DE2109020A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aus wuchten von Fahrzeugradern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Aus wuchten von FahrzeugradernInfo
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Description
Beg.-Nr- P δ 9/ 129
Dr. F/ F
24. 2. 1971
Applied Power Industries, Inc. Hilwaukee, Wisconsin 53218, V.St.A.
Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten von Fahrzeugrädern
Die Erfindung betrifft ein ^erfahren zum Auswuchten von Fahrzeugrädern,
bei dem ein frei rotierendes Bad zur Lokalisierung einer zu beseitigenden Unwucht stroboskopisch beleuchtet und die stroboskopische
Beleuchtung anhand der durch die Unwucht veranlaßten und abgefühlten
Vibration des rotierenden Bades gesteuert wird, sowie Vorrichtungen zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Vorrichtungen zum Auswuchten eines am Fahrzeug verbleibenden Fahrzeugrades
unter Ermittlung der zu beseitigenden Unwucht mit Hilfe stroboskopischer
beleuchtung des rotierenden Bades sind bereits seit längerem
bekannt. Diese Vorrichtungen enthalten im wesentlichen einen Fühler, der sich an der Bückplatte oder einem anderen stationären Teil der Badaufhängung
anbringen läßt und eine elektromagnetische Spule oder ein ähnliches -Bauelement zum Erzeugen eines impulsform!gen elektrischen
Signals in Entsprechung zu den Vibrationen des angehobenen und in Botation mit hoher Drehzahl versetzten Fahrzeugrades besitzt, einen Verstärker
zum Verstärken des vom Fühler abgegebenen elektrischen Signals, eine Lichtquelle für stroboskopische Beleuchtung, die zu den von den
Vibrationen des iahrzeugrades ausgelösten elektrischen Signalen synchrone Lichtblitze erzeugt, auf das rotierende Fahrzeugrad richtet und
den optischen Eindruck erzeugt, als ob das Bad in einer seinen die Unwucht und damit die Vibrationen hervorrufenden Schwerpunkt angebenden
Lage stillstünde, und einen Meßkreis für die Anzeige der Amplitude der Vibrationen des Hades und damit der Größe der zu beseitigenden Unwucht,
d. h. der Größe des zur Unwuchtbeseitigung am Fahrzeugrad anzubringenden Ausgleichsgewichts.
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Der Fühler selbst besitzt üblicherweise einen Ständer, der auf dem
Werkstattboden aufgestellt werden kann und eine stationäre Spule enthält, einen in dieser Spule hin und her gehenden Anker und ein Befestigungsorgan
- im allgemeinen einen Magneten - zum Befestigen des Ankerstößels an der Rückseite eines nicht rotierenden Teils der !Radaufhängung.
Die Spule ist am Ständer im allgemeinen schwenkbar angebracht, so daß sich der ^ern entweder in vertikaler oder in horizontaler
Richtung dagegen bewegen kann. Bei vertikaler Lage der Spule bewegt
sich der Anker in Entsprechung zu den Schwingungen des Fahrzeugrades
nach oben und unten in vertikaler Richtung und liefert dabei ein Anzeigesignal für die vertikale oder "statische11 Unwucht des Fahrzeugrades.
Bei horizontaler Lage der Spule und zur Achse des Fahrzeugrades exzentrischer Anordnung des Ankers bewegt sich dieser proportional
zu den Schwingungen des Fahrzeugrades nach innen und außen und damit
zu dessen "dynamischer" Unwucht. Für jeden AuswuchtVorgang muß der
Fühler daher zunächst in eine erste Stellung für die "statische" Auswuchtung
und dann in eine zweite Stellung für die "dynamische" Auswuchtung gebracht werden.
Die bekannten Fühler weisen verschiedene Mangel auf, wobei vor allem
und in erster Linie die Schwierigkeit ins Gewicht fällt, eine geeignete
Beziehung zwischen der auf dem Werkstattboden montierten Spule und dem schwingungsfähigen Anker herzustellen, da dabei die Extreme
der von Art und Ausmaß der Unwucht abhängigen Änderungen in der Bewegung
des Fahrzeugrades und insbesondere die sich aus dem Zusammenwirken von statischer und dynamischer Unwucht ergebenden kombinierten
Bewegungen des Fahrzeugrades zu berücksichtigen sind. Die Schwierigkeiten
bei der richtigen Einstellung des Fühlers wiederum machen die Zuverlässigkeit der mit seiner Hilfe durchgeführten Messungen fragwürdig.
Auch ist es bei den bekannten Fühlern erforderlich, daß die damit arbeitende Person mehrmals unter das Fahrzeug kriecht, um den
Fühler zur Gewährleistung seiner richtigen Einstellung nachzujustieren
und auch um ihn in die beiden Stellungen für die getrennte messung
der statischen und der dynamischen Unwucht zu bringen.
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■ Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
entwickelnj das eine Bestimmung sowohl der statischen als auch der
dynamischen Unwucht eines Fahrzeugrades ohne die Notwendigkeit einer Verbindung des Fühlers mit dem Werkstattboden oder sonst einer festen
Bezugsebene ermöglicht und damit die mit der Fühlereinstellung bisher
verbundenen Schwierigkeiten vermeidet.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einen normalerweise feststehenden, aber durch die Unwucht des rotierenden Eades in Vibration
versetzbaren Teil des Fahrzeugs exzentrisch zur Drehachse des Rades ein Beschleunigungsmesser so angesetzt wird, daß er auf Hadschwingungen
in einer Vertikalebene und/oder in einer Horizontalebene anspricht,
daß aus den Heßwerten des Beschleunigungsmessers Signale für einen
Impulszähler zur Bestimmung der Raddrehzahl abgeleitet werden, daß
alle abgeleiteten Signale zur Kompensation des drehzahlabhängigen Phasenwinkels zwischen der Radauslenkung und der Lage der Unwucht
phasenverschoben werden und daß die so kompensierten Impulssignale der Lichtquelle für die stroboskopisch^ Beleuchtung zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren trägt gleichzeitig noch einer weiteren
störenden Erscheinung bei der Unwuchtbestimmung mit Hilfe der Stroboskopie Rechnung. Die Rotation einer nicht ausgewuchteten Masse
führt nämlich durch die Massenverschiebung zu einem Nacheilen der Massenvibration gegenüber der geometrischen Lage der Unwucht, das
mit zunehmender Drehzahl ebenfalls und zwar bis zu einem Maximalwert von 180 anwächst. Das erfindungsgemäße Verfahren führt durch die
Phasenverschiebung der vom Beschleunigungsmesser abgeleiteten Signale zu einer automatischen Kompensation dieser Nacheilung. Dabei kann
für die Phasenverschiebung der Signale ein fester Wert vorgegeben sein, und die Unwuchtbestimmung erfolgt dann bei einer mit diesem Wert korrelierten,
vorwählbaren Drehzahl für das auszuwuchtende Rad. Ein bevorzugter Viert für die Phasenverschiebung ist 90 , wobei dann die Drehzahl
des auszuwuchtenden Rades zwischen 1 100 und 1 3OO U/min, gehalten
wird. Außerdem kann in Ausgestaltung der Erfindung eine Zuführung der kompensierten Impulssignale zur Lichtquelle nur für den vorgegebenen
Drehzahibereich vorgesehen werden.
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Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß.der Fühler in einem an einem stationären, aber auf Radschwingungen ansprechenden I'ahrzeugteil
anbringbaren Gehäuse einen Beschleunigungsmesser mit einer Ansprechebene
enthält, die zur Erfassung statischer Unwucht vertikal und zur Erfassung dynamischer Unwucht horizontal einstellbar ist.
Dabei kann das Gehäuse mit Befestigungsorganen zu seiner sicheren,
aber lösbaren Anbringung an dem"Fahrzeugteil versehen sein, und eine
in dieser Hinsicht besonders vorteilhafte Gehäuseausbildung besteht darin, daß das Gehäuse eine einen Beschleunigungsmesser umschließende
rohrförmige Schale aus ferromaghetischem Material mit magnetischen
Polstücken an ihrem einen Ende für ihre Anbringung an einem ferromagnetischen
Fahrzeugteil aufweist» Zur sicheren Lagerung kann dabei der Beschleunigungsmesser im Inneren der Schale in eine Füllung aus
Epoxyharz eingebettet sein.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuse des Fühlers auch
zwei Beschleunigungsmesser, nämlich einen ersten Beschleunigungsmesser mit vertikaler Ansprechebene und einen zweiten Beschleunigungsmesser
mit horizontaler Ansprechebene enthalten. Bei dieser Ausführung des Fühlers vermag dieser ohne Veränderung seiner Lage sowohl die statische
als auch die dynamische Unwucht in einer einzigen Messung zu erfassen, was naturgemäß eine besondere Arbeitsvereinfachung bedeutet.
Für die Speisung der Beschleunigungsmesser im Gehäuse des Fühlers mit Energie und zur Abnahme der Ausgangssignale der Beschleunigungsmesser
kann das Gehäuse mit einem nach außen führenden mehradrigen Kabel versehen sein, wobei im Falle mehrerer Beschleunigungsmesser in
einem Gehäuse ein Umschalter für die getrennte Erfassung der Aus-,
gangssighale der verschiedenen Beschleunigungsmesser vorgesehen sein
kann.
Weiterhin kann an den oder die Beschleunigungsmesser ein Impulszähler
angeschlossen sein, der einen Drehzahlregler für den Drehantrieb des auszuwuchtenden Fahrzeugrades betreibt.
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. An deft Ausgang des bzw. der Beschleunigungsmesser kann schließlich
noch eine Lichtquelle für die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden
Fahrzeugrades angekoppelt sein, wobei diese stroboskopische Beleuchtung in zeitlicher Abstimmung mit der Vibration des Fahrzeugrades
infolge seiner Unwucht erfolgt und mit dem Impulszähler einerseits
und mit dem Steuerkreis für die Lichtquelle andererseits ein Phasenschieber für die Kompensation des Phasenwinkels zwischen der
Badauslenkung und der Lage der Unwucht auf dem Fahrzeugrad gekoppelt ist. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Impulszähler und der Lichtquelle
eine Lichtblitzabgabe für die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades nur für einen vorgebbaren Drehzahlbereich
für dieses Ead zulassen, und außerdem kann an den oder die Beschleunigungsmesser
ein Meßkreis zum Bestimmen der Größe der dort abgeleiteten
Signale als ungefähres Maß für die Größe der Unwucht angeschlossen sein.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
für eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung veranschaulicht, -das alle ihre Merkmale und Vorteile erkennbar werden
läßt; dabei zeigen in der Zeichnung:
Fig. 1 eine schematisch gehaltene Darstellung eines zum Auswuchten
angehobenen Fahrzeugrades und seiner Aufhängung sowie der damit verbundenen erfindungsgemäß ausgebildeten Auswuchtvorrichtung,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Fahrzeugrad von Fig. 1 in Seitenansicht
zur Veranschaulichung der bevorzugten Anbringungsstelle für den Fühler der Auswuchtvorrichtung,
Fig. 3 einen.vertikalen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsfarm
für den Fühler der Auswuchtvorrichtung,
Fig. h eine Vorderansicht des Fühlers von Fig. 3 vor dem Ein-■
bringen* der die Beschleunigungsmesser im Gehäuse des
Fühlers festlegenden Masse,
Fig. 5 ein Blockschaltbild für den Fühler und die Grundelemente
der damit verbundenen Schaltung zum Verarbeiten seiner Ausgangssignale und
Fig. 6 ein Blockschaltbild für den gesamten Schaltungsaufbau,
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Fig. 1 zeigt fragmentarisch den mit Ausnahme der besonderen Form
für den Fühler üblichen Aufbau für die Auswuchtung von Fahrzeugrädern mit den Mitteln der Stroboskopie. Dabei ist zur klareren Darstellung
der einzelnen Teile der Auswuchtvorrichtung in Fig. 1 der Königszapfen und/oder das Kugelgelenk für die Verbindung des dargestellten
Fahrzeugrades W mit seiner Federaufhängung 3 weggelassen.
Wie die Zeichnung zeigt, ist der Rahmen F des Fahrzeugs mit einem
Heber J angehoben, so daß das auszuwuchtende Rad W an seiner Federaufhängung S oberhalb des Werkstattbodens frei in der Luft hängt. Der
erfindungsgemäß ausgebildete Fühler 10 ist an einem Teil des Fahrzeugs befestigt, der normalerweise feststeht, aber dennoch auf Vibrationen
anspricht, die sich durch die Unwucht des Eades W ergeben, wenn dieses
mit hoher Drehzahl rotiert. Der bevorzugte Ort für die Anbringung des Fühlers 10 liegt auf der drehfesten Rückplatte B der Radachse A in
oder nahezu in der Horizontalebene durch die Radachse A, aber exzentrisch dazu, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. An dieser Stelle erfährt
der Fühler 10 genau die gleiche Vertikalauslenkung wie das Bad W und
eine Horxzontalauslenkung nach innen oder außen, die der Horizontalschwingung des Eades W um seine Drehachse, d. h. die Achse seines
Königszapfens oder seiner Kugelgelenkaufhängung, proportional ist.
Wie bereits angemerkt führt eine Unwucht am Radumfang zu einer Vertikalschwingung
des mit hoher Drehzahl rotierenden Rades W. Obwohl das Bad W dann dynamisch arbeitet, bezeichnet man die Ursache für diese
Vertikalauslenkung des Rades W als "statische" Unwucht. Eine Unwucht am Rade W relativ zu dessen vertikaler Mittelebene wiederum führt zu
Horizöntalschwingungen; da das Rad W jedoch an einer im wesentlichen
vertikalen Drehachse angebracht ist, erzeugen diese Schwingungen keine nennenswerte Horizontalbewegung des Rades W auf seiner vertikalen
Mittellinie, sondern induzieren stattdessen eine horizontale Oszillation des Rades W um diese Drehachse. Dies wird als "dynamische" Unwucht
bezeichnet, und zu ihrer Erfassung wird der Fühler 10 vorzugsweise auf oder nahe neben die horizontale Mittellinie des Rades W und
so weit weg von dessen Achse gelegt, wie dies vernünftigerweise durchführbar ist.
