DE2641890B2

DE2641890B2 - Fahrbare Lagerabstützung

Info

Publication number: DE2641890B2
Application number: DE2641890A
Authority: DE
Inventors: Otfrid 6100 Darmstadt Maus
Original assignee: Schenck Auto Service Geraete GmbH
Current assignee: Schenck RoTec GmbH
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2365114A1; JPS5338392A; FR2365114B1; JPS5626809B2; DE2641890C3; US4130020A; DE2641890A1

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Lagerabstützung mit Lastaufnahme, Meßwertumformer zum Messen von Unwuchtkräften und einem dessen Räder verbindenden Rahmen.

Zur Messung von Unwuchtkräften an Kraftfahrzeugrädern am Kraftfahrzeug werden fahrbare Lagerabstützungen verwendet, die eine Lastaufnahme, Meßwertumformer und einen die Räder der fahrbaren Lagerabstützung verbindenden Rahmen besitzen. Um Nebeneinflüsse beim Meßvorgang so gering wie möglich zu halten, werden derartige Lagerabstützungen meist mit stufig verstellbaren Lastaufnahmen versehen. Da darüber hinaus auch die Gewähr dafür gegeben sein soll, daß die die Meßwerte überlagernden Störgrößen beispielsweise

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65 Querkräfte vermieden werden, wird bei bekannten fahrbaren Lagerabstützungen eine Parallelführung für die Lastaufnahme angestrebt Diese mittels Blattfedern erreichte Parallelführung zur Beseitigung von schädlichen Störkräften macht es erforderlich, daß die fahrbare Lagerabstützung bereits ohne Lastaufnahmeelement sehr hoch baut Zufolge dieser Bauhöhe erhält das zu untersuchende Bauteil, ein am Kraftfahrzeug befestigtes Fahrzeugrad, eine sehr große Schräglage, was zwangsläufig zu einer Beeinflussung der Messung führt

Es ist weiterhin eine Einrichtung (DE-OS 21 48 107) bekanntgeworden, bei der die Abstützung des auszuwuchtenden Rades am Kraftfahrzeug einen Schwingungsumformer enthält, der bei niedriger Bauweise der gesamten Einrichtung jedoch so ausgelegt sein muß, daß er das Gesamtgewicht des Fahrzeuges sicher mit aufnehmen kann. Aufgrund dieser Tatsache ist die gesamte Meßeinrichtung empfindlich gegen Störeinflüsse und muß darüber hinaus entsprechend der größten auftretenden statischen Last ausgebildet sein.

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Einrichtung zum Messen der Unwuchtkraft vorzuschlagen, bei der das Trennen zwischen dem Meßwert und dem schädlichen Anteil der Messung, insbesondere der Horizontalkomponente, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lastaufnahme am Rahmen befestigt ist, dessen Durchbiegung einen am Rahmen angeordneten Zeiger auslenkt, und daß seine Auslenkung von seinem am Rahmen angeordneten, mit einem freien Zeigerende verbundenen Meßwertumformer aufgenommen wird.

Durch Messen der Durchbiegung des Rahmens wird der besondere Vorteil erzielt, daß die erfindungsgemäße fahrbare Lagerabstützung sehr niedrig baut und darüber hinaus in Leichtkonstruktion ausgeführt werden kann und daß kein zusätzlich steifer Rahmen vorgesehen sein muß, auf den sich der Meßwertumformer abstützt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Befestigung des Zeigers am Rahmen an einer solchen Stelle erfolgt, an der eine am Rahmen quer zur gewünschten Meßrichtung auftretende Wechselbiegekraft eine von Null verschiedene, jedoch kleinere als die maximale Wirkung hat, daß das freie Zeigerende jedoch nicht von der Wechselbiegekraft zusätzlich beeinflußt wird und daß der am Rahmen angeordnete Meßwertumformer an dieser Stelle mit dem freien Zeigerende verbunden ist. Würde der Zeiger an einer beliebigen Stelle ohne Berücksichtigung der Lage des Meßwertumformers angeordnet sein, so würde das freie Zeigerende nicht nur von der in Meßrichtung wirkenden Unwuchtkraft, sondern auch von in allen anderen Richtungen wirkenden Komponenten der Unwuchtkraft beeinflußt, so insbesondere von der horizontal wirkenden Unwuchtkomponente. Über die Lastaufnahme wird beim Messen der Unwucht nunmehr zufolge der horizontalen Kräfte ein zusätzliches Wechselbiegemoment auf den Rahmen übertragen, welches jedoch jeweils einen Nullpunkt am Fußpunkt der Lastaufnahme und an den Rahmenstellen hat, an denen die Räder ein Auflager für den Rahmen darstellen. Wird nun an die Biegelinie unter Ausschluß der gegebenen Nullpunkte und der Maxima und Minima eine Tangente angelegt, so wird diese Tangente die Nullinie an einer Stelle schneiden, an dieser Stelle werden, wenn die Tangente als Zeiger ausgebildet ist, quer zur gewünschten Meßrichtung auftretende Wechselbiegekräfte den Zeigerausschlag

nicht beeinflussen und somit an den Meßwertumformer, der an dieser Stelle mit dem freien Zeigerende verbunden ist, nur die Kräfte übertragen, die in der gewünschten Meßrichtung wirken.

Damit ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung in einfachster Weise eine Trennung des Mutzsignals aus dem Schwingungsgemk.ch erfolgt

In noch weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß im unbelasteten Zustand Meßwertumformer und Zeiger eine horizontale Linie bilden. Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders gedrängte Bauweise erreicht und somit dem weiteren Nachteil, einer großen Bauhöhe zur Beseitigung von Störsignalen begegnet.

In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß der Zeiger an einem vertikalen Teil des Rahmens angeordnet ist. Als eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird es angesehen, daß die Lastaufnahme zwischen den Befcstigungsstellen von Zeiger und Meßwertumformer angeordnet ist Diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es, daß die fahrbare Lagerabstützung eine sehr kurze Bauform aufweisen kann und in Verbindung mit einem noch weiteren Merkmal der Erfindung, das sich dadurch auszeichnet, daß der Rahmen U-förmig ausgebildet ist, in überschaubarer Weise eine Lösung der Aufgabe darstellt.

Um die fahrbare Lagerabstützung vor Oberlastungen zu schützen, gibt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Meßwertumformer bei Überschreiten eines vorgebbaren Zeigerausschlages zusätzlich ein Warnsignal ab. In weiterer Ausgestaltung kann diese Vorrichtung gleichzeitig zum Wägen des zu untersuchenden Bauteils herangezogen werden. Eine derartige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß ein weiterer Meßwertumformer aufgrund der Zeigerauslenkung ein das Gewicht des zu untersuchenden Bauteils darstellendes Signal abgibt.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigt »0

F i g. 1 eine Lagerabstützung im Schnitt.

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Lagerabstützung nach Fig. 1.

F i g. 3 in schematischer Darstellung die Wirkung auf die Lagerabstützung durch eine an der Lastaufnahme einwirkende vertikale Kraft.

F i g. 4 in schematischer Darstellung die Wirkung auf die Lagerabstützung durch eine an der Lastaufnahme einwirkende horizontale Kraft.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer fahrbaren Lagerabstützung besteht im wesentlichen aus einem Rahmen 1, an dem Laufräder 2, 3 und 3' über Achsen 4 und 5 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 2 zur besseren Handlichkeit der fahrbaren Lagerabstützung drehbar um eine senkrechte :>5 Achse 6 gelagert

Am Rahmen 1 ist ein Zeiger 7 mittels Schraubbefestigung angeordnet, der mit seinem freien Zeigerende 8 mit einem ebenfalls am Rahmen 1 angeordneten Meßwertumformer 9 verbunden ist. Darüber hinaus e>o trägt der Rahmen 1 noch eine Lastaufnahme 10, die in einfachster Weise aus zwei ineinander verschiebbaren Rohren 11 und 12 besteht und die nach erfolgter Verschiebung mittels eines Haltestabes 13 verbunden werden.

Das Rohr 11 ist am Rahmen festgeschweißt, während das Rohr 12 höhenverschieblich gegenüber diesem angeordnet ist. Am Rahmen 1 ist außerdem im Bereich des Meßwertumformers 9 und des freien Zeigerendes 8 eine Anschlagplatte 14 angeordnet, die in einfachster Weise als Arretiermittel wirkt, wenn eine zu große statische Last von der Lastaufnahme 10 aufgenommen wird und die Durchbiegung des Fahmens 1 einen zu großen Wert annehmen würde.

Die Draufsicht gemäß F i g. 2 zeigt, daß der Zeiger nur an Befestigungsstellen 15,16 mit dem Rahmen 1 fest verbunden ist. Die Befestigung ist nicht auf die schematisch dargestellte Schraubbefestigung eingeschränkt Wie in der Draufsicht weiter ersichtlich, besteht der Zeiger 7 aus zwei Schenkeln T und 7", die an ihrem jeweiligen freien Ende 17,18 über eine Platte 19 verbunden sind, in deren Zentralbereich über eine Verbindung 20 ein Zusammenwirken mit dem Meßwertumformer 9 stattfindet. In F i g. 2 ist auch dargestellt, wie das Rohr 11 über Laschen 21, 22 mit dem Rahmen 1 verbunden ist.

Aus der Zusammenschau zwischen F i g. 1 und F i g. 2 ergibt sich, daß durch die Anordnung eines Zeigers an einem Rahmen bei Belastung eines ebenfalls am Rahmen angeordneten Lastaufnahmeelementes 10 die Durchbiegung des Rahmens gemessen werden kann.

In F i g. 3 ist nunmehr schematisch dargestellt, wie zufolge konstruktiver Anordnung des Zeigers am Rahmen eine Trennung der Störgrößen vom Nutzsignal durchgeführt werden kann. Stützen 25, 26 entsprechen den Rädern 2 und 3 bzw. 2 und 3'". Die Linie 27 zwischen den Stützen stellt in vereinfachter Form den Rahmen 1 dar, und zwar im unausgelenkten Zustand. Durch Auslenkung des Rahmens durch eine vertikale Kraft 28, also die vertikale Komponente der Unwuchtkraft, wird der Rahmen in die gestrichelte Form 29 ausgelenkt. Wird nun an einer Stelle 30 eine Tangente 31 angelegt — die Tangente 31 ist gleichzusetzen mit dem Zeiger 7 —, so kann die Auslenkung des Rahmens an einer Meßstelle 32 gemessen werden.

Werden nurmehr die Stellen 30 und 32 willkürlich gewählt, so ist in Fig.4 leicht zu erkennen, daß bei Auftreten einer horizontalen Komponente 36 der Unwuchtkraft 28 ein zusätzlicher Ausschlag an der Meßstelle 32 auftreten wird.

Die gemessene Größe entspricht also nicht der vertikalen Unwuchtgröße, sondern wird gleichzeitig verfälscht durch deren Horizontalkomponente.

Legt man jedoch die Stelle 30, d. h. die Befestigung 15, 16 gemäß F i g. 2 des Zeigers 7, an eine Stelle der durch die Wechselbiegung der horizontalen Kräfte verformten Linie 27, deren Tangente 37 die nicht ausgelenkte Linie 27 schneidet, und verbindet an dieser Stelle den Meßwertumformer 9 mit dem freien Zeigerende 8 des Zeigers 7, so werden vom Meßwertumformer 9 nur die in vertikaler Richtung wirkenden Unwuchtkräfte aufgenommen.

Wie aus den Fig.3 und 4 ersichtlich, ist es nicht erforderlich, daß die Lastaufnahme 10 in der Mitte zwischen den beiden Stützen 25 und 26 angeordnet ist; sie kann auch außerhalb der beiden Stützen 25 und 26 angeordnet sein. Auch bei einer derartigen Anordnung wird bei Beachtung der in F i g. 3 und 4 offenbarten Regeln eine Trennung zwischen Nutzsignal und Störsignal erreicht.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße fahrbare Lagerabstützung auch zur Auswägung der auf ihr gelagerten Bauteile herangezogen werden. Wird das Bauteil, beispielsweise ein am Kraftfahrzeug befestigtes Rad, an der Achsschenkellagerung von der Aufnahme 10 aufgenommen, so biegt sich Her Rahmen 1

entsprechend Linie 29 gemäß F i g. 3 durch, auch dann, wenn das Rad nicht in Rotation versetzt wird, um die auftretenden Unwuchtkräfte zu messen. Es ergibt sich also eine statische Auslenkung, die mittels freiem Zeigerende 8 angezeigt werden kann, sei es im Meßwertumformer 9 oder durch einen weiteren Meßwertumformer. Des weiteren kann die Platte 19 als Endschalter ausgebildet sein, bei dessen Berührung durch das freie Zeigerende 8 die Stromzufuhr zum Meßwertumformer 9 unterbrochen wird, so daß keinerlei Fehlmessung durch Überlastung der fahrbaren Lagerabstützung hervorgerufen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrbare Lagerabstützung mit Lastaufnahme, Meßwertumformer zum Messen von Unwuchtkräften und einem dessen Räder verbindenden Rahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastaufnahme (10) am Rahmen (1) befestigt ist, dessen Durchbiegung einem am Rahmen (1) angeordneten Zeiger (7) auslenkt, und daß seine Auslenkung von einem am Rahmen (1) angeordneten, mit einem freien Zeigerende (8) verbundenen Meßwertumformer (9) aufgenommen wird.

2. Fahrbare Lagerabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Zeigers (7) am Rahmen (1) an einer solchen Stelle is (30) erfolgt, an der eine am Rahmen quer zur gewünschten Meßrichtung auftretende Wechselbiegekraft (36) eine von Null verschiedene, jedoch kleinere, als die maximale Wirkung hat, daß das freie Zeigerende (8) nicht von der Wechselbiegekraft beeinflußt wird und daß der am Rahmen (f) angeordnete Meßwertumformer (9) an dieser Stelle mit dem freien Zeigerende (8) verbunden ist.

3. Fahrbare Lagerabstützung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unbelasteten Zustand Meßwertumformer (9) und Zeiger (7) eine horizontale Linie bilden.

4. Fahrbare Lagerabstützung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger an einem vertikalen Teil des Rahmens (1) angeordnet ist.

5. Fahrbare Lagerabstützung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastaufnahme (10) zwischen den Befestigungsstellen von Zeiger (7) und Meßwertumformer (9) angeordnet ist.

6. Fahrbare Lagerabstützung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) U-förmig ausgebildet ist.

7. Fahrbare Lagerabstützung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertumformer (9) bei Überschreiten eines vorgebbaren Zeigerausschlags zusätzlich ein Warnsignal abgibt.

8. Fahrbare Lagerabstützung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Meßwertumformer aufgrund der Zeigerauslenkung ein das Gewicht des zu untersuchenden Bauteils darstellendes Signal abgibt.