DE2109020C3 - Vorrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Unwucht von Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermit-

is teln der statischen und dynamischen Unwucht an einem bei hochgebocktem Fahrzeug in freie Rotation versetzten Fahrzeugrad unter Bestimmung der Lage der Unwucht auf dem rotierenden Fahrzeugrad unter Berücksichtigung ihrer Phasenverschiebung gegen die maxi- male Radauslenkung aus der stroboskopischen Stillstandsstellung einer Marke auf dem Fahrzeugrad mit einem die Unwuchtschwingungen des rotierenden Fahrzeugrades aufnehmenden, gegenüber dem festen Boden nicht zusätzlich abgestützten Schwingungsde tektor.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der US-PS 3 078 720 beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung besitzt einen Schwingungsdetektor, der mit Hilfe einer 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 al lein 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 an haften. Diese Nachteile sind vor allem in der Schwierig keit begründet, den sich aus dem Zusammenwirken von statische¹· 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 Bo den 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 Fahrzeug rad im einen Drehsinn rotiert und in einer anschließen den zweiten Messung der Drehsinn des Fahrzeugrades umgekehrt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszu-

*>5 bilden, 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 Be- S schleunigungsmesser enthält, der zum Ansprechen auf Vertikal- und auf Horizontalschwingun-gen bringbar ist und dessen Signale unter Anzeige dp.r jeweiligen Raddrehzahl für das rotierende Fahrzeugrad und Phasenverschiebung um einen einer vorgewählten Raddrehzahl entsprechenden Winkel die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrad*·s steuern und der Unwti.chtbestimmung 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 sie 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 auf dem rotierenden Fahrzeugrad andererseits und damit zu einer stets zuverlässigen Bestimmung der Unwuchtlage. Außerdem kommt man bei erfindungsgemäßer 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 einen vertikalen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform für den Schwingungsdetektor der Auswuchtvorrichtung von F i g. 1,

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

F i g. 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 ges?mten 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 5 oberhalb des Werkstattbodens frei in der Luft. An einem normalerweise feststehenden, aber auf die sich durch die Unwucht des Fahrzeugrades Wbei dessen Rotation mit hoher Drehzahl ergebenden Unwuchtschwingungen ansprechenden Fahrzeugteil ist ein Schwingungsdetektor 10 angesetzt, der einen Bestandteil der dargestellten Auswuchtvorrichtung bildet

Der bevorzugte Anbiingungsort für den Schwingungsdetektor 10 Begt 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 erfähri der Schwingungsdetektor 10 genau die gleiche Verükalauslenkung wie das Fahrzeugrad W und eine einer Horizontalschwingung des Fahrzeugrad W um seine Aufhängungsachse proportionale Horizontalauslenkung nach innen oder außen.

Eine Unwucht am Radumfang versetzt das mit hoher Drehzahl rotierende Fahrzeugrad IV in Vertikalschwingungen, und die Ursache für diese Vertikalauslenkung des Fahrzeugrades W wird trotz des dynamischen Zu «andes des Fahrzeugrades W dabei als »statische Unwucht« bezeichnet Eine Unwucht am Fahrzeugrad W in bezug auf dessen vertikale Mittelebene wiederum führt zu Horizontalschwingungen; da das Fahrzeugrad W jedoch an einer im wesentlichen vertikal schwenkbaren Aufhängungsachse angebracht ist, können diese Horizontalschwingungen jedoch keine nennenswerte Horizontalverschiebung der Radmitte bewirken, sondern sie 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 W 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 Abstim mung mit dessen Schwingungen enthält.

Da der Schwingungsduektor 10 in bekannter Weise kein mit dem Werkstattboden verbundenes Bauteil und keinen sonstigen festen Bezugspunkt besitzt, ist mit dei Leitung 12 ein beweglicher Anker 14 verbunden, dei die Leitung 12 von der Bewegungsbahn des Fahrzeug rades IV oder seiner Aufhängung S fernhält.

Der Schwingungsdetektor 10 verwendet mindesten! einen Beschleunigungsmesser als Wandler für die Um Wandlung der Radschwingungen in erfaßbare elektri sehe Impulssignale. Ein Beschleunigungsmesser ist vor Hause aus zur Messung der Beschleunigung eines siel bewegenden Körpers bestimmt, Untersuchungen dei Anmelderin haben jedoch zu der Erkenntnis geführt daß sich ein Beschleunigungsmesser mit Erfolg zur Kr zeugung eines Signals verwenden läßt, das sowoh empfindlich als auch zuverlässig ist für die Bestimmung der Lage einer schwingungserzeugenden Unwucht um der Amplitude der erzeugten Schwingung.

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

ser ist extrem klein und von geringem Gewicht, liefert aber dennoch ein Signal, das zuverlässig reproduzierbar ist, womit sich ein vollkommen in sich abgeschlossenes Fühlsystcm ergibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei solcher Beschleunigungsmesser im Schwingüngsdetektor 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 Schwingungsdetektors 10 am schwingenden System eine Bestimmung sowohl· der »statischen« als auch der »dynamischen« Unwucht möglich ist. |edoch liegt es auf der Hand, daß schon ein einziger Beschleunigungsmesser für 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 für 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, während 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 fcrromagnctischem 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 1 bis 2,5 cm Durchmesser und 1 bis 2,5 cm Länge aufweisen, wobei die genauen Maße durch die bequeme Handhabbarkeit und eine hinreichende strukturelle Festigkeit bestimmt sind. Der gesamte Schwingungsdetektor 10 wird daher auf jeden Fail sehr klein und von geringem Gewicht and fööt sich damit leicht und sehnet! ian einem Teil des srfiwif^genden Systems wie beispielsweise an der Rflckptelte B Her Radachse A befestigen. Da der Schwhv gajigsdetektor ΪΟ an und in sich eine so geringe Masse darstellt genügen ebflc&e Befestigungsmittel zu seiner sicheren Anbringung am schwingenden System aaeh fed extreme« Scfewnigungssteßen.ObwoW auch andere Befestigungsmittel denkbar end brauchbar sind, stellt die Ausführung des Schwingangsdetektors 10 am eisern unabhängigen Pefmanentßiagneten in Form der Pölsiücke 28 eine dank ihrer «oberen Befestigung und leidwen IjösfoatkciJ bevorzugte Ausführung dar.

ISc ek-fctmetw Schaltung i*n Sefrwmgtmfrsdctcktor 10, dem Kabel 12 und den angeschlossenen Bauelementen für die Aufbereitung der von den beiden Beschleunigungsmessern 20 und 22 abgegebenen Signale ist in F i g. 5 veranschaulicht, wobei der Schwingungsdetektor 10 in dieser Darstellung durch ein gestricheltes Rechteck angedeutet ist. In der Schaltung von Fig.5 sind die Beschleunigungsmesser 20 und 22 elektrisch durch zwei variable Widerstände 20a bzw. 22a wiedergegeben, die mit zwei festen Bezugswiderständen 20b

ίο 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 Aüsgangssignalc werden an den Mittelabgriffen^r;der Widerstandspaare 20a/206 und 22a/22i> 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 Beschleunigungsmesser 20 und 22 ohne Beeinträchtigung durch äußere Störfelder in den Kasten C(Fi g. 1) ein führen lassen.

Im Kasten C werden die Ausgangssignalc der Beschleunigungsmesser 20 und 22 einem Verstärker 40 zugeführt, der an seinen Ausgängen 41s und 41 d Signale erzeugt, in denen die verstärkten Resultierenden der Widerstandsfaktoren enthalten sind. Die zwischen den Leitungen 31 und 32 einerseits und den Verstärkerausgängen 41s und 41c/ andererseits herrschenden Potentialdifferenzen lassen sich dann mittels ent sprechend kalibrierter Potentiometer 43 bzw. 44 ab nehmen, deren Schleifer mit den entsprechenden Kontakten 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 anderen der beiden Beschleunigungsmesser 20 und 22, also entweder als infolge vertikaler Radschwingungen oder »statischer Unwucht« am variablen Widerstand 20a erzeugtes 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 Gesamtschaltung 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 F i g. 6 werden der Schwingungsdetektor 10 und der Verstärker 40 aus einer Gleichstromquelle gespeist, die vorzugsweise eine an ein übliches Netz für Wechselstrom anschließbare Mehrzweckstromquelle ist. Die Ausgangssignale des Verstärkers 40 werden zunächst Verstärkungsreglern 46, sodann einem zweiten Verstärker 47 und schließlich einer Kalibrier- und Auswahlstufe zugeführt, die aus den Potentiometern 43 tend 44 und dem Wählschalter 45 bestellt

Die ausgewählten und kalibrierten Signale am Aasgang der Kaübrier- und Auswahlstnfe, also hinter dem Wählschalter 45, «erden damn in zwei Kanäle eingespeist, nättjfich m einen hn Schaltbild von Fi g. 6 rechts neben der Kalibrier- und Auswahlstufe darstellten AmpTitodenkawät and in einen hn Schaltbild von Fig.b oben dargestellten IifipulskanaL

Im Amplitodehkanal werden die Signale verstärkt, gleichgerichtet and dew Meßgerät Af zugeführt, dieses Kfleßgetä* M selbst ist auf seiner AMeseskala vorzagswcKc in GröOen für die zum Auswuchten von

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 seiner anderen Stellung die, Ablesung der Raddrehzahl ge-: stattet, wie dies im folgenden erläutert ist.

Im Impulskanal 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 IV 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 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 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 Gewichts, sondern eilt dieser nach. Die theoretische Nebenbedeutung dieser Erscheinung ist die, daß die Radauslenkung bei Resonanz oder kritischer Drehzahl um 90ⁿ 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 nahezu bei 180° Nacheilung liegt. Es ist daher sehr wichtig, für eine Drehzahlkompensation zu sorgen, wenn das Rad stroboskopisch 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 stroboskopischem »Stillstand« des Rades irgendwo im Bereich zwischen 0 und 180° zum Fußpunkt des Rades sein könnte.

Zur genauen Bestimmung der Lage der Unwucht sind daher 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 Phasensch'eberstufe 50 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 PhasenschiebersUife 50 kann auch eine automatische Ptrasenverschiebnng in Abhängigkeit vim der Raddrehzahl vornehmen oder stets eine bestimmte Phasenverschtebang bewirken und ein optisches uad/oder akustisches Signal ffir den Bedienangstnann abgeben, damit dieser die Unwuchtablesungen in einem Drehzahfce reich vornÜHmt der iah dieser bestimmten Phasenverschiebung far das Amsgangssignal der Filter- and Phasenschieberstufe 50 korreliert ist Staa dessen kamt die Zuführung der Speise- oder Triggersigirale für die LfchtqoeBe IQr die stroboskopische Beleuchtung nur in einem mit der vorgegebenen Wiasewfcrsdiiebung korreäertea Bereich für die Raddnefwaht zugelassen wcr-Bei Radaufhängungen für.Kraftfahrzeuge Hegt die kritische oder Resonanzdrehzahl für das aufgehängte Rad in der Größenordnung von etwa 1200 U/min.· Bei dieser Drehzahl beträgt der Phasenwinkel zwischen S 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 arbei-' ten. Außerdem ist dieser Drehzahlwert der-bestet um

ίο zumindest eine Artfangsablesung für Größe und Lage der Unwucht am Rad vorzunehmen und die erforderlichen Korrekturen (Größe und Lage des Ausgieichsge^ wichts) zu bestimmen. Im folgenden soll daher für die Filter- und Phasenschieberstufe 50 eine Ausbildung angenommen werden, die eine automatische Phasenverschiebung von 90" bei einer Drehzahl von 1200 U/min ergibt.

Das in dieser Weise phasenverschobene Signal wird sodann verstärkt und einem Impulsformer 51 zugeführt.

in dem die Impulse des einfallenden Signals in Rechteckimpulse umgewandelt werden, das Signal also zur Steigerung der Genauigkeit und zur Erleichterung der Verarbeitung aufbereitet wird. Das entstehende Rechtecksignal wiederum wird einem differenzierenden Im-

2s pulsgenerators 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 Impulsgenerators 52 dienen zur Triggerung der Lichtquelle L für die stroboskopische Beleuchtung und bewirken außerdem eine Drehzahlanzeige am Meßgerät M.

Im besonderen wird das Ausgangssignal des Impulsgenerators 52 in einem ersten Kanal einem integrierten Zähler 53 zugeführt, der ein für das Meßgerät M verarbeitbares Signal abgibt das dem Meßgerät M über den Umschalter 48 zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist für die Kalibrierung dieses Signals für das Meßgerät M ein Potentiometer 54 vorgesehen. Auf diese Weise kann der Bedienungsmann am Meßgerät M je nach der Stellung des Umschalters 48 entweder die Raddrehzahl oder die Größe des erforderlichen Ausgleichsgewichts ablesen.

Das Signal aus dem Impulsgenerator 52 wird außerdem dem Speisekreis für die stroboskopische Beleuchtung des Rades IV zugeführt, der die Lichtquelle L. eine Triggerspule 60, eine Entladeschaltung 61. eine Speisequelle 62 für die Triggerspule 60 und die Entladeschaltung 61. einen Isoliertransformator 63 zum Abtrennen der Speisequelle 62 von der Meßschaltung und eine Treiberstufe 64 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 64 ist vorzugsweise ein Auswahlkreis parallel geschaltet der über einen Umschalter 56 ansteuerbar ist so daB wahlweise entweder alle Impulse des hnpnlsgenerators 52 «oder nut diejenigen davon der Lichtquelle L zägefführt werden können, die mnerhaib

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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 F i g. 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 W, so daß dieses frei rotieren und schwingen kann. Ist das Rad 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 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 Drchzahlkompensation nur für eine ausgewählte 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 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 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 IV 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 VV liegt

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

Anschließend wird das Rad VV 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 roh der vom Meßgerät M angezeigten Größe wird dann in der Stellang der Ziffer 12 auf dem Uhrzifferblatt am Feigenrand des Rades Wbefestigt Dabei wird dieses Ausgleichsgewicht vorzugsweise in zwei gleiche Teiie aufgeteilt, von denen der eme innen und der andere außen am Felgenrand angebracht wird, um die dynamischen Auswochtbedlngungen nicht zu stören.

AnschSefiend wird das Rad W erneut bis zu einer Drehzahl oberhalb der kritischen Drehzahl von 1200 U/min in Rotation versetzt. Ist eine »statische« Auswuchtang erreicht, so wird das Rad W nicht schwingen, and der Beschleanigangssnesser 20 tiefen keine Anzeige, so daß die Lichtquelle L keine Lichtblitze erzeugt, was dem Bedienungsmann sagt, daß das Rad »statisch« ausgewuchtet ist. In diesem Zeitpunkt sollte der Beclienungsmann den Umschalter 56 in die einer kontinuierlichen Anzeige entsprechende Stellung bringen, so daß er beobachten kann, ob das Rad VV 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.

is 1st 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 Sinne 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 B der Fahrzeugradachse sparen kann.

Bei dieser Methode muß der Bedienungsmann zunächst die gegebenenfalls vorhandene Phasenverschiebung zwischen dem schwingenden Rad und dem Fahrzeugteil bestimmen, an dem er den Fühler 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 Auswuchtung bedarf und 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 größer ist als das von ihm als erforderlich geschätzte Ausgleichsgewicht, bringt das Rad wieder auf höbe Drehzahl und beobachtet die Radstellung unter sttoboskopischer Beleuchtung und Ablesung am Meßgerät Ai worauf er das Rad wieder anhält und von Hand m die dem stroboskopischen Stillstand entsprechende Lage dreht Wenn der Fahrzeugteil an dem der Fühler 10 angebracht ist, mit der Radsehwingtmg in Phase schwingt, dann sollte sieb das speziell angebrachte schwere Ausgleich$gew«*t in der Stellung der ZBfer β

6s auf dem Uhrzifferblatt befinden and das Mefigerät M sollte eine etwa der Größe dieses Ausgleichsgewichts entsprechende Artze^e ergeben. liegt das Ausgleichsgewicht nicht so, dann beobachtet and/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 Rad und dem den Fühler IO tragenden Fahrzeugteil. In ähnlicher Weise korreliert oder kalibriert er dann auch die Anzeige des Meßgeräts M im Vergleich zur wirklichen Masse des schweren Ausgleichsgewichts.

Anschließend wird das schwere Ausgleichsgewicht abgenommen und das Rad W 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 slroboskopischen »Stillstand« entspre-

chende Lage noch um den Betrag weitergedreht wird der dem zuvor bestimmten Phasenwinkel zwischen Rac und Fahrzeugteil entspricht, um den wahren Schwer punkt des Rades in die Stellung der Ziffer 6 dem Uh renzifferblatt zu bringen. An der der Ziffer 12 auf derr Uhrenzifferblatt entsprechenden Stelle des Felgenran des wird dann das in seiner Größe unter Berücksichti gung der zuvor vorgenommenen »Kalabrierung« de; Meßgeräts M dessen Anzeige .entsprechende Aus-

ίο gleichsgewicht angebracht, worauf die Überprüfung der Auswuchtung und gegebenenfalls die Nachjustie rung des Ausgleichsgewichts in der gleichen Weise erfolgt, wie dies oben erläutert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichüing zero Ermitteln der statisches und dynamischen Unwucht an einem bei hocngebockteiH Fahrzeug in freie Rotation versetzten Fahrzeugrad unter Bestimmung der Lage der Unwucht auf dem rotierenden Fahrzeugrad unter Berücksichtigung ihrer Phasenverschiebung gegen die maximale Radauslenkung aus der stroboskopischen StUlstandsstellung einer Marke auf dem Fahrzeugrad mit ebnem die Umvuchtschwingungen des rotierenden Fahrzeugrades aufnehmendien, gegenüber dem festen Boden nicht zusätzlich abgestützten Schwin gungsdetektor. dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise exzentrisch zur Radachse des rotierenden Fahr/eugrades (W) angesetzte Schwingungsdetektor (10) mindestem einen Beschleunigungsmesser (20. 22) enthält, der zum Ansprechen auf Vertikal- und auf Horizontalschwingungen bringbar ist und dessen Signale unter Anzeige der jeweiligen Raddrelhzahl für das rotierende Fahrzeugrad und Phasenverschiebung um einen einer vorgewählten Raddrehzahl entsprechenden Winke! die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades steuern und der Unwuchtbestimmung bei der vorgewählter. Raddrehzahl dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die stroboskopische Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades (W) durch die Signale des bzw. der Beschleunigungsmesser (20. 22) nur innerhalb eines vorgebbaren Bereichs für die Raddrehzahl auslösbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 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. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gehäuse für den bzw. die Beschleunigungsmesser (20, 22) eine diesen) 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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (24) einen ersten Beschleunigungsmesser (20) mit vertikaler Ansprechebene und einen zweiten Beschleunigungsmesser (22) mit horizontaler Ansprechebene enthält.

7 arrichtung nach einem der Ansprüche ' bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß an den oder die Beschleunigungsmesser (20. 22) ein Impulszähler (53) angekoppelt ist, der einen Drehzahlregler (35) für die stroboskopische Beleuchtung des Fahrzeugrades (W) speist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Impulszähler (53) einerseits und mit einem Steuerkreis (60 bis 64) für eine Lichtquelle (L) andererseits ein Phasenschieber (50) für die Kompensation des Phasenwinkels zwischen der Radauslenknngiwd der Lage der Unwucht auf dem Fahrzeugrad^ gekoppeit ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (55.56} i wischen dem Impulszähler (53) und der Lichtquelle (L) eine Lichtbützabgabe zur stroboskopischen Beleuchtung des rotierenden Fahrzeugrades (W) nur für einen vorgebbaren Drehzahlbereich zuläßt