DE3119739A1

DE3119739A1 - Einrichtung zur pruefung der servolenkung von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3119739A1
Application number: DE19813119739
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Autoipari Kutato Intezet
Current assignee: Autoipari Kutato Intezet
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1982-04-22
Also published as: RO84268B; SU1537147A3; RO84268A; PL231275A1; DD159108A5; GB2079464B; ATA206781A; BG46603A3; GB2079464A; AT385849B

Description

SCHIFF V, FÜNER STr'eHL SCHÜBEL-HOPF E:BBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN SS

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEPORE THE EUROPEAN PATENT OI PICf

KARL LUDWlQ SCHIFF (1964 - 1Θ7Β)

DIPU CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. ING. PETER STREHL

DIPUCHEM DR- URSULA SCHÜBEl-HOPF

DIPL. ING. DIETER EBBINGHAUS

DR. INS. DIETER FINCK

TELEI ON (ΟΒΘ)

TELEX (5-09 566 AURO O

IIROMARCPAT MÜNCHEN

äUTOPARI KüTATO ' 18. Mai 1981

INTSZET DEA-21967

Einrichtung zur Prüfung der Servolenkung von Kraftfahrzeugen

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung jsue - in erster Linie Servicecharakter tragenden - Prüfung dex hydraulischen Lenkung von Kraftfahrzeugen bssw, des komplexen Kraftfanraeug-Servilenkungssystems, zur schnellen und zuverlässigen Bestimmung der in der Servolenkung entstehenden Hydraulikdrticke £>umpenf Order ung) , des Lecköles, der hydraulischen Lenkbegren-2ung_B des Totspieles des Lenkgestänges, des hydraulischen Totspieles, des mechanischen Totspieles des Lcakgetriebesj weiterhin züs Messung des auf der Lenkapindel ausgeübten Drehmoments and zur numerischen Anzeige der ingaben«, Die Einrichtung ermöglicht eine schnelle diagnostische Prüfung im i'ahrzeug selbst_β

Eines der wichtigsten Bauelemente in Bezug auf die Zuverlässig» keit und Betriebstüchtigkeit von Kraftfahrzeugen ist die Lenkung« Ihre Paramter und die Prüfung derselben werden durch verschiedene

Normen und Vorschriften bestimmt.

Die vorstehend aufgeführten Parameter müssen anlässlich der periodischen, teahnischen Überprüfungen und bei den darauffolgenden Einatellarbeiten gemessen werden.

Zur getrennten Messung der einzelnen Parameter von Lenkungen sind verschiedene Einrichtungen bekannt, insbesondere zur Messung der am Lenkrad durch den Kraftfahrer auszuübenden Kraft.

Bei der in der bundesdeutschen Patentschrift l\r. 1.573.957 beschriebenen Einrichtung wird am Lenkrad des Kraftfahrzeuges ein Meßlenkrad angebracht:und der Fahrer verdreht dieses Messlenkrad. In einem Teil des Messlenkrades ist eine Kraftmesseinheit vorgesehen, der gemessene Kraftwert wird durch das Schreibwerk der Einrichtung registriert. Die Bedienung der Einrichtung erfordert Erfahrungen auf dem Gebiet des Messens und ist zur schnellen Durchführung von Diagnostikprüfungen in Kraftfahrzeugservicestationen nicht geeignet. Die Bedienung ist unter Serviceverhältnissen schwerfällig.

ün einer anderen bekannten, in der bundesdeutschen Patent-, schrift l\'r. 2.5ol.52l beschriebenen Lenkprüf einrichtung wird an der Lenkspindel des Kraftfahrzeuges anstelle des eigenen Lenkrades des Kraftfahrzeuges ein Meßlenkrad montiert. In diesem J'äesslenkrad sind elektronische/elektrische Messelemente angeordnet und eine elektrische Einheit zeigt die Messwerte an. Obwohl die Messgenauigkeit zufriedenstellend und die Anzeige zuverlässig

ist ρ muss das Lenkrad des Kraftfahrzeuges demontiert UBd das an ®Lne S uelle. montiert© Messlenkrad gelangt nicht mehr in die aß des dem üriginallenkrad gleich© Stellung und seine sum Fahrer bezogene Stellung ist eise aade2©₀

Die Messung der" dusch dew Kraftfahres auf das Lenkrad ausgeübten Kraft baw_o des Drehmomentes ist in erster Linie sue Untersuchung des Lenkeigenschaften des Fahrzeuges erfos-= derlichj, was natürlich wählend des Fahrt des Fallszeuges vos» genommen vi/irdo

Zu3? Untersuchung des Lenkung des Kraftfahrzeuges müssen gleichzeitig mekeeiee Pasamtes g-emesseö \\ezüexx_O ivob®i dia Prüfung auch bei Stillstand des Fahrzeuges oäex an des auf dem Fahrzeug aufgeDauten Lenkung vorgenommen werden kanne,

Die in der ungarischen Patentschrift Kr. HU 1& beschriebene Messeinrichtung eignet sich zur Prüfung aus dem. Kraftfahrzeug ausgebauten hydraulischen gen und registriert das durch die Xienkwelle abgegebene 1bs° gangsmoment in .Abhängigkeit von dem auf das Lenkrad ei&wis» kenden Drehmoment in einem Diagramm«, Die ibles'jsig der Mesa» angaben enthält subjektive Fehler und die elcssLnen Ver·= gleieha- und Eechnungsarbeiten müssen durcli die die luessnsg vornehmende Person durchgeführt werden_s wobei sich die Mes« sungen bzw«. Prüfungen im allgemeinen nur auf die Servolenkung selbst beziehen und zur Prüfung des komplexen systems Servolenkung-Kraftfahrzeug nicht geeignet sind_s

Zielsetzung der Erfindung war die Schaffung einer für .DiagnostikunterBuchungen,geeigneten, sohnell und leicht bedienbaren, Messfaohkenntnis8e nicht bedingenden Kontroll/Prüfeinrichtung, die sich über die Kontrolle der Servolenkung und Lenkkongtruktion des Kraftfahrzeuges hinausgehend auch zu die Fehlerermittlung fördernden Prüfungen eignet. Im Einklang

damit bestand die weitere Zielsetzung darin, die Einrichtung im Interesse der Erleichterung der Auswertung der Messergebnisse, die durch Umschalten erfolgende Messung sämtlicher zu messender Parameter in einer einzigen Messeinheit, bei vergleichenden Messungen nach Festhalten des Keferenzwertes die automatische .Anzeige des zulässigen Relativwertes/ die Anzeige von Zahlenangaben in digitaler Form, wobei ein schnelles und einfaches Anschliessen der Messgeber ohne wesentliche". Zerlegung der funktionelien Einheiten der in das Kraftfahrzeug eingebauten Servolenkung gewährleistet und so die Möglichkeit zur Prüfung des komplexen Systems der Kraftfahrzeug-Servolenkung gegeben ist.

Die Zielsetzung wird mit der erfindungsgemässen Einrich-. tung dadurch erreicht, dass sämtliche zur Anwendung gelangende Messfühler elektrische bzw. auf elektrischem Wege zu verarbeitende Messsignale abgeben, die nach Umformung durch Logikstrom-· kreise enthaltende elektronische Einheiten verarbeitet werden, wobei die Logikeinheiten dazu beitragen, dass die Einrichtung mehrere Messbetriebsarten verwirklichen kann und die zu den

Betriebsarten gehör end en Prüfungen im.Falle bestiiamten.Eingangssignal-Wertkombiöatioo ¹VoIIfUbXt₈ Demsiafolge können die Prüfungen innerhalb einer kuxsen Zeit und frei von subjektiven Fehlern der Bedienungsperson mit diagnostischem .Gnasakter durchgeführt werden. Besondera schnell und leioht können die die Wxnkelverdrehung der Lenkapind©! und das auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment 'wahrnehmenden Elemente befestigt werden· ' . ' . . · ·

Gegenstand der Erfindung ist eine "Einrichtung ei« diagnostischen Prüfung von Kraftfahr zeug~Sexvolenkung@B, insbesoöv dej?e hydraulischer Servolenkungen im Kraftