DE2005105A1 - Registriermeßvorrichtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von Rädern im belasteter Zustand - Google Patents
Registriermeßvorrichtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von Rädern im belasteter ZustandInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl. Ing. C. Wallach
Dipl. Ing. C. Wallach
Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach
Dr. T. Haibach
8 München 2 . , rrn
Ktufingtrstr. 8, TeL 240275 ?· FtB. 1970
12578 - H/We
Registriermeßvorriohtung zur Aufzeichnung der Exzentrizität von Rädern im belasteten Zustand
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:
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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«
./. 009840/1218
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)
- - 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 sie009840/1218eine 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.009840/1218Leerseite
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