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Von dem in dieser V/eise montierten Fühler 10 läuft eine Leitung 12
zu einem beweglichen Kasten C, der die entsprechenden elektrischen Teile, ein Meßgerät 14 zum Aufzeichnen der Größe des vom Fühler 10 erzeugten
Signals und eine -Lichtquelle L zum stroboskopischen Beleuchten des Eades W in zeitlicher Abstimmung mit dessen Schwingungen enthält.
Der Kasten C ist frei beweglich und läßt sich dem Rad W so gegenüberstellen, daß die Lichtquelle L Lichtblitze auf das Bad W wirft.
Da der Fühler 10 kein mit dem· Werkstattboden verbundenes Bauteil
und keinen sonstigen festen Bezugspunkt besitzt, ist mit der Leitung 12 ein beweglicher Anker Λί\ verbunden, der sie von der Bewegungsbahn
des Rades Vi oder seiner Aufhängung S fernhält.
Nach Kopplung der Auswuchtvorrichtung mit dem Rad W in der geschilderten
Weise wird dieses mit einem Rotor in Eingriff gebracht, der es
mit hoher Drehzahl in seiner normalen Vorwärtslaufrichtung rotieren läßt und dann davon wieder getrennt wird, worauf das Had W unter Bedingungen
frei weiterrotieren kann, die denen bei seinem Lauf auf der Straße sehr nahekommen.
Ist das Rad W nicht ausgewuchtet, so wird es in vertikaler und/oder
in horizontaler Richtung zu schlagen oder zu schwingen beginnen, und der Fühler 10 gibt Signale ab, die dem Ausmaß dieser Schwingungen und
damit der Größe der sie erzeugenden Unwucht proportional sind. Diese Signale sind Impulse mit einem oberen und einem unteren Scheitel, die
der oberen bzw. der unteren oder der inneren bzw. der äußeren Grenze für die Radauslenkung bei jeder Radumdrehung entsprechen. Die elektrische
Schaltung im Kasten G greift einen dieser Scheitel auf und pulst das Licht der Lichtquelle L einmal pro Radumdrehung mit dem
Ergebnis, daß das rotierende Rad Λ unter der Lichtblitzbeleuchtung
für das menschliche Auge stillzustehen scheint. Üblicherweise werden die Lichtblitze für die "statische" Auswuchtung in Abhängigkeit von
der unteren Grenze für die Radauslenkung gezündet, wodurch das Rad W in einer Lage stillzustehen scheint, in der die Unwuchtmasse - abgesehen
von der bereits erwähnten und unten im einzelnen erläuterten Phasenverschiebung für die Radauslenkung - am untersten Radpunkt oder
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in dessen Umgebung liegt. Durch Anbringung einer radialen Kreidemarke
auf dem Reifen oder Auswahl eines unterscheidenden Merkmals an Seifen
oder Bad läßt sich die stroboskopisch ''gestoppte1* Stelle des .Rades
beobachten und notieren.
Gleichzeitig kann man am Meßgerät M die Amplitude des Fühlersignals
und damit die Größe der Vibration des Kades ablesen und erhält damit
ein Maß für die zu der Eadschwingung führende Unwuchtmasse. Tatsächlich wird zwar die Kraft oder das Moment (mkp) gemessen, das die Schwingung
erzeugt. Da man jedoch weiß, daß das die Unwucht ausgleichende Gegengewicht
am Felgenrand des Kades W anzubringen ist, kennt man den Hebelarm für dieses Gewicht von vornherein und kann daher dessen Masse so
wählen, daß sie ein gleich großes und entgegengesetzt gerichtetes Moment bzw. eine solche kraft für den Unwuchtausgleich erzeugt. Daher
kann die Skala des Meßgeräts M durch passende Erprobung und Eichung unmittelbar in Gewichtsteile für das anzubringende Ausgleichsgewicht
geteilt werden»
Sodann wird das Bad W auch physikalisch gestoppt und von Hand in die
unter der Lichtblitzbeleuchtung ermittelte und notierte Stellung für den stroboskopischen "Stillstand" gebracht, worauf ein Ausgleichsgewicht
mit der an der Skala des Meßgeräts M abgelesenen Größe an der Stelle
des Felgenrandes angebracht wird, die der ermittelten Lage für die Unwucht
gegenüberliegt. Sodann wird das Bad W erneut in Drehung versetzt, um sicherzustellen, daß eine "statische" Auswuchtung erreicht ist,
worauf das Ead W dann anschließend in ähnlicher Weise auch dynamisch «ausgewuchtet werden kann.
Das ist die der Theorie folgende und grundlegende Methode für die "stroboskopische" Eadauswuchtung. Jedoch war es bisher nicht möglich,
eine Eadauswuchtung in so geradliniger und einfacher Weise zu erreichen. Vielmehr war bisher selbst für geübtes Bedienungspersonal viel zusätzliche
Überlegung und trobierarbeit erforderlich.
Die vorliegende Erfindung dagegen überwindet viele Nachteile der bisher
bekannten und verwendeten Geräte und Methoden und ermöglicht eine
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stroboskopisch^ Badauswuchtung mit besonderer Einfachheit und Zuverlässigkeit.
Viele der Vorteile der Erfindung sind der durch sie neu geschaffenen Ausführung des Fühlers zuzuschreiben, die im folgenden unter Bezugnahme
auf Fig. 3 und k beschrieben werden soll.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Fühler 10 kennzeichnet sich insbesondere
durch die Verwendung eines Beschleunigungsmessers als Wandler für die Umwandlung der Radschwingung in ein erfaßbares elektrisches
Impulssignal unter einfacher Anbringung an dem schwingenden System ohne physikalische Verbindung mit dem Werkstattboden oder sonst einem festen
Bezugspunkt. Ein Beschleunigungsmesser ist naturgemäß zur Messung der Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers gedacht, Untersuchungen der
Anmelderin haben jedoch zu der Erkenntnis geführt, daß sich ein Beschleunigungsmesser
mit Erfolg zur Erzeugung eines Signals verwenden läßt, das sowohl empfindlich als auch zuverlässig ist für die Bestimmung der Lage
einer schwingungserzeugenden Unwucht und der Amplitude der erzeugten
Schwingung. Außerdem haben diese Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, daß ein Beschleunigungsmesser ein für diesen Zweck brauchbares und zuverlässiges
Signal liefert, ohne daß es eines festen Bezugspunktes bedarf, welche Notwendigkeit bisher so stark von einer stroboskopischen
Eadauswuchtung abgeschreckt hat.
Lrfindungsgemäß wird daher ausgehend von den bei den Untersuchungen
der Anmelderin gewonnenen Erkenntnissen ein Beschleunigungsmesser in
Kleinstausführung, der auf Bewegungen in einer einzigen Ebene anspricht, als Schwingungsfühler zur primären Schwingungserfassung verwendet. Ein
dafür brauchbarer Schwingungsfühler ist das unter dem Handelsnamen
"Endevco Pixie" bekannte Gerät, ein Beschleunigungsmesser mit einer
Anzeigerate von 10 mv/g. Ein solcher Beschleunigungsmesser ist extrem
klein und von geringem Gewicht, liefert aber dennoch ein Signal, das zuverlässig reproduzierbar ist, womit sich ein vollkommen in sich abgeschlossenes
Fühlsystem ergibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei solcher Beschleunigungsmesser in einem Fühler verwendet,
von denen der eine Schwingungen in vertikaler Richtung und der andere Schwingungen in horizontaler Richtung auffängt, so daß bei ein und
derselben Lage für die Anbringung des Fühlers 1Ü am schwingenden System
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eine Bestimmung sowohl der "statischen" als auch der "dynamischen" Unwucht
möglich ist. Jedoch liegt es auf der Hand, daß schon ein einziger Beschleunigungsmesser für beide Bestimmungen ausreicht, der dann
zwischen den "statischen" und den 'dynamischen" i-iessungen um einen rechten
Winkel verdreht werden muß.
In Fig. 3 und k ist eine bevorzugte Bauform für den Fühler 10 veranschaulicht,
bei der zwei Beschleunigungsmesser in Kleinstbauweise unter einem rechben Winkel zueinander angeordnet sind. Dabei liegt
ein erster Beschleunigungsmesser 20 mit seiner Ansprechach.se oder
Ansprechebene in vertikaler Richtung, und ein zweiter Beschleunigungsmesser
22 hat eine in horizontaler Richtung liegende Ansprechachse oder Ansprechebene. Zur bequemeren Handhabung und zum Schutz vor Beschädigung
sind die Beschleunigungsmesser 20 und 22 vorzugsweise in einem Gehäuse
2k eingeschlossen, wobei sie in geeigneter V/eiae in eine r'u-lang 2o aus
Epoxyharz eingebettet und eingekapselt sind. Zur trleictiterung der Befestigung
des Fühlers 1Q am schwingenden System ist mit 2ücksicht darauf, daß die meisten Teile eines Kraftfahrzeugs ferromagnetischer la- .;
sind, eine Bauform des Gehäuses 2k als rohrförmige Schale aus ferromagnetischem
Material bevorzugt, die an einem -ende zur Schaffung von
Polstücken 28 eingekerbt ist, die anschließend magnetisiert v/erden und
dann sine lösbare Befestigung des gesamben Fühlers 10 am Fahrzeug mittels
magnetischer Anziehung ermöglichen.
Der Fühleraufbau wird durch ein mehradriges Kabel \c: - mit vier
Leitungen und einer leitenden Abschirmung - vervollständigt, das an
die Beschleunigungsmesser 20 und 22. und an das Gehäuse ?.h angescLLoasen
ist; die mechanische Sicherung des Labeis 12 am Gehiius-i dk erfolgt
durch einen geeigneten nichtleitenden Formkörper 30.
In fertig montiertem Zustand kann der Fühler IO .liu .■■<:;ringen Abmessungen
von 1 bis 2,5 cm Durchmesser und 1 bis 2,5 cm Langt) aufweisen,
wobei die genauen Maße durch die bequeme Handhabbarkeit und eine hinreichende strukturelle Festigkeit bestimmt sind. Der ^e:-mute Fühler 10
wird daher auf jeden Fall sehr klein und von geringem Gewicht und labt
sich damit leicht und .-schnell an einem Teil des schwingenden System«
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BAD ORiGINAL
wie beispielsweise der Rückplatte B der Badachse A befestigen. Da der
Fühler an und in sich eine so geringe Masse darstellt, genügen übliche Befestigungsmittel zu seiner sicheren Anbringung am schwingenden System
auch bei extremen Schwingungsstößen. Obwohl auch andere Befestigungsmittel denkbar und brauchbar sind, stellt die Ausführung des Fühlers
mit einem unabhängigen Permanentmagneten in Form der Polstücke 28 eine
dank ihrer sicheren Befestigung und leichten Lösbarkeit bevorzugte Ausführung dar.
Der Grundaufbau für die elektrische Schaltung im Fühler 10, dem Kabel 12 und den angeschlossenen Bauelementen für die Aufbereitung der
vom Fühler 10 bzw. seinen beiden Beschleunigungsmessern 20 und 22 abgegebenen Signale ist in Fig. 5 veranschaulicht, in der der Fühler 10
durch ein gestricheltes Rechteck angedeutet ist. Wie Fig. 5 zeigt, sind
die Beschleunigungsmesser 20 und 22 zu einer Brücke zusammengeschaltet,
die zwei den Beschleunigungsmessern 20 und 22 entsprechende variable Widerstände 20a bzw. 22a und zwei Bezugswiderstände 20b bzw. 22b enthält.
Die Speisung der Brücke erfolgt aus einer in Fig. 5 nur durch
Pfeilspitzen angedeuteten Gleichstromquelle über Leitungen 31 und 32,
die einen Teil des Kabels 12 bilden. Die Ausgangssignale werden an den Mittelabgriffen der Widerstandspaare 20a/22a und 20b/22b über Leitungen"
33 und J)k abgenommen, die ebenfalls Teil des Kabels 12 sind. Vorzugsweise
sind die Leitungen 31 bis 3^ im Kabel 12 durch eine geerdete
Abschirmung 35 abgeschirmt, wodurch sich die Ausgangssignale der Beschleunigungsmesser
20 und 22 ohne Beeinträchtigung durch äußere Störfelder in den Kasten C (Fig. 1) einführen lassen.
Im Kasten C werden die Ausgangssignale der Beschleunigungsmesser 20
und 22 einem Verstärker 40 zugeführt, der ein Ausgangssignal hl erzeugt,
das die verstärkte Hesultierende der Widerstandsfaktoren enthält. JJas
Potential zwischen den Zweigen 31 - ^1 und 32 - M kann dann mit entsprechend
kalibrierten Potentiometern A-3 bzw. hk abgenommen werden,
deren Schleifer mit den entsprechenden Kontakten eines von Hand betätigbaren Wählschalters V? verbunden sind, wodurch der Bedienungsmann nach
freier Wahl ein in Fig. 5 durch eine Pfeilspitze angedeutetes Ausgangssignal
entweder von dem einen oder von dem anderen der beiden
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Beschleunigungsmesser 20 und 22, d. h» entweder ein vom variablen Widerstand
20a als Folge vertikaler Eadschwinguigsn oder "statisch^1 Unwucht
erzeugtes Impulssignal oder ein vom variablen Widerstand 22a als Folge horizontaler Radschwingungen oder "dynamischer" Unwucht erzeugtes Impulssignal abnehmen kann. «
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild für die gesamte Schaltung zur er»
findungsgemäßen Gewinnung einer zuverlässigen Anzeige für die Lage der Unwucht am Ead W und die Amplitude der durch diese Unwucht erzeugten
Vibration des Rades W. In Fig. 6 werden der Fühler 10 und der Verstärker
kO von einer Gleichstromquelle gespeist, die vorzugsweise eine an
ein übliches 115-Volt-Hetz für Wechselstrom anschließbare Mehrzweckstromquelle
ist. Das Ausgangssignal 41 des Verstärkers kO wird zunächst
einein Verstärkungsregler 46, sodann einem zweiten Verstärker k?
und schließlich einer Kalibrier- und Auswahlstufe zugeführt, aus den Potentiometern kj und kk und dem Wählschalter 4-5 besteht.
Das ausgewählte und kalibrierte Signal wird dann in zwei Kanäle eingespeist, nämlich in einen in Fig. 6 oben dargestellten Impulskanal
und in einen in Fig. 6 rechts von der Kalibrier- und Auswahlstufe dargestellten Amplitudenkanal. In diesem zweiten Kanal wird das Signal
verstärkt, gleichgerichtet und dem Meßgerät M zugeführt. Das Meßgerät M selbst ist auf seiner Ableseskala vorzugsweise in Größen für die zum
Auswuchten von Fahrzeugrädern in Standardgröße erforderlichen Ausgleichsgewichte
sowie in Drehzahlwerten kalibriert» Die Steuerung des Meßgeräts K erfolgt über einen Umschalter 4ö, der in einer Stellung die
Ablesung der Werte für die Ausgleichsgewichte und in der anderen Stellung die Ablesung der Baddrehzahl gestattet, wie dies im folgenden erläutert
ist.
Im Impulskanal wird das Ausgangssignal der Kalibrier- und Auswahlstufe
in einer kombinierten Filter- und Phasenschieberstufe ^Q aufgefangen,
wo es zunächst zur Beseitigung von Badrauschen und anderen äußeren Störungen gefiltert und anschließend entsprechend der Drehzahl
des Fahrzeugrades W phasenverschoben wird. Eine unausgewuchteten rotierenden Massen eigene Erscheinung, die sich nicht aus dem System
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ausscheiden läßt, besteht nämlich darin, daß die Massenauslenkung mit
steigender Drehzahl des Rades der Lage der Unwucht in ständig und bis zu einem Maximalwert von 18O zunehmendem Ausmaß nacheilt. Bei niedrigen
Drehzahlen und unterhalb der kritischen Drehzahl für das schwingende System ist die Auslenkung nahezu in Phase mit der Lage der unausgewuchteten
Masse am Rad, die dan Anlaß der Schwingungen bildet. Nimmt die Raddrehzahl zu, so bleibt die Auslenkung des rotierenden Körpers
gegenüber der Lage der unausgewuchteten Masse zurück, d. h. die Auslenkung des Rades ist nicht mehr in Phase mit der Lage des Gewichts,
sondern eilt dieser nach. Die theoretische Nebenbedeutung dieser Erscheinung ist die, daß die Radauslenkung bei Resonanz oder kritischer
Drehzahl um 90 hinter der Lage der unausgewuchteten Masse nacheilt.
Nimmt die Drehzahl über den kritischen Wert hinaus zu, steigt der Phasenwinkel weiter bis zu einem Punkt, der nahe bei i8ü Nacheilung
liegt. Es ist daher sehr wichtig, für eine Drehzahlkompensation zu sorgen, wenn das Bad stroboskopisch beleuchtet wird, um die genaue Lage
der Unwucht bestimmen zu können. Umgekehrt betrachtet gäbe es bei einfachem Aufblitzen der stroboskopischen Beleuchtung an der Untergrenze
der Radauslenkung - ohne Drehzahlkompensation - keine Möglichkeit zur Feststellung der Lage der Unwucht, da diese Lage bei stroboskopischen
"Stillstand" des Rades irgendwo im Bereich zwischen 0 und 18O zum Eußpunkt des Rades sein könnte.
Zur genauen Bestimmung der Lage der Unwucht sind daher erfindungsgemäß
Vorkehrungen zur Drehzahlmessung und zur Lokalisierung der Unwuchtstelle,
als Funktion der Raddrehzahl getroffen. Dieses Ziel wird vorzugsweise mit Hilfe eines Phasenschiebers in der Filter- und Phasenschieberstufe5°
erreicht, der unter kontinuierlicher Verfolgung der Raddrehzahl, d. h. der Anzahl der Impulse im empfangenen Signal, verstellt,
wird und damit eine Phasenverschiebung seines Ausgangssignals in Entsprechung zur Raddrehzahl bewirkt. Die Filter- und Phasenschieberstufe
50 kann auch eine automatische Phasenverschiebung in Abhängigkeit
von der Raddrehzahl vornehmen oder stets eine bestimmte Phasenverschiebung
bewirken und ein optisches und/oder akustisches Signal für den Bedienungsmann abgeben, damit dieser die Unwuchtablesungen in einem Drehzahlbereich
vornimmt, der mit dieser bestimmten Phasenverschiebung für
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das Ausgangssignal der Filter- und Phasenschieberstufe 50 korreliert ist.
Stattdessen kann die Zuführung der Speise- oder Triggersignale für die Lichtquelle für die stroboskopische Beleuchtung nur in einem mit der vorgegebenen
Phasenverschiebung korrelierten Bereich für die ßaddrehzahl zugelassen werden.
Bei Badaufhängungen für Kraftfahrzeuge liegt die kritische oder Resonanzdrehzahl
für das aufgehängte Ead in der Größenordnung von etwa 1 200 U/min. Bei dieser Drehzahl beträgt der Phasenwinkel zwischen der
Eadauslenkung und der Lage der Unwucht bei etv/a 90 ι und dieser Zusammenhang
ist zuverlässig genug, um als Kalibriergeschwindigkeit für die dargestellte Auswuchtvorrichtung mit dieser Drehzahl zu arbeiten. Außerdem
ist dieser Drehzahlwert der beste, um zumindest eine Anfangsablesung
für Größe und Lage der Unwucht am fiad vorzunehmen und die erforderlichen
Korrekturen (Größe und Lage des Ausgleichsgewichts) zu bestimmen. Im folgenden soll daher für die Eilter- und Phasenschieberstufe 50 eine
Ausbildung angenommen werden, die eine automatische Phasenverschiebung
von 90° bei einer Drehzahl von 1 200 U/min, ergibt.
Das in dieBer Weise phasenverschobene Signal wird sodann verstärkt
und einem Quadrierverstärker 51 zugeführt, in dem die Impulse des ein-
werden fallenden Signals in Rechteckimpulse umgewandelt, das Signal also zur
Steigerung der Genauigkeit und zur Erleichterung der Verarbeitung aufbereitet wird. Das entstehende Rechtecksignal wiederum wird einem differenzierenden
Impulsgenera bor 52 zugeführt, der einen Satz von Signalscheiteln,
beispielsweise den der Untergrenze für die Radauslenkung
entsprechenden Satz, auswählt und dann für jeden solchen Scheitel einen scharfen Impuls abgibt. Diese Ausgangsimpulse des laipulsgeneratori. J2
dienen zur Triggerung der Lichtquelle L für die stroboskopische beleuchtung
und bewirken außerdem eine Drehsahlanzeige am Meßgerät ti.
Im besonderen wird das Ausgangssignal des Impulsgenerator« 52 in
einem ersten Kanal einem integrierenden Zähler 53 zugeführt, der ein
für das Meßgerät M verarbeitbares Signal abgibt, das dem Meßgerät H über den Umschalter ^8 zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist für die
Kalibrierung dieses Signals für das Meßgerät M ein Potentiometer ^k
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vorgesehen. Auf diese Weise kann der Bedienungsmann am Meßgerät M je nach
der Stellung des Umschalters 48 entweder die Kaddrehzahl oder die Größe
des erforderlichen Ausgleichsgewichts ablesen.
Das Impulssignal aus dem Impulsgenerator 52 wird außerdem dem Speisekreis
für die stroboskopisch^ Beleuchtung des Bades W zugeführt, der die
Lichtquelle L, eine Triggerspule 60, eine Entladeschaltung 6i , eine Speisequelle
62 für die Triggerspule 6O und die Entladeschaltung 6i, einen
Isoliertransformator 63 zum Abtrennen der Speisequelle 62 von der Meßschaltung
und eine Treiberetufe 6k mit einem Impulsverstärker für die
Zuführung der Impulse zum Isoliertransformator 63 und über diesen zur Lichtquelle L umfaßt. Der Verbindungsleitung zwischen dem Impulsgenerator
52 und dem Verstärker 6k ist vorzugsweise ein Auswahlkreis parallelgeschaltet,
der über einen Umschalter 56 ansteuerbar ist, so daß wahlweise
entweder alle Impulse des Impulsgenerators 52 oder nur diejenigen davon der Lichtquelle L zugeführt werden können, die innerhalb eines
Drehzahlbereichs erzeugt werden, der einer vorgegebenen Phasenverschiebung in der Filter- und Phasenschieberstufe 5° entspricht. Dieser zweite
Fall v;ird durch einen Drehzahldiskriminator ^ bewirkt, der über den Umschalter
56 wirksam gemacht werden kann und dann alle Impulse zählt und
nur diejenigen passieren läßt, die in einen vorgewählten Bereich für die. Folgefrequenz, beispielsweise in den einer Drehzahl zwischen 1 100 und
1 300 U/min. entsprechenden Bereich fallen. Die Betätigung des Umschalters
56 für die Auswahl der jeweiligen Alternative für die Speisung der Lichtquelle L mit Impulsen aus dem Impulsgenerator 52 erfolgt vorzugsweise
von Hand durch den Bedienungsmann.
Beim Betriebe der oben beschriebenen Vorrichtung mit der Darstellung
in Fig. 1 entsprechender Lage der Fahrzeugteile legt der Bedienungsmann den Wählschalter 45 zunächst in die einer "statischen" Auswuchtung entsprechende
Stellung, bringt das Fahrzeugrad auf eine oberhalb der kritischen Drehzahl liegende Drehzahl und entfernt dann den Drehantrieb für
das Fahrzeugrad K, so daß dieses frei rotieren und schwingen kann. Ist
das Bad W statisch nicht ausgewuchtet, so wird es nach unten und oben schwingen und den Beschleunigungsmesser 20 ansprechen lassen. Befindet
sich der Umschalter 56 in der in Fig. 6 dargestellten Stellung für die
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Zuführung aller Impulse aus dem Impulsgenerator 52 zur Lichtquelle L,
so blitzt die stroboskopische Beleuchtung bei allen Raddrehzahlen auf.
Wird die Phasenverschiebung mit automatischer Drehzahlkompensation von der Filter- und Phasenschieberstufe 50 für alle Drehzahlen vorgenommen,
so läßt die Beleuchtung das Bad in, der Stellung "stillstehen", in der
die Unwucht am Bade W an dessen Fußpunkt liegt.
Wird die Drehzahlkompensation nur für eine ausgewählte Drehzahl,
beispielsweise mit 90 für eine Drehzahl von 1 2üU U/min. vorgenommen,
so stellt der ßedienungsmann den Umschalter ^8 so, daß am i-ießgerät M
eine Drehzahlmessung erfolgt, und beobachtet das Meßgerät I-I so lange,
bis sich die Raddrehzahl unter Absinken von höheren Vierten der Drehzahl,
von 1 200 U/min, nähert. Gewünschtenfalls kann ein grünes Licht oder ein sonstiges. Anzeigesignal für die Anzeige dieser Drehzahl mit
dem Meßgerät M gekoppelt sein. Sodann legt der Bedienungsmann den Umschalter
k8 in seine andere Stellung um, so daß er am Meßgerät M eine
Anzeige für die Größe des zur Auswuchtung erforderlichen Ausgleichsgewichts erhäLt, und beobachtet das Bad W unter stroboskopischer Beleuchtung
und notiert seine Stillstandslage unter dem Einfluß dieser Beleuchtung, die in diesem Falle bei solcher Lage des Eades auftritt,
daß die Unwucht am Fußpunkt des Rades W liegt.
Alternativ dazu kann der Bedienungsmann den Umschalter 56 so einstellen,
daß der Drehzahldiskriminator 55 wirksam wird, worauf er dann
nur noch das Bad W so lange zu beobachten braucht, bis das Licht aufblitzt,
una die Lage des Rades Vi bei Beginn der Lichtblitze und die Anzeige
für die Größe des AusgieichsgewiBhts auf dein Meßgerät M ablesen
kann.
Anschließend wird das Ead W. auch physikalisch gestoppt und von Hand
in die bei stroboskopischem "Stillstand11 im Drehzahlbereich g von 1
U/min, beobachtete. Lage, gedreht, in der"sichdie Unwucht etwa bei der
Ziffer 6 eines .Uhrenzifferblattes befindet. Das Ausgleichsgewicht mit
der vom: Meßgerät,M angezeigten Größe wird dann in der Stellung der Ziffer
12 auf. dem Ufyrenzifferblat.t am Felgenrand des Rades W befestigt.
Dabei wird dieses Ausgleichsgewicht vorzugsweise in zwei gleiche Teile
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aufgeteilt, von denen der eine innen und der andere außen am Felgenrand angebracht wird, um die dynamischen Auswuchtbedingungen nicht zu
stören.
Anschließend wird das Bad "W erneut bis zu einer Drehzahl oberhalb
der kritischen Drehzahl von 1 200 U/min, in Sotation versetzt. Ist
eine "statische" Auswuchtung erreicht, so wird das Bad W nicht schwingen,
und der Beschleunigungsmesser 20 liefert keine Anzeige, so daß die Lichtquelle L keine Lichtblitze erzeugt, was dem Bedienungsmann
sagt, daß das Bad "statisch" ausgewuchtet ist. In diesem Zeitpunkt
sollte der Bedienungsmann den Umschalter 56 in die einer kontinuierlichen
Anzeige entsprechende Stellung bringen, so daß er beobachten kann, ob das Bad W wirklich für alle Drehzahlen ausgewuchtet ist, also auch
für Drehzahlen oberhalb und unterhalb der kritischen Drehzahl. Sollte sich bei dieser Beobachtung eine Anzeige mit Lichtblitz und Meßgerät
ergeben, so muß der Bedienungsmann den oben beschriebenen Arbeitsgang nochmals vornehmen und Größe und/oder Lage des erforderlichen Ausgleichsgewichts
so lange bestimmen, bis er eine befriedigende Auswuchtung erreicht hat. ■
Ist die "statischet Auswuchtung dann erreicht, bringt der Bedienungsmann den Wählschalter k3 in die Stellung für "dynamische" Auswuchtung
und wiederholt im wesentlichen die oben beschriebenen Arbeitsgänge für die Herstellung auch "dynamischer" Auswuchtung. Bei der Anbringung der
Ausgleichsgewichte für die "dynamische" Auswuchtung kann der Bedienungsmann natürlich auch die zuvor für die "statische" Auswuchtung angebrachten
Ausgleichsgewichte von einer Seite der Felge auf die andere versetzen, ohne dabei allerdings ihre radiale Lage auf den Felgenumfang
zu verändern.
Die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der mit dem erfindungsgemäß
ausgebildeten Fühler 10 zu gewinnenden Signale läßt insbesondere für geübtes Bedienungspersonal noch eine andere Betriebsweise der Auswuchtvorrichtung
zu. Wenn ein unausgewuchtetes Bad auf hohe Drehzahl gebracht wird und zu schwingen beginnt, beginnen auch die Stoßstange,
der Kotflügel und andere Fahrzeugteile in Antwort auf die Eadvibration
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jedoch nicht unbedingt in Phase damit zu schwingen, wobei sich beispielsweise
eine Phasenverschiebung im Sinne einer Nacheilung für die Auslenkung des Bades und der Stoßstange oder des Kotflügels ergeben
kann. Erfindungsgemäß lassen sich daher solche Fahrzeugteile in der Umgebung des auszuwuchtenden Eades für die Anbringung des Fühlers
verwenden, so daß sich der Bedienungsmann das Hinunterkriechen unter das Fahrzeug für die Anbringung des Fühlers 10 an der Rückplatte B der
Fahrzeugradachse sparen kann;
Bei dieser Meßmethode muß der Bedienungsmann zunächst die gegebenenfalls
vorhandene Phasenverschiebung zwischen dem schwingenden Bad und dem Fahrzeugteil bestimmen, an dem er den Fühler 10 angebracht hat.
Dazu versetzt er zunächst das Bad in Umdrehung mit hoher Drehzahl und
bestimmt anhand seiner eigenen Erfahrung und unter Verwendung des Meßgeräts M, ob das Bad einer Auswuchtung bedarf und wenn ja, wie groß
das dazu erforderliche Ausgleichsgewicht in etwa sein muß. Sodann hält er das Bad an, befestigt daran ein Ausgleichsgewicht an irgendeiner
Stelle, das vielfach größer, beispielsweise dreimal größer ist als das von ihm als erforderlich geschätzte Ausgleichsgewicht, bringt das Bad
wieder auf hohe Drehzahl und beobachtet die Badstellung unter stroboskopischer Beleuchtung und Ablesung am Meßgerät M, worauf er das Bad
wieder anhält und von Hand in die dem stroboskopischen Stillstand entsprechende Lage dreht. Wenn der Fahrzeugteil, an dem der Fühler 10
angebracht ist, mit der Badschwingung in Phase schwingt, dann sollte
sich das speziell angebrachte schwere Ausgleichsgewicht in der Stellung
der Ziffer 6 auf dem Uhrenzifferblatt befinden und das Meßgerät M sollte eine etwa der Größe dieses Ausgleichsgewichts entsprechende Anzeige
ergeben. Liegt das Ausgleichsgewicht nicht so, dann beobachtet und/oder mißt der Bedienungsmann die Winkeldifferenz zwischen dem
schweren Ausgleichsgewicht und der Zahl 6 auf dem Zifferblatt und merkt
diese Information als Phasenwinkel für die Phasenverschiebung zwischen dem Bad und dem den Fühler 10 tragenden Fahrzeugteil. In ähnlicher
Weise korreliert oder kalibriert er dann "auch die Anzeige des Meßgeräts M im Vergleich zur wirklichen Masse des schweren Ausgleichsgewichts.
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- 19 -
Anschließend wird das schwere Ausgleichsgewicht abgenommen und das
Had W-'erneut in fiotation versetzt, wobei sich die Auswuehtung in der
gleichen· ¥eise wie oben-beschrieben mit der einzigen Ausnahme vollzieht,
daß das'-'-Raä-nach-.'dem physikalischen Anhalten und Verdrehen in die dem
strobosk-apischen ."Stillstand11 entsprechende Lage noch um den Betrag
weiter-gedreht wird, der dem zuvor beistimmten Phasenwinkel zwischen . .
l<ad: und Fahrzeugteil entspricht, um den wahren Schwerpunkt des Bades
in die Stellung der Ziffer 6 auf dem Uhrenzifferblatt zu bringen. An
der der Ziffer 12 auf dem Uhrenzifferblatt entsprechenden Stelle des
Felgenrandes wird dann das in seiner Größe unter Berücksichtigung der zuvor vorgenommenen "Kalibrierung" des Meßgeräts M dessen Anzeige entsprechende
Ausgleichsgewicht angebracht, worauf die Überprüfung der Auswuehtung und gegebenenfalls die Nachjustierung des Ausgleichsgewichts
in der gleichen Weise erfolgt, wie dies oben erläutert ist.
— Patentansprüche —
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Claims (1)
- - 20 -PatentansprücheVerfahren zum Auswuchten von Fahrzeugrädern, bei dem ein frei rotierendes Bad zur Lokalisierung einer zu beseitigenden Unwucht stroboskopisch beleuchtet und die stroboskopisehe Beleuchtung anhand der durch die Unwucht veranlaßten und abgeführten Vibration des rotierenden Bades gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einen normalerweise feststehenden, aber durch die Unwucht des rotierenden Hades in Vibration versetzbaren Teil des Fahrzeugs exzentrisch zur Drehachse des Eades ein Beschleunigungsmesser so angesetzt wird, daß er auf Badschwingungen in einer Vertikalebene und/oder in einer Horizontalebene anspricht, daß aus den Meßwerten des Beschleunigungsmessers Signale für einen Impulszähler zur Bestimmung der Baddrehzahl abgeleitet werden, daß a.lle abgeleiteten Signale zur Kompensation des drehzahlabhängigen Phasenwinkels zwischen der Eadäuslenkung und der Lage der Unwucht phasenverschoben werden und daß die so kompensierten Impulssignale der Lichtquelle für die stroboskopisch^ Beleuchtung zugeführt werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes abgeleitete Signal um einen vorgegebenen Winkel phasenverschoben und die Unwucht des rotierenden Bades bei einer mit dem vorgegebenen Winkel korrelierten, vorwählbaren Drehzahl bestimmt wird.3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Signale um 90 phasenverschoben werden und die Unwuchtbestimmung bei einer Drehzahl zwischen 1 100 und 1-300 U/min. vorgenommen wird.k. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierten Impulssignale der Lichtquelle für die stroboskopische Beleuchtung nur während der Eotation des Fahrzeugrades mit einer Drehzahl innerhalb eines der vorwählbaren Drehzahl entsprechenden Bereichs zugeführt werden.5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis *f, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (10) in einem an einem109837/0207stationären, aber auf Eadsckwingtmgea ansprechenden Fahrzeugteil (B) anbringbaren Gehäuse {2k}- einen Beschleunigungsmesser (2O, 22} mit eiiier Ansprechebene enthält» die zur Erfassung statischer Unwucht vertikal und zur Erfassung dynamischer Unwucht horizontal einstellbar ist*6. Vorrichtung nach. Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet t daß das Gehäuse (2%) mit BefestigUögsorganen {28} zu. seiner sicheren, aber lösbaren Anbringung an einem Fahrzeugteil (B) versehen ist.7· Vorrichtung nach, Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse C2%) eine einen Beschleunigungsmesser (20T 22) umschließende rohrförmige Schale aus ferromagnetische!!! Material mit magnetischen Palstücken (28) an ihrem einen Ende für ihre Anbringung an einem ferromagnetischen Fahrzeugteil (B) aufweist«8« Vorrichtung nach Anspruch 1J9 dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsmesser (2Q* 22) im Inneren der Schale (2^f) in eine Füllung £26} aus.Epoxyharz eingebettet ist.9* Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse iZk·} einen ersten Beschleunigungsmesser (2Q) mit vertikaler Ansprechebene und einen zweiten Beschleunigungsmesser (22) mit horizontaler Änsprechebene enthält.10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (2*f) ein mehradriges Kabel (12) zum Speisen des bzw· der Beschleunigungsmesser (2O1 22} mit Energie und zum Abnehmen von deren Meßsignalen und ihrer Weiterleitung über einen Wählschalter (45) angeschlossen ist.ti· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 f dadurch gekennzeichnet, daß an den oder die Beschleunigungsmesser (20, 22) ein Impulszähler (55) angekoppelt ist, der einen Drehzahlregler (55i die strobosköpische Beleuchtung des; Fahrzeugrades (W) speist.-2Z-12. Vorrichtung nach Anspruch 111 dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des bzw. der Beschleunigungsmesser (20, 22) eine Lichtquelle (L.) für die strabaskopische Beleuchtung des rotierenden Fahraeugrades CW) in. zeitlicher Abstimmung mit dessen Vibration angekoppelt ist und daß mit dem Impulszähler (53) einerseits und mit dem Eteuerkreis (60 bis 64-) für die Lichtquelle (L) andererseits ein Phasenschieber (5Q)-für die Kompensation des Phasenwinkel zwischen der Badauslenkung und der Lage der Unwucht auf dem Fahrzeugrad (W) gekoppelt ist.13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung (55* 56) zwischen dem Impulszähler (53) "ßd der Lichtquelle (L) eine Lichtblitzabgabe zur stroboskopischen Beleuchtung
des Fahrzeugrades nur für einen vorgebbaren Drehzahlbereich für das
Fahrzeugrad (W) zuläßt.I**-. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des bzw· der Beschleunigungsmesser (20, 22) ein Meßkreis (i-l) zum Bestimmen der Größe der dort abgeleiteten Signale als ungefähres Maß für die Größe der Unwucht angekoppelt ist.IQS837/02Ö7Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1407370A | 1970-02-25 | 1970-02-25 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2109020A1 true DE2109020A1 (de) | 1971-09-09 |
DE2109020B2 DE2109020B2 (de) | 1975-01-23 |
DE2109020C3 DE2109020C3 (de) | 1975-09-11 |
Family
ID=21763369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2109020A Expired DE2109020C3 (de) | 1970-02-25 | 1971-02-25 | Vorrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Unwucht von Fahrzeugrädern |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3675495A (de) |
CA (1) | CA947113A (de) |
DE (1) | DE2109020C3 (de) |
GB (1) | GB1302487A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2171114A1 (de) * | 1972-02-09 | 1973-09-21 | Hunter Eng Co |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3802273A (en) * | 1972-10-17 | 1974-04-09 | Chadwick Elect Inc H | Helicopter rotor balancing method and system |
US3815425A (en) * | 1972-10-24 | 1974-06-11 | F Skidmore | System for wheel balancing |
US3906801A (en) * | 1973-06-19 | 1975-09-23 | Bear Manufacturing Corp | Apparatus for balancing rotating bodies |
FR2730056B1 (fr) * | 1995-01-27 | 1997-04-11 | Muller Bem | Dispositif de detection et de mesure d'emplacement sur corps tournant, et machine d'equilibrage de corps tournant |
US6353384B1 (en) * | 1999-08-09 | 2002-03-05 | Meritor Heavy Vehicle Systems, Llc | Wheel rotation sensor and accelerometer to determine out of balance condition |
US6834222B2 (en) * | 2003-02-27 | 2004-12-21 | Ford Global Technologies, Llc | Tire imbalance detection system and method using anti-lock brake wheel speed sensors |
US20060226696A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Jones Gordon B | Self-balancing wheel |
US20060290200A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Davison Kent E | Wheel-end mounted multipurpose acceleration sensing device |
US7642035B2 (en) * | 2006-04-13 | 2010-01-05 | Industrial Technology Research Institute | Sensitized photochemical switching for cholesteric liquid crystal displays |
EP2196789A1 (de) | 2008-12-10 | 2010-06-16 | Snap-on Equipment Srl a unico socio. | Vorrichtung zur Messung von Unwuchtkräften |
US10520129B2 (en) * | 2016-07-05 | 2019-12-31 | Snap-On Equipment Srl A Unico Socio | Machine body for a wheel servicing apparatus with display support unit |
IT201800009107A1 (it) * | 2018-10-02 | 2020-04-02 | Balance Systems Srl | Dispositivo e procedimento di equilibratura per corpo rotante |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2565577A (en) * | 1948-05-25 | 1951-08-28 | J O Stephenson | Switch for static and dynamic balancing |
US2680966A (en) * | 1951-11-30 | 1954-06-15 | Adkins Sterling | Wheel balance testing apparatus |
US3023613A (en) * | 1955-07-13 | 1962-03-06 | Internat Res & Dev Corp | Engine analyzer and balancer |
US3115042A (en) * | 1960-09-09 | 1963-12-24 | Int Research & Dev Co Ltd | Balancing apparatus |
US3203254A (en) * | 1962-05-21 | 1965-08-31 | Int Research & Dev Co Ltd | Electronic balancing apparatus |
US3254528A (en) * | 1962-11-23 | 1966-06-07 | Paul L Michael | Transducer mount |
US3274486A (en) * | 1963-03-01 | 1966-09-20 | Leon M Gould | Automatic synchronized stroboscope |
-
1970
- 1970-02-25 US US14073A patent/US3675495A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-10-30 CA CA096,994A patent/CA947113A/en not_active Expired
-
1971
- 1971-02-25 DE DE2109020A patent/DE2109020C3/de not_active Expired
- 1971-04-19 GB GB2246071A patent/GB1302487A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2171114A1 (de) * | 1972-02-09 | 1973-09-21 | Hunter Eng Co |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA947113A (en) | 1974-05-14 |
US3675495A (en) | 1972-07-11 |
GB1302487A (de) | 1973-01-10 |
DE2109020B2 (de) | 1975-01-23 |
DE2109020C3 (de) | 1975-09-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |