DE2109020B2 - Vorrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Unwucht von Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermit η !n der statischen und dynamischen Unwucht an einen bei hochgebocktem Fahrzeug in freie Rotation versetz ten Fahrzeugrad unter Bestimmung der Lage der Un wucht auf dem rotierenden Fahrzeugrad unter Berück sichtigung ihrer Phasenverschiebung gegen ate maxi male Radauslenkung aus der stroboskopischen Still Standsstellung einer Marke auf dem Fahrzeugrad mii einem die Unwuchtschwingungen des rotierender Fahrzeugrades aufnehmenden, gegenüber dem fester Boden nicht zusätzlich abgestützten Schwingungsde tektor.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der US-PS 3 078 720 beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung be sitzt einen SchwingLügsdeiektor, der mit Hilfe einet Klammer an einem Teil der Aufhängung für das auszu wuchtende Fahrzeugrad befestigt werden kann, der durch die zu beseitigende Unwucht des rotierenden Fahrzeugrades ebenfalls zu Unwuchtschwingungen angeregt wird.

Dank der Aufhängung des Schwingungsdetektors allein an der Radaufhängung ohne sonstige Abstützung auf dem festen Boden vermeidet diese bekannte Vorrichtung eine Reihe von Nachteilen, wie sie anderen bekannten beispielsweise in den US-PS 2 565 577 und 2 616 288 beschriebenen Auswuchtvorrichtungen anhaften. Diese Nachteile sind vor allem in der Schwierigkeit begründet, den sich aus dem Zusammenwirken von statischer und dynamischer Unwucht des auszuwuchtenden Fahrzeugrades ergebenden kombinierten Bewegungen dieses Fahrzeugrades gegenüber dem dort verwendeten festen Abstützungspunkt für den Schwingungsdetektor Rechnung zu tragen. Dazu kommen weiter die Gefahr einer Beschädigung des Schwingungsdetektors durch eine ungewollte Bewegung des hochgebockten Fahrzeugs gegenüber dem festen Boden und die Notwendigkeit einer unter Umständen mehrmaligen Nachjustierung der Einstellung des Schwingungsdetektors, wozu die damit befaßte Person jedesmal unter das Fahrzeug kriechen muß.

Ungeachtet dieser Vorteile Vergleich zu früheren Konstruktionen faßt aber auch die Vorrichtung nach der US-PS 3 078 720 hinsichtlich der Einfachheit und Schnelligkeit des Auswuchtvorgangs noch Wünsche offen, da sie nämlich so betrieben werden muß, daß in einer ersten Messung das auszuwuchtende Fahrzeugrad im einen Drehsinn rotiert und in einer anschließenden zweiten Messung der Drehsinn des Fahrzeugrades umgekehrt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine raschere Durchführung des Auswuchtvorgangs ermöglicht, indem sie jeweils mit nur einem einzigen Meßvorgang für die Bestimmung der statischen und der dynamischen Unwucht des rotieren-

den Fahrzeugrades auskommt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in an sich bekannter Weise exzentrisch zur Radachse des rotierenden Fahrzeugrades angesetzte Schwingungsdetektor mindestens einen Beschleunigungsmesser enthält, der zum Ansprechen auf Vertikal- und auf Horizontalschwingungen bringbar ist und dessen Signale unter Anzeige der jeweiligen Raddrehzahl for das rotierend.»; Fahrzeugrad und Phasenverschiebung um einen einer vorgewählten Raddrehzahl entsprechender Winkel die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades steuern und der Unwuchtbestimmung bei der vorgewählten Raddrehzahl dienen.

Beim Betriebe der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wird der Schwingungsdetektor nach dem Vorbild der US-PS 2 565 577 exzentrisch zur Drehachse des rotierenden Fahrzeugrades angesetzt, und er enthält mindestens einen Beschleunigungsmesser, wie lie für Schwingungsmessungen aus den Seiten 278 bis 285 von »Industrial Electronics«, Juli 1968, an sich bekannt sind. Dabei führt die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zu einer automatischen Berücksichtigung der Phasenverschiebung zwischen der maximalen Radauslenkung einerseits und der Unwuchtlage juf dem rotierenden Fahrzeugrad andererseits und damit zu einer stets zuverlässigen Bestimmung der Unwuchtlage. Außerdem kommt man bei erfindungsgemS-ßer Ausbildung der Vorrichtung mit nur einer Messung für jede Unwuchtbestimmung aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind im einzelnen in den Unteransprüchen gekennzeichnet

In der Beschreibung ist an Hand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; dabei zeigt in der Zeichnung:

F i g. 1 eine schematisch gehaltene Darstellung eines zum Auswuchten angehobenen Fahrzeugrades samt dessen Aufhängung und der damit verbundenen Auswuchtvorrichtung,

F i g. 2 einen Ausschnitt des Fahrzeugrades von F i g. 1 in einer Seitenansicht zur Veranschaulichung der für die Anbringung des Schwingungsdetektors der Auswuchtvorrichtung bevorzugten Stelle,

F i g. 3 e?nen vertikalen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform für den Schwingungsdetektor der Auswuchtvorrichtung von F i g. I,

F i g. 4 den Schwingungsdetektor von F i g. 3 in einer Vorderansicht vor dem Einbringen der die Beschleunigungsmesser im Gehäuse festlegenden Masse,

Fig.5 ein Blockschaltbild für den elektrischen Aufbau des Schwingungsdetektors und der damit verbundenen Auswerteschaltung für seine elektrischen Ausgangssignale und

F i g. 6 ein Blockschaltbild für den gesamten Schaltungsaufbau.

In der fragmentarischen Darstellung in F i g. 1 sind zur Vereinfachung und der besseren Übersichtlichkeit halber der Achsschenkelbolzen und/oder das Kugelgelenk für die Verbindung des dargestellten Fahrzeugrades W mit seiner Federaufhängung 5 nicht gezeigt.

Wie die Darstellung erkennen läßt, ist der Rahmen F des Fahrzeugs mittels eines Hebers / angehoben, und das auszuwuchtende Fahrzeugrad W hängt an seiner Federaufhängung S oberhalb des Werksitattbodens frei in der Luft, An einem normalerweise feststehenden, aber auf die sich durch die Unwucht des Fahrzeugrades W bei dessen Rotation mit höhet' Drehzahl ergebenden Unwuchtschwingungen ansprechenden Fahrzeugteil ist ein Schwingungsdetektor 10 angesetzt, der einen Bestandteil der dargestellten Auswuchtvorrichtung bildet

Der bevorzugte Anbringungsort for den Schwingungsdetektor 10 liegt auf der drehfesten RQckplatte B der Radachse A in oder nahezu in der Horizontalebene durch die Radachse A, aber exzentrisch dazu, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist An dieser Stelle erfährt der Schwingungsdetektor 10 genau die gleiche Vertikalauslenkung wie das Fahrzeugrad W und eine einer Horizontalschwingung des Fahrzeugrades W um seine Aufhängungsachse proportionale Horizontalauslenkung nach innen oder außen.

Eine Unwucht am Radumfang versetzt das mit hoher Drehzahl rotierende Fahrzeugrad W in Vertikalschwingungen, und die Ursache für diese Vertikalauslenkung des Fahrzeugrades VV wird trotz des dynamischen Zustandes des Fahrzeugrades W dabei als »statische Unwucht« bezeichnet. Eine Unwucht am Fahrzeugrad W in bezug auf dessen vertikale Mittelebene wiederum führt zu Honzontalschwingunger. da das Fahrzeugrad IV jedoch an einer im wesentlichen vertikal schwenkbaren Aufhängungsachse angebracht ist können diese Horizontalschwingungen jedoch keine nennenswerte Horizontalverschiebung der Radmitte bewirken, sondern iie induzieren statt dessen Horizontalschwingungen des Fahrzeugrades W um seine vertikale Aufhängungsachse, und die Ursache für diese Horizontalschwingungen wird als »dynamische Unwucht« bezeichnet. Zur Erfassung dieser Unwucht wird der Schwingungsdetektor 10 vorzugsweise auf oder nahe neben die horizontale Mittellinie des Fahrzeugrades VV und so weit weg von dessen Achse gelegt, wie dies vernünftigerweise durchführbar ist.

Von dem in dieser Weise montierten Schwingungsdetektor 10 läuft in F i g. 1 eine Leitung 12 zu einem transportablen Kasten C, der die entsprechenden elektrischen Teile, ein Meßgerät M zum Aufzeichnen der Größe des vom Schwingungsdetektor 10 erzeugten Signals und eine Lichtquelle L zum stroboskopischen Beleuchten des Fahrzeugrades W in zeitlicher Abstimmung mit dessen Schwingungen enthält.

Da der Schwingungsdetektor 10 in bekannter Weise kein mit dem Werkstattboden verbundenes Bauteil und keinen sonstigen festen Bezugspunkt besitzt, ist mit der Leitung 12 ein beweglicher Anker 14 verbunden, der die Leitung 12 von der Bewegungsbahn des Fahrzeugrades VVoder seiner Aufhängung S fernhält

Der Schwingungsdetektor 10 verwendet mindestens einen Beschleunigungsmesser als Wandler für die Umwandlung der Radschwingungen in erfaßbare elektrische Impulssignale. Ein Beschleunigungsmesser ist von Hause aus zur Messung der Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers bestimmt, Untersuchungen der Anmelderin haben jedoch zu der Erkenntnis geführt daß sich ein Beschleunigungsmesser mit Erfolg zur Erzeugung eint» Signals verwenden läßt, das sc.woh empfindlich als auch zuverlässig ist für die Bestimmung der Lage einer Schwingungserzeugenden Unwucht unc der Amplitude der erzeugten Schwingung.

Ausgehend von den bei den Untersuchungen der Am melderin gewonnenen Erkenntnissen wird ein Be schleunigungsmesser in Kleinstausführung, der auf Be wegungen in einer einzigen Ebene anspricht, all Schwingungsfühler zur primären Schwingungserfas sung verwendet Ein dafür brauchbarer Sdwingungs fühler ist ein Beschleunigungsmesser mit einer Anzei gerate von 10 mV/g. Ein solcher ßeschleunigungsmes

ser 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 werden zwei solcher Beschleunigungsmesser im Schwingungsdetektor verwendet, vor) 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 Schwingungsdetektors 10 am schwingenden System eine Bestimmung sowohl der »statischen« als auch der !»dynamischen« Unwucht möglich ist. Jedoch liegt es auf der Hand, daß schon ein einziger Beschleunigungsmesser for beide Bestimmungen ausreicht, der dann zwischen den »statischen« und den »dynamischen« Messungen um einen rechten Winkel verdreht werden muß.

In F i g. 3 und 4 ist eine bevorzugte Bauform Mr den Schwingungsdetektor 10 veranschaulicht, bei der zwei Beschleunigungsmesser 20 und 22 in Kleinstbauweise unter einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Dabei liegt der Beschleunigungsmesser 20 mit seiner Ansprechachse oder Ansprechebene in vertikaler Richtung, wahrend der Beschleunigungsmesser 22 eine in horizontaler Richtung liegende Ansprechachse oder Ansprechebene aufweist. Zur bequemeren Handhabung und zum Schutz vor Beschädigung sind die Beschleunigungsmesser 20 und 22 vorzugsweise in einem Gehäuse 24 eingeschlossen, wobei sie in geeigneter Weise in eine Füllung 26 aus Epoxyharz eingebettet und eingekapselt sind. Zur Erleichterung der Befestigung des Schwingungsdetektors 10 am schwingenden System ist mit Rücksicht darauf, daß die meisten Teile eines Kraftfahrzeugs ferromagnetischer Natur sind, eine Bauform des Gehäuses 24 als rohrförmige Schale aus ferromagnetischem Material bevorzugt, die an einem Ende zur Schaffung von Polstücken 28 eingekerbt ist. die anschließend magnetisiert werden und dann eine lösbare Befestigung des gesamten Schwingungsdetektors 10 am Fahrzeug mittels magnetischer Anziehung ermöglichen.

Der Detektoraufbau wird durch ein mehradriges Kabel 12 — mit vier Leitungen und einer leitenden Abschirmung — vervollständigt, das an die Beschleunigungsmesser 20 und 22 und an das Gehäuse 24 angeschlossen ist; die mechanische Sicherung des Kabels 12 am Gehäuse 24 erfolgt durch einen geeigneten nichtleitenden Formkörper 30.

In fertig montiertem Zustand kann der Schwingungsdetektor 10 die geringen Abmessungen von I bis 23 cm Durchmesser und 1 bis 24 cm Länge aufweisen, wobei die genseen MsSe durch die bequeme Handhabbarkeit und dee hinreichende strukturelle Festigkeit bestimmt sind Der gesamte Schwingungsdetektor 10 wird daher auf jeden FaO sehr klein und von geringem Gewicht und läßt sich damit leicht und schnell an einem Teil des schwingenden Systems wie beispielsweise an der Rückpiatte B der Radachse A befestigea Da der Schwingungsdetektor 10 an und in sich eine so geringe Masse darstellt, genügen übliche Befestigungsmittel zu setner sicheren Anbringung am schwingenden System auch bei extremen Schwmgungsstößea Obwohl auch andere Befestigungsmittel denkbar und brauchbar sind, stellt die Asr des Schwingungsdetektors 10 mit einem unabhängigen Permanentmagneten in Form der Polstücke 28 eine dank ihrer sicheren Befestigung und leichten Lösbarkeit bevorzugte Ausführung dar.

Die elektrische Schaltung hn Schwingungsdetektor

10. dem Kabel 12 und den angeschlossenen Bauelemen ten für die Aufbereitung der von den beiden Beschleunigungsmessern 20 und 22 abgegebenen Signale ist in F i g. 5 veranschaulicht, wobei der Schwingungsdelek tor 10 in dieser Darstellung durch ein gestricheltes Rechteck angedeutet ist In der Schaltung von F i g. 5 sind die Beschleunigungsmesser 20 und 22 elektrisch durch zwei variable Widerstände 20a bzw. 22a wiedergegeben, die mit zwei festen Bezugswiderständen 20έ

■ο und 226 zu einer Brücke zusammengeschaltet sind, die aus einer in F i g. 5 nur durch Pfeilspitzen angedeuteten Gleichstromquelle über Leitungen 31 und 32. die einen Teil des Kabels 12 bilden, gespeist wird. Die Ausgangssignale werden an den Mittelabgrtf fen der Wider- standspaare 203/206 und 22a/Z2b über Leitungen 33 bzw. 34 abgenommen, die ebenfalls Teil des Kabels 12 sind. Vorzugsweise sind die Leitungen 31 bis 34 im Kabel 12 durch eine geerdete Abschirmung 35 abgeschirmt, wodurch sich die Ausgangssignale der Be- schleunigungsmesser 20 und 22 ohne Beeinträchtigung durch äußere Störfelder in den Kasten C(F i g. 1) einführen lassen.

Im Kasten C werden die Ausgangssignale der Beschleunigungsmesser 20 und 22 einem Verstärker 40 zugeführt, der an seinen Ausgängen 41s und 41 rf Signale erzeugt, in denen die verstärkten Resultierenden der Widerstandsfaktoren enthalten sind. Die zwischert den Leitungen 31 und 32 einerseits und den Verstärkerausgängen 41s und 4id andererseits herrschen den Potentialdifferenzen lassen sich dann mittels entsprechend kalibrierter Potentiometer 43 bzw. 44 ab nehmen, deren Schleifer mit den entsprechenden Kon takten eines von Hand betätigbaren Wählschalters 45 verbunden sind, wodurch sich das in F i g. 5 durch eine Pfeilspitze angedeutete Ausgangssignal nach freier Wahl entweder von dem einen oder von dem anderer, der beiden Beschleunigungsmesser 20 und 22. also entweder als infolge vertikaler Radschwingungen oder »statischer Unwucht« am variablen Widerstand 20a er zeugtes Impulssignal oder als infolge horizontaler Radschwingungen oder »dynamischer Unwucht« am variablen Widerstand 22a erzeugtes Impulssignal abnehmen läßt. F i g. 6 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Ge samtschaltung für die Gewinnung einer zuverlässigen Anzeige für die Lage der Unwucht am Fahrzeugrad W und für die Amplitude der durch diese Unwucht erzeugten Radschwingungen. In der Schaltung von Fig.6 werden der Schwingungsdetektor 10 und der Verstärker 40 aus einer Gleichstromquelle gespeist, die vorzugsweise eine an ein übliches Netz für Wechselstrom anschfießbare Meforzweritstromquerie ist. Die Ausgangssignale des Verstärkers 40 werden zunächst Versiärkungsreglern 4& sodann einem zweiten Ver stärker 47 und schließlich einer Kalibrier- und Aus wahlstufe zugeführt, die aus den Potentiometern 43 und 44 und dem Wählschalter 45 besteht

Die ausgewählten und kalibrierten Signale am Ausgang der Kalibrier- und Araswahlstufe, also hinter dem Wählschalter 45, werden dann in zwei Kanäle eingespeist, nämlich in einen hn Schaltbild von F i g. 6 rechts neben der Kalibrier- und Auswahlstufe darstellten Amplitudenkanal und in einen im Schaltbild von Fig.6 oben dargestellten ImpulskanaL

Im Amplitudenkanal werden die Signale verstärkt gleichgerichtet und dem MeBgerit M zugeführt Dieses Meßgerät M selbst ist auf seiner Ableseskala vorzugsweise in Größen für die zum

Fahrzeugrädern in Standardgröße erforderlichen Ausgleichsgewichte sowie in Drehzahlwerten kalibriert Die Steuerung des Meßgerätes M erfolgt über einen Umschalter 48. der in seiner einen Stellung die Ablesung der Werte für die Ausgleichsgewichte und in sei- ner anderen Stellung die Ablesung der Raddrehzahl gestattet wie dies im folgenden erläutert ist

Im lmpulsfc^nal wird das Signal aus der Kalibrier- und Auswahlstufe in einer kombinierten Filter- und Phasenschieberstufe 50 aufgefangen, wo es zunächst zur Beseitigung von Radrauschen und anderen äußeren Störungen gefiltert und anschließend entsprechend der Drehzahl des rotierenden Fahrzeugrades W phasenverschoben wird. Eine unausgewuchteten rotierenden Massen eigene Erscheinung, die sich nicht aus dem System 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 180° zunehmenden Ausmaß nacheilt. Bei niedlngen 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 den 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 Phase mit der Lage des Gcwtchtv sondern eilt dieser nach. Die theoretische Nebenbedeutt .<g dieser Erscheinung Kt die. daß die Radauslenkung bei Resonanz oder kritischer Drehzahl um ja 90* hinter der Lage der unausgewuchteten Masse nacheilt Nimmt die Drehzahl über den kritischen Wert hinaus zu. steigt der Phasenwinkel wetter bis zu einem Punkt, der nahezu bei 180* Nacheihmg liegt Es ist daher vehr wichtig, fur eine Drehzahlkompensation zu sorgen, wenn das Rad stroboskopisch wird, um die genaue Lage der Unwucht bestimmen zu können Umgekehn befrachtet gäbe es bei einfachem Aufblitzen der Mrr/boskopiscben Beleuchtung an der Untergrenze der Radauslenkung — ohne DrehzaMkompensatwn — ketne Möglichkeit /ur FeusteBung der Lage der Unwucht da diese Lage bei stroboskopKchem »St&stand« des Rades irgendwo im Bereich in 0 und Ι8Γ/ zum F ußpunkt des Rades sein könnte.

Zur genauen Bestimmung der Lage der Unwucht sind deher Vorkehrungen zur Drehzahlmessung und zur IjakairMerung der UnwechtsteSe als Funktion der Rado>ehA3h) getroffen. Dieses Zid wird vorzugsweise ttut ridfe eines Phasenschiebers « der Filter and Pba-•S9eneidu,at*

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Bei Radaufhängungen für Kraftfahrzeuge liegt die kritische oder Resonanzdrehzahl fur das aufgehängte Rad in der Größenordnung von etwa 1200 U/min. Bei dieser Drehzahl beträgt der Phasenwinkel zwischen der Radauslenkung und der Lage der Unwucht bei etwa 90°, 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 Anfangsäblesung für Größe und Lage der Unwucht am Rad vorzunehmen und die erforderlichen Korrekturen (Größe und Lage des Ausgleichsgewichts) zu bestimmen. Im folgenden soll daher für die Filter- und Phascnschieberstufe SO eine Ausbildung angenommen werden, die eine automatische Phasenverschiebung von 9CT bei einer Drehzahl von 1200 U/mm ergib«

Das m dieser Weise phasenverschobene Signal wird sodann verstärkt vnd etnem Impulsformer 51 zugeführt in dem dte Impulse des einfallenden Signals in Rechteckimpulse umgewandeil werden, das Signal also zur Steigerung der Genauigkeit und zur Erleichterung der Verarbeitung aufbereitet wird Das entstehende Rechtecksignal wiederum wird eniem differenzierenden Impulsgenerators 52 zugeführt der einen Satz von Signalscheiteln, beispielsweise den der Untergrenze für die Radauslenkung entsprechenden Satz, auswählt und dann für jeden solchen Scheitel etnen scharfen Impuls abg&t Diese Ausgangsenpubc des Impulsgenerators 52 dienen zur Tnggerung der Lichtquelle L für die stroboskoptsche Beleuchtung und bewirken außerdem eme Drehrahlanzetge am Meßgerät M.

IfT. besonderen wird das Ausgangssignal des impuK-generators 52 hi etnern ersten Kanal emem integrierten Zähler 53 zugeführt, der em fur das Meßgerät M ventheilbares Signal abgibt das dem MeSferät M über den Umschalter 48 zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist fur Ute Kafibnening daests Signals für das Meßgerät M em Potentiometer 54 vorgesehen Auf diese Weise kann der Bedtenungsmann am Meßgerät M je nach der Stellung des Umschalters 48 entweder die RaddrehzahJ oder die Größe oes erforderlichen Ausgleichsgewichts ablesen.

Das Signal mn dem Impmhgneror 52 wtrd außerdem dem Speeekres für άκ strobosfcoptscbe Beleuchtung des Rades »Vzugeföhnuderd»e Lichtquelle Leine Tnggervpuie ». etae Entiailleschatasig 61. ea*e Speise qoeSe 62 fur die Tnggerspule 6β and die Endadesdaituog 61. e»ea slwrmator 63 tarn Abtreaeen der €2 «ob der Mcfiscbafeaeg veA ernte lpl fet Ac Zav-

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fällen. 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 dec oben beschriebenen Vorrichtung mit der Darstellung in F i g. 1 entsprechender Lage der Fahrzeugteile legt der Bedienungsmann den Wählschalter 45 zunächst in die einer »statischen« Auswuchtnng entsprechende Stellung, bringt das Fahrzeugrad auf eine oberhalb der kritischen Drehzahl liegende Drehzahl und entfernt dann den Drehantrieb für das Fahrzeugrad W, so daß dieses frei rotieren und schwingen kann. Ist das Rad Wstatisch nicht ausgewuchtet, so wird es nach unten und oben schwingen und den Beschleunigungsmesser 20 ansprechen lassen. Befindet sich der Umschalter 56 in der in F i g. 6 dargestellten Stellung für die 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 Rad in der Stellung »stillstehen«, in der die Unwucht am Rade Wan dessen Fußpunkt liegt.

Wird die Drehzahlkompensation nur für eine ausge wählte Drehzahl, beispielsweise mit 90° für eine Drehzahl von 1200 U/min vorgenommen, so stellt der Bedienungsmann den Umschalter 48 so. daß am Meßgerät M eine Drehzahlmessung erfolgt, und beobachtet das Meßgerät M so lange, bis sich die Raddrehzahl unter Absinken von höheren Werten der Drehzahl von 1200 U/min nähen. 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 48 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 Rad W unter stroboskopischer Beleuchtung und notiert seine Stillstandslage unter dem Einfluß dieser Beleuchtung, die in diesem Falle bei solcher Lage des Rades auftritt daß die Unwucht am Fußpunkt des Rades W liegt.

Alternativ dazu kann der Bedienungsmann den Umschalter 56 so einstellen, daß der Drehzahldiskrimina tor 55 wirksam wird, worauf er dann nur noch das Rad W so lange zu beobachten braucht bis das Licht aufblitzt und die Lage des Rades W bei Beginn der Lichtblitze uiKl die Atizeige für die Größe des Ausgleichsgewichts auf dem Meßgerät M ablesen kann.

Anschließend wird das Rad W angehalten und von Hand in die bei stroboskopischem »Stillstand« im Drehzahlbereich von 1200 U/min beobachtete Lage gedreht in der sich die Unwucht etwa bei der Ziffer 6 eines Uhrzifferblattes befindet Das Ausgleichsgewicht mit der vom Meßgerät M angezeigten Größe wird dann in der Stellung der Ziffer 12 auf dem Uhrzifferblatt am Felgenrand des Rades ^befestigt Dabei wird dieses Ausgleichsgewicht vorzugsweise in zwei gleiche Teile aufgeteilt von denen der eine innen und der andere außen am Felgenrand angebracht wird, um die dynamischen Auswuchtbedingungen nicht zu stören.

Anschließend wird das Rad IV erneut bis zu einer Drehzahl oberhalb der kritischen Drehzahl von J 200 U/min in Rotation versetzt Ist eine »statische« Auswuchtung erreicht so wird das Rad IV nicht schwingen, und der Beschleunigungsmesser 20 liefert keine Anzeige, so daß die Lichtquelle L keine Lichlblil· ze erzeugt, was dem Bedienungsmann sagt, daß das Rad »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 Rad W wirklich für alle Drehzahlen ausgewuchtet ist, also auch für Drehzahlen oberhalb und unterhalb der kritischen Drehzahl. Sollte sich bei dieser Beobachtung eine An zeige 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 »statische« Auswuchtung dann erreicht, bringt der Bedienungsmann den Wählschalter 45 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 Fühler 10 zu gewinnenden Signale läßt insbesondere für geübtes Bedienungspersonal noch eine andere Betriebsweise der Auswuchtvorrichtung zu. Wenn ein

unausgewuchtetes Rad auf hohe Drehzahl gebracht wird und zu schwingen beginnt, beginnen auch die Stoßstange, der Kotflügel und andere Fahrzeugteile jedoch nicht unbedingt in Phase damit zu schwingen, wobei sich beispielsweise eine Phasenverschiebung im Sin-

ne einer Nacheilung für die Auslenkung des Rades und der Stoßstange oder des Kotflügels ergeben kann. Es lassen sich daher solche Fahrzeugteile in der Umgebung des auszuwuchtenden Rades ebenfalls für die Anbringung des Fühlers 10 verwenden, so daß sich der

Bedienungsmann das Hinunterkriechen unter das Fahrzeug für die Anbringung des Fühlers 10 an der Rückplatte ßder Fahrzeugradachse sparen kann.

Bei dieser Methode muß der Bedienungsmann zunächst die gegebenenfalls vorhandene Phasenverschie-

bung zwischen dem schwingenden Rad und dem Fahrzeugteil bestimmen, an dem er den Fühlei 10 angebracht hat. Dazu versetzt er zunächst das Rad in Umdrehung mit hoher Drehzahl und bestimmt an Hand seiner eigenen Erfahrung und unter Verwendung des

Meßgeräts M. ob das Rad einer Auswuchtimg bedarf Uno wenn ja. wie groß das dazu erforderliche Ausgleichgewicht in etwa sein muß. Sodann hält er das Rad an. befestigt daran ein Ausgleichsgewicht an irgendeiner Stelle, das vielfach größer, beispielsweise dreimal

großer ist als das von ihm als erforderlich geschätzte Ausgleichsgewicht bringt das Rad wieder auf hohe Drehzahl und beobachtet die Radstellung unter stro-Boskopischer Beleuchtung und Ablesung am Meßgerät M. worauf er das Rad wieder anhält und von Hand hl a» dem stroboskopischen Stillstand entsprechende Lage dreht Wenn der Fahrzeugteil, an dem der Fühler IO angebracht ist mit der Radschwingung «n Phase schwingt, dann sollte sich das spezieH angebrachte schwere Ausgleichsgewicht in der Stellung der Ziffer 6 auf^ dem Uhrzifferblatt befinden und das Meßgerät M sollte eme etwa der Größe dieses Ausgleichsgewichts entsprechende Anzeige ergebe--. Liegt das Ausgleichsgewicht nicht so. dann beobachtet und/oder mißt der

Bediertungsmann die Winkeldifferenz zwischen dem schweren Ausgleichsgewicht und der Zahl 6 auf dem Zifferblatt und merkt diese Information als Phasenwinkel für die Phasenverschiebung zwischen dem Rad und dem den Fühler 10 tragenden Fahrzeugteil. In ähnlicher Weise korreliert oder kalibriert er dann auc'ri die Anzeige des Meßgeräts M im Vergleich zur wirklichen Masse des schweren Ausgleichsgewichts.

Anschließend wird das schwere Ausgleichsgewicht abgenommen und das Rad IV erneut in Rotation versetzt, wobei sich die Auswuchtung in der gleichen Weise wie oben beschrieben mit der einzigen Ausnahme vollzieht, daß das Rad nach dem Anhalten und Verdrehen in die dem stroboskopischen »Stillstand« entspre-

chende Lage noch um den Betrag weitergedreh« wird, der dem zuvor bestimmten Phasenwinkel zwischen Rad und Fahrzeugteil entspricht, um den wahren Schwerpunkt des Rades in die Stellung der Ziffer 6 dem Uhrenzifferblatt zu bringen. An der der Ziffer Vl auf dem Uhrenzifferblatt entsprechenden Stelle des Felgenrandes wird dann das in seiner Größe unter Berücksichtigung der zuvor vorgenommenen »Kalabrierung« des Meßgeräts M dessen Anzeige entsprechende Ausgleichsgewicht angebracht, worauf die Überprüfung der Auswuchtung und gegebenenfalls die Nachjusticrung des Ausgleichsgewichts in der gleichen Weise erfolgt, wie dies oben erläutert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   L Vorrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Unwucht an einem bei hochgebocktem Fahrzeug in freie Rotation versetzten Fahrzeugrad unter Bestimmung der Lage der Unwucht fluf dem rotierenden Fahrzeugrad unter Berücksichtigung ihrer Phasenverschiebung gegen die maximale Radauslenkung aus der stroboskopischen Still-Standsstellung einer Marke auf dem Fahrzeugrad mit einem die Unwuchtschwingungen des rotierenden Fahrzeugrades aufnehmenden, gegenüber dem festen Boden nicht zusätzlich abgestützten Schwingungsdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise exzentrisch zur Radachse des rotierenden Fahrzeugrades (W) angesetzte Schwingungsdetektor (10) mindestens einen Beschleunigungsmesser (20, 22) enthält, der zum Ansprechen au^f Vertikal- und auf Horizontalschwingungen bnngbar ist und dessen Signale unter Anzeige der jeweiligen Raddrehzahl für das rotierende Fahrzeugrad und Phasenverschiebung um einen einer vorgewählten Raddrehzahl entsprechenden Winkel die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades steuern und der Unwuchtbestimmung bei der vorgewählten Raddrehzahl dienen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades (W) durch die Signale des bzw. der Beschleunigurgsmesr-r (20,22) nur innerhalb eines vorgebbaren Bereichs für die Raddrehzahl auslösbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des bzw. der Beschleunigungsmesser (20,22) jeweils um einen Winkel von 90° phasenverschoben sind und die Unwuchtbestimmung in einem Drehzahlbereich von 1100 bis 1300 U/min erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gehäuse für den bzw. die Beschleunigungsmesser (20, 22) eine diese(n) umschließende rohrförmige Schale (24) aus ferromagnetischem Material mit magnetischen Polstücken (28) vorgesehen ist, die mit ihrem einen Ende an einem ferromagnetischen Fahrzeugteil (B) anbringbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Beschleunigungsmesser (20, 22) im Inneren der Schale (24) in eine Füllung (26) aus Epoxyharz eingebettet ist bzw. sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (24) einen ersten Beschleunigungsmesser (20) mit vertikaler Aniprechebene und einen zweiten Beschleunigungsmesser (22) mit horizontaler Ansprechebene enthält.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den oder die Beschleunigungsmesser (20, 22) ein Impulszähler (S3) angekoppelt ist, der einen Drehzahlregler (55) für die stroboskopische Beleuchtung des Fahrzeugrades (W) speist. i
8. 8. Vorrichtung nacVi Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Impulszähler (S3) einerseits und mit einem Steuerkreis (60 bis 64) für eine Lichtquelle (L) andererseits ein Phasenschieber (50) für die Kompensation des Phasenwinkels zwischen de Radauslenkung und der Lage der Unwucht auf den Fahrzeugrad ^gekoppelt ist
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindung (55,56) zwischen den Impulszähler (53) und der Lichtquelle (I) eine Licht blitzabgabe zur stroboskopischen Beleuchtung de rotierenden Fahrzeugrades (W) nur für einen vor gebbare» Drehzahlbereich zuläßt.