DE2113820A1 - Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichfoermigkeit von Raedern,insbesondere von Fahrzeugreifen bei hoeheren Geschwindigkeiten - Google Patents

Description

DR. MOLLER-BORß DIPL-PHYS. DR. MANITZ DITL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTE

München, den 22. HRZ. Fi/B - D 1208

"DUNLOP AG , 645 Hanau Postfach 129

Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichförmigkeit von Rädern, insbesondere von Fahrzeugreifen bei höheren Geschwindigkeiten

Die iirfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichförmigkeit von Rädern, insbesondere von. Fahrzeugreifen bei höheren Geschwindigkeiten, mittels Hinrichtungen zum Messen der Kräfte und Momente, die an einem auf einer Aufstandsfläche abrollenden, fliegend eingespannten und belasteten Rad auftreten.

Je mehr die Reifen als Bauelemente zur Verbesserung von Fahrsicherheit und Fahrkomfort in die Fahrwerke integriert werden, umso größer werden die Anforderungen an die Reifen und umso wichtiger wird es, Einrichtungen

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Dr.Maiiw-Bor« Dr. Monitz · Dr. DeuM · Dipl.-Ing. Finitacwald Dipl.-Ing. Grflmkow Braunidiwwa. Am BOrgerpark t 8 Mönchen 32, Robart-Kodi-Strafi· 1 7 Stuttgart - Bad Cannttaff T«Mon 10531) 73*87 _T,„_{f<JB (Oei}„ „^ _τ,_|#χ „^ _mbpa, MarkMraB«S₁ Woo (07UJ «72« Bank. ZMtratkoM* Bayw. Volkibanktn, MOnditn, Kto.-Nr. 9822 Po*hdi*ck: MOnchcn 95495

zum Messen der Eigenschaften von Reifen, insbesondere auch bei hohen Geschwindigkeiten , zur Verfügung zu haben. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang der Messung der Uniformity bzw..Gleichförmigkeit von Reifen zu, und es sind auch bereits verschiedene Vorrichtungen zum Messen der Gleichförmigkeit von Reifen oder dergleichen bekannt, bei denen der zu messende Reifen auf einem Zwischenrahmen drehbar gelagert ist, welcherkit einem festen Gestell über Kraftmeßeinrichtungen verbunden ist, die im Winkel zueinander angeordnet sind, um verschiedene Richtungskomponenten der auf den Reifen einwirkenden Kräfte zu ermitteln. Derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß durch eine Überbestimmung der Aufhängung des Zwischenrahmens Versp.an_ü'ungskräfte auftreten können, die die Meßergebnisse verfälschen können.

Es wurde auch bereits eine Vorrichtung zum Messen der Gleichförmigkeit von Rädern, insbesondere zum Messen der Seitenkräfte bei auf eine Felge aufgezogenen Reifen vorgeschlagen, welche aus einer umlaufenden Lauftrommel, auf der das drehbar gelagerte und belastete Rad abläuft , und Mitteln zum Messen der verschiedenen Kräfte am Rad besteht, wobei das Rad an dem ex'sten Knde eines parallel zur Lauf trommel achse angeordneten, am zweiten .finde schwenkbar aufgehängten Meßbalken drehbar gelagert ist und die auf den Meßbalken in Achsrichtung des Rades ausgeübte Kraft durch eine Meßvorrichtung meßbar ist.

Diese Vorrichtung hat zwar den Vorteil, daß der auf die Kraftmeßvorrichtung einwirkende Meßbalken statisch eindeutig bestimmt ist und außerdem durch einfaches Schwenken des Meßbalkens um seine Schwenkachse das zu messende Rad von der Lauftrommel abgehoben und gewechselt werden kann,

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aber sie eignet sich aufgrund auftretender Resonenzuberhöhungen nicht zur Durchführung von Uniformity-Messungen bei höheren Geschwindigkeiten und ist außerdem konstruktiv relativ aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichförmigkeit von Rädern, insbesondere von Fahrzeugreifen zu schaffen, die bei einfachem und wirtschaftlichem Aufbau eine exakte Trennung und Ermittlung der an einem zu messenden Rad angreifenden Kräfte auch bei hohen Geschwindigkeiten ermöglicht und einfach zu bedienen ist.

Diese Aufgäre wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Trägerwelle, an deren einem Ende das Rad gelagert ist, in zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete systemfeste Kraftmeßeinrichtungen eingespannt ist, die wenigstens in zwei zueinander und zur Trägerwelle senkrecht verlaufenden Richtungen empfindlich sind, und daß die Ausgangssignale der beiden Kraftmeßeinrichtungen einer eine Trennung der Kräfte und Momente nach deren Richtung bewirkenden Recheneinheit zugeführt sind, die mit Anzeige- und/oder Schreibgeräten verbunden ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Uniformity-Messun- | gen am Reifen ohne weiteres bis zu Geschwindigkeiten von etwa 150 km/h, d.h. bis ungeflar ca. 20 Umdrehungen pro Sekunde vorgenommen werden, da die sekundäre Masse des Meßsystems klein ist und bei den Kraftmeßeinrichtungen Federelemente verwendet werden können, die nur eine sehr kleine Verformung durch die auftretenden Kräfte zulassen und somit Eigenfrequenzen bis zum zehnfachen Wert der Grundfrequenz erhalten werden können.

Vorzugsweise spricht eine der beiden Kraftmeßeinrichtungen

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auf Kräfte in Richtung der Trägerwelle an. Auf diese Weise können mittels der beiden Kraftmeßeinrichtungen Rollwiderstand, Radialkraft, Seitenkraft, Sturzmoment und Rückstellmoment ermittelt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Trennung der Kräfte und Momente in der Recheneinheit durch Summenbildung. Dies gestattet die Verwendung einfacher und handelsüblicher Baugruppen in der Recheneinheit· .

Vorzugsweise ist der Abstand der radseitigen Kraftmeßeinrichtung zum Rad möglichst klein gewählt. Des weiteren wird vorteilhafterwei.se der gegenseitige Abstand der beiden Kraftmeßeinrichtungen abhängig von der gewünschten Eigenfrequenzcter Meßvorrichtung festgelegt. Bei ausreichend hoher Eigenfrequenz ist auf diese Weise eine Meßvorrichtung mit vergleichbar kleinen Abmessungen konstruierbar, die auch ohne weiteres an ein Kraftfahrzeug angebaut werden kann, um die Kräfte am Rad unter Fahrbedingungen zu messen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß Einrichtungen zur Aufteilung und Darstellung der nach Richtungen getrennten Meßwerte für die Kräfte und Momente in einen statischen und einen dynamischen Anteil vorgesehen sind.'

Diese Aufteilung in einen statischen und einen dynamischen Anteil, die praktisch einer Trennung zwischen Gleichstromanteil und überlagertem Wechselstromanteil gleichkommt, ermöglicht die Bestimmung von Radialkraftschwankung, Rollwiderstandschwankung, Seitenkraftschwankung, Sturzmomentschwankung und RückstellmomentSQ;hwankung. Ein sich .des weiteren daraus ergebenden Vorteil besteht darin, daß durch

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Verwendung der Meßsignale für die RadialkraftSchwankung und das Sturzmoment das Ead statisch und dynamisch ausgewuchtet werden kann, was gerade bei hohen Geschwindigkeiten wichtig ist, da sonst von der Unwucht herrührende Signale den Meßwerten überlagert sind.

Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß als Kraftnui£ieinrichtungen Meßkreuze verwendet sind, die mit Meßelementen verbundene .Arme aufweisen, welche sich von einer auf der Trägerwelle befestigbaren Nabe zu einer systemfesten Wand erstrecken. Mittels derartigen Meßkreuzen ist es möglich, bereits in den einzelnen Meßeinrichtungen eine weit- ([ gehende Trennung der senkrecht aufeinander stehende Kräfte zu erreichen.

Vorzugsweise ist für jede Meßrichtung wenigstens ein Paar von sich diametral gegenüberliegenden identischen Meßarmen vorgesehen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das auf Kräfte in Richtung der Trägerwelle ansprechende Meßkreuz zwei senkrecht aufeinander stehende Meßarmpaare auf, die um 4-5° bezüglich der beiden Meßarmpaare verdreht angeordnet sind, die auf Kräfte entsprechend der z-fiichtung ansprechen. "

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß alle Meßarme mit der jeweils systemfesten Wand derart über Ausweichfedern verbunden sind, daß in Meßrichtung an dem zugehörigen Meßarm die Ausweichfedern stets hart und in den übrigen Richtungen weich sind.

Vorzugsweise bestehen die Meßelemente aus an den Meßarmen

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befestigten Meßstreifen, die auf Biegespannungen ansprechen. Auf diese Veise wird von der Tatsache vorteilhaft Gebrauch gemacht, daß die Empfindlichkeit eines Biegeelementes größer als die eines auf Zug oder Druck beanspruchten Elementes ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind an den zur Bestimmung von Kräften einer Richtung vorgesehenen Meßarmen wenigstens vier Meßstreifen angebracht, die elektrisch als Vollbrücke geschaltet sind. Durch diese Anordnung der Meßstreifen in einer Brückenschaltung gehen Längenänderungen der Meßarme aufgrund von Temperatur- oder sonstigen Kitfteinflüs- W sen nur vernachlässigbar gering in die erhaltenen Meßsignale ein.

Vorteilhafterweise erstrecken sich die Meßarme von der Habe zu einem in einem Gehäuse befestigbaren Ring, wobei die Ausweichfedern ringseitig angeordnet sind. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch die Möglichkeit einer äußerst kompakten Konstruktion aus.

Vorteilhafterweise werden die Ausweichfedern durch Ausbildung von Schlitzen und Ausnehmungen im Ring und durch Querschnittsdimensionierung der Meßarme erhalten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Naben der beiden Meßkreuze miteinander auf der Achse verspannbar. Auf diese Veise wird ein besonders exakter Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt und ein einfacher und wiederum exakter Einbau in ein Gehäuse zur Aufnahme der Meßkreuze ermöglicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines als Krafbmeßeinrichtung dienenden Heßkreuzes zur Ermittlung von Kräften in zwei zueinander senkrechten Eichtungen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren als Meßkreuz ausgebildeten Kraftmeßeinrichtung zur Ermittlung von Kräften in drei zueinander

senkrecht verlaufenden Eichtungen, und die I

Fig. 4- und 5 Schnitt ansicht en entsprechend der Linien A-A und B-B in Fig. 3·

Fig. 1 zeigt in schematischer Weise einen an einer Trägerwelle

1 drehbar befestigten Seifen 2, wobei die Trägerwelle

in zwei mit gegenseitigem Abstand und im Abstand zum Reifen

2 angeordneten Stützen A und B eingespannt ist.

Diese Stützen A und B symbolisieren systemfeste, d.h. in einem feststehenden Gehäuse starr befestigte Kraftmeßeinrichtungen.

Diese durch die Stützen A und B symbolisierten Kraftmeßeinrichtungen sind derart ausgebildet, daß sie auf Kräfte in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen X, Y und Z ansprechen, und zwar dergestalt, daß die den in diesen Richtungen angreifenden Kräften entsprechenden Signale getrennt erhalten werden.

Der Abstand zwischen der Stütze B und der Radeinspannstelle beträgt a und der Abstand zwischen der Stütze A und der

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Radeinspannstelle 1 + a.

Die am Rad 2 angreifenden Kräfte und Momente sind in dem eingezeichneten Koordinatensystem angegeben, dessen Ursprung mit der Mitte der Radlagerung zusammenfällt.

Entsprechend der getroffenen Annahme des Koordinatensystems greift in der X-Koordinate eine dem Rollwiderstand R entsprechende Kraft sowie das Sturzmoment M an, in der X-Koordinate die Radialkraft P und das Rückstellmoment M und in der Z-Koordinate die Seitenkraft S.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nachfolgend beispielsweise anhand der Bestimmung der Radialkraft P und des Sturzmoments M erläutert werden.

Es wird angenommen, daß in der Aufstandfläche die Kräfte "+P" und "+B" wirksam sind. Die Richtung der Kraft P geht durch den Ursprung des Koordinatensystems und ruft demgemäß ein Drehmoment in bezug auf die Stützen A und B hervor.

Durch Aufstellung eines Momentengleichgewichts ergibt sich, daß in der Koordinate y^ der Stütze A die Kraft P^ und in der Stütze B die Kraft y_£ - -P ^r=- Wirksam wird.

Die Seitenkraft S verläuft in Richtung der Koordinate Z und kann damit als z. oder ζ_Ώ oder z. + z-r, der Stützen A und B gemessen werden. Da die Seitenkraft S Jedoch nicht durch den Ursprung des Kdürdinatensystems des Rades geht, ruft sie noch ein Moment M = S . r hervor, wobei r den Radius des Rades 2 darstellt.

Dieses Moment M erzeugt in der Stütze A entsprechend der

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Koordinate y. eine Reaktionskraft * χ und in der Stütze B

ei-ne Kraft von

Es ist ersichtlich, daß sich die Reaktionskräfte in den stützen A und B stets aus den beiden Kräften S und P zusammensetzen. Han erhält folgende Gleichungen:

f^{+ s} f

y_B = -P SfI -Sf

Bei den Größen a und 1 handelt es sich um konstante Abmessungen des Meßsystems, die in gleicher Weise wie die Empfindlichkeit der Kraftmeß einrichtung en passend gewählt werden können.

Die den vorstehenden Gleichungen entsprechenden Ausgangssignale der Kraftmeßeinrichtungen werden gemäß der Erfindung ein er Recheneinheit zugeführt, in der durch Summeilbildung die erforderliche Trennung der Kräfte und Momente vorgenommen wird.

Hir a = 1 erhält man:

Y = y_A + y_B = (P- + S f- ) + ( - 2P - ä £) = -P.

Diese der Radialkraft entsprechende Kraft kann in üblicher Weise angezeigt werden, indem das Ausgangs-Summensignal einem geeigneten Anzeige- und/oder Schreibgerät zugeführt wird.

Den Wert des üturzmomentes H erhält man ebenfalls durch

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Summenbildung von y. und y-^, wobei jedoch, der Wert von 3?. verdoppelt , d.h. die y entsprechende

* A Cl.

Ausgangsspannung der Kraftmeßeinrichtung auf den doppelten Wert verstärkt werden muß. Ebenfalls unter der Voraussetzung von a =» 1 ergibt sich dann:

(-2P -S f·)

Es ist offensichtlich, daß die in der !Recheneinheit durchzuführenden Operationen von sehr einfacher Art sind und mittels Summenverstärker realisiert werden können.

Bei Abgleichung des Summenverstärkers für die Kraft wird das Meßsystem mit einem reinen Moment beaufschlagt und die Verstärkung in einem Zweig so verändert, daß das Ausgangssignal zu Hull wird. Bei Abgleichung des Summenverstärkers für das Moment wird eine reine Kraft eingeleitet und die Verstärkung so geändert, daß die Kraft zu Null wird. Dann kann eine direkte Betragaeichung vorgenommen werden.

Die Messung der Längskraft bzw. des Hollwiderstandes H soxirie des Rückstellmomentes H ^. erfolgt mittels der Komponenten x. und x_ß in analoger Weise, da es sich dabei lediglich um eine Drehung des Systems um 90° handelt. Zu beachten ist jedoch, daß das Rückstellmoment M aufgrund der um den üactüaif η bezüglich des Koordinatenursprungs angreifenden Seitenkraft b entsteht und die Größe von η an die Stelle des Wertes rim vorhergehenden Beispiel tritt.

Daß die Seitenkraft S beispielsweise durch das z-n

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entsprechenden Signal erhalten werden kann, wurde bereits erwähnt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer praktischen Ausführungsform einer Kraftmeßeinrichtung, wie sie in Fig. 1 als Stütze A angegeben wurde.

Diese Kraftmeßeinrichtung besteht aus einer zur Aufnahme einer Welle 1 bestimmten Nabe 12 und einem diese Nabe

in einem Abstand konzentrisch umschließenden Ring 14, ä

wobei sich zwischen Nabe 12 und Ring 14 Meßarme 51 5' und 6, 6¹ erstrecken, die ein Meßkreuz bilden. Für jede Meßrichtung, d.h. im dargestellten Falle für die X-Richtung und X-Richtung ist ein Paar von sich diametral gegenüber- , liegenden, Jeweils identischen Meßarmen vorgesehen. Diese Meßarme sind an der Nabe 12 starr und am Ring 14 über Ausweichfedern 5a, 5^fa, 6a, und 6'a befestigt.

Diese Ausweichfedern , die durch Schlitze wie · 3 und j Ausnehmungen im Ring und durch QuerBchnittsdimensionierung der Meßarme erhalten werden, sind so gewählt, daß in Heßrichtung Immer die Ausweichfeder an dem jeweiligen Meßarm hart und in den zwei anderen Richtungen weich ist.

An den Meßarmen 5, 5¹ und 6, 6¹ sind als Meßelemente Dehnungsmeßstreifen angebracht, wie dies schematisch durch die Meßstrtifen χ,. , Xp am Meßarm 5i x* , x^ am Meßarm 5'ι γ* , y₂ am Meßarm 6 und y, , y ^ am Meßarm 6' angedeutet ist. .

Betrachtet man beispielsweise die an den in Y-Richtung ,verlaufenden Meßarmwi 5» 5' angebrachten Del&wgsmeßstreifen x- bis x. , so ergibt sich unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Aulgestaltung der Aueweichfedtrn 5a und

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5'a, daß in Y-Richtung und in der auf der Zeichenebene senkrecht stehenden Z-Richtung nur sehr geringe Längenänderungen in den Meßarmen auftreten, da die Ausweichfedern auf Durchbiegung beansprucht werden, in X-Richtung (Meßrichtung) jedoch eine hohe- Verbiegung erfolgt und damit ein großes Ausgangssignal erzeugt wird, da die Ausweichfedern auf Druck beansprucht werden.

Auf diese Weise wird eine sehr gute Vorabtrennung der φ Kräfte nach den jeweiligen Richtungen sichergestellt.

Eine analoge Betrachtung gilt für die Meßarme 6, 6' und die zugehörigen Meßelemente y. bis J₁,. In diesem Falle ' tritt in der X-Richtung und in der Z-Richtung nur eine geringe Verformung, jedoch in der Y-Richtung eine hohe

ein Durchbiegung auf und es wird damit in Y-Richtung großes Ausgangssignal erzeugt.

Es ist wesentlich, daß in allen Koordinaten die Kräfte als Biegespannungen an den entsprechenden Meßarmen gemessen werden, da di'e Empfindlichkeit eines üiegeelementes bekanntlich größer ist als die eines auf w Zug oder Druck beanspruchten Elementes.

Die für jede Meßrichtung vorgesehenen vier Meßelemente sind in eine Vollbrücke geschaltet, da Längenänderungen der Meßarme aufgrund \on Temperaturänderungen oder aufgrund sonstiger angreifender Kräfte bei einer derartigen Brückenschaltung in das Meßergebnis nur sehr gering eingehen. Vorteilhaft ist dabei ferner, daß die zu einer Vollbrücke gehörenden Meßelemente sehr nahe beieinander liegen und auf diese Weise ein stabiler Nullpunkt erhalten werden kann. Gegebenenfalls kann sogar eine gemeinsame Luftkühlung der Meßelemente vorgesehen sein.

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Fig. 3 zeigt wiederum in schematischer Darstellung ein der Stütze B in Fig.'1 entsprechendes ließkreuz, das im Gegensatz zu dem Meßkreuz nach Fig. 3 nicht nur in X-Richtuüg¹ X-Richtung sondern auch in Z-Richtung anspricht.

dieses Heßkreuz besteht aus einer zur Aufnahme der '.trägerwelle 1 dienenden Nabe 11 sowie einem zur Nabe konzentrischen Ring 13 , zwischen denen

sich die Keßkreuze bildenden Arme 7> 7¹ entsprechend g

der Y-Richtung, 8,8' entsprechend der X-Richtung erstrecken und des weiteren zwei aufeinander senkrecht stehende Paare von Armen 9? 9¹ und 10, 10' vorgesehen sind, die bezüglich der auf die Kräfte in X-Richtung und Y-Richtung ansprechenden Arme um 45° verdreht sind.

Auch bei diesem auf drei Richtungen ansprechenden Meßkreuz sind die einzelnen Heßarme an der Nabe 11 starr und am Ring 13 über Ausweichfedern befestigt. Die Ausxtfeichfedern sind wiederum derart ausgestaltet, daß in der jeweiligen Meßrichtung immer die Ausweichfeder an dem zugehörigen Heß arm hart und in den zwei übrigen.·. Richtungen v/eich ist.

Die Anordnung der Meß streifen x. - x^ und y^ - J₁. entspricht bei dem Heßkreuz der Fig. 3 der Anordnung dieser Meßstreifen bei dem Heßkreuz nach Fig. 2*

Auf den für die Seitenkraftmessung bestimmten vier zusätzlichen Meßarmen 9» 9' ? 10, 10^! sind weitere acht I'Ießs-creifen ζ_Λ bis z_Q angebracht und als Yollbrücke geschaltet. Dabei liegen jeweils die auf den gleichen Seiten zweier sich diametral gegenüberliegendar Heßarme angeordneten Heßstreifen in einem Brückenzweig.

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Es sei noch erwähnt, daß die in SIg. 3 in Klammern gesetzten Meßstreifen jewels in der Zeichenebene unterhalb der Meßstreifen z. , z-, , Z₁- und 2,-, liegen.

Zur. Ermöglichung einer einwandfreien lagerichtigen Aabringung der beiden Meßkreuze sind in den Eingen 15 und 14 Ausrichtnuten 15, 16 vorgesehen, welche gleichzeitig ein lage richtiges Einsetzen beider Meßkreuze in ein passendes Gehäuse ermöglichen.

Die Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 4 und 5 lassen die spezielle Ausgestaltung der in den beiden Meßkreuzen vorgesehenen Ausweichfedern im einzelnen erkennen, wobei die Mg« 4 Einzelheiten der Ausweichfedern für Heßarme in Σ-Rinhtimg und Y-Riciituag und Figo 5 Einzelheiten der auf Kräfte in Z-Sichtung ansprechenden Meßarme zeigt. Die Schlitze wie 5-verlaufen dabei senkrecht zu den geweiligen Meßarmen und ihr Abstand zum außenliegenden Heßarmende ist entsprechend den gewünschten Federungseigenschaften gewählt» Entsprechendes gilt für die Ausnehmungen in den Bereichen zwischen den Schlitzen und den außenliegenden Meßarmenden sowie am außenliegenden iände der auf Kräfte in Z-Eichtung ansprechenden Meßarme.

verspaonbar

Die beiden Heßkreuze sind miteinander isagefe wobei geeignete .Anschläge vorgesehen sind, um einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand genau einhalten zu können«,

Ton wesentlicher Bedeutung ist, daß mittels der erfindungs gemäßen Vorrichtung gerade die bei hohen Geschwindigkeiten auftretenden Längskraft - bzw» Sollwiderstandsschwankungen ermittelt werden können, was mit den bisher bekannten Vorrichtungen nicht der Fall ist. Da die iiigenfreauensen

"bei

der erfindungsgemäßen Vorrichtung für alle Meßwerte/ etwa

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150 und 200 Hertz liegen, sind Messungen bei hohen Geschwindigkeiten ohne störende Resonanzüberhöhungen möglich, und zwar sogar unter Fahrbedingungen, da die erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst steif, kompakt und raumsparend aufgebaut werden kann.

- Patentansprüche

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Claims (16)

1. Pat entansprüche

   Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichförmigkeit von Rädern, insbesondere von Fahrzeugreifen bei höheren Geschwindigkeiten, mittels Einrichtungen zum Messen der Kräft&Prbmente, die an einem auf einer Aufstandsfläche abrollenden, fliegend eingespannten und belasteten Rad auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerwelle (1), an deren einem Ende das Rad (2) gelagert ist, in zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete systemfeste Kraftmess- : einrichtungea (A,B) eingespannt ist, die wenigstens in zwei ."zueinander und zur SJrägervrelle (1) senkrecht verlaufenden Riehtungen (X, Y) empfindlich sind , und daß die Ausgangssignale der beiden Kraftaeßeinrichtungen (A,B) einer eine Trennung der Kräfte und Momente nach deren Richtung bewirkenden Recheneinheit zugeführt sind, die mit Anzeige- und/oder Schreibgeräten verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Kraftmeßeinrichtungen (A,B) auf Kräfte in Richtung der Trägerwelle (1) anspricht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e nnz e lehnet , daß die Trennung der Kräfte und Momente in der Recheneinheit durch Summenbildung erfolgt «
4. 4-, Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e nnzeichnet , daß der Abstand der radseitigen Kraftmeßeinrichtung (B) zum Rad (2) möglichst klein gewählt ist.

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5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei c h η e t, daß der gegenseitige Abstand der beiden Kraftmeßeinrichtungen (A,B) abhängig von der gewünschten Eigenfrequenz der Meßvorrichtung gewählt ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Aufteilung und Darstellung der nach Eichtungen getrennten Meßwerte für die Kräfte und Momente in einen statischen und einen dynamischen Anteil vorgesehen sind. f
7. 7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftmeßeinrichtungen (A, B) Meßkreuze verwendet sind, die mit Meßelementen verbundene Arme (5, 5'; 6, 6'; 7» 7'» 8, 8¹; 9» 9'; 10, 10') aufweisen, welche sich von einer auf der Trägerwelle (1) befestigbaren Nabe (11, 12) zu einer systemfesten Wand (13» 14-) erstrecken.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7? dadurch g e k e η η - ζ ei chnet, daß für jede Meßrichtung wenigstens ein Paar von sich diametral gegenüberliegenden identischen j Meßarmen vorgesehen ist.
9. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Kräfte in Richtung der Trägerwelle (1) ansprechende Meßkreuz zwei senkrecht aufeinanderstellende Meßarmpaare (9, 9'» 10, 10') aufweist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Meßarmpaare (9, 9'* 10, 10') um 45° bezüglich der beiden Meßarmpaare (7? 7'» ⁸» 8') verdreht angeordnet sind, die auf Kräfte entsprechend der z-Hichtung ansprechen.

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11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß alle Meßarme mit der jeweils systemfesten Wand (13, 14) derart über Ausweichfedern (5a, 5'a 10a, 10'a) verbunden sind, daß in Meßrichtung an dem zugehörigen Meßarm die Ausweichfedern stets hart und in den übrigen Richtungen weich sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßelemente aus an den

    Meßarmen (5,5' ...10,1O¹) befestigten Meßstreifen

    (X^-X₂, ; Υη-ju ;z^-Zg \ bestehen, die auf .Biegespannungen ansprechen.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η nzeichnet , daß an den zur Bestimmung von Kräften einer Sichtung vorgesehenen Meßarmen wenigstens vier Meßstreifen angebracht sind, die elektrisch als Vollbrücke geschaltet sind.
14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet , daß sich die Meßarme von der Nabe (11, 12) zu einem in einem Gehäuse befestigbaren Ring (13, 14) erstrecken,und daß die Ausweichfedern ringseitig angeordnet sind.
15. 15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausweichfedern durch Ausbildung von Schlitzen (z.B. 3, 4) und Ausnehmungen im Ring (13, 14) und durch Querschnittsdimensionierung der Meß arme erhalten sind«,
16. 16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Naben

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    (11,12) der beiden Meßkreuze miteinander sind.

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