtung trägt.

   7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die übersetzung und die Aufzeichnungsvorrichtung auf einem Fahrgestell (11, 12, 25, Figg. 1 bis 3) angeordnet ist, dae mit dem mit der Fahrzeugradmitte (12) verbundenen Gestänge (20) gelenkig verbunden ist (bei 24) und über dieses von dem Fahrzeugrad nachgezogen wird.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch g e k e η η- λ zeichnet, da3 das auf Änderungen des Vertikalabstande zwischen der Fahrzeugradmitte (13) und der Laufunterlage (16) ansprechende Gestänge (20) ein Zahnsegment (21) aufweist, das mit de» auf dem Fahrgestell (11, 25) drehbar gelagerten Zahnritzel (26) kämmt.

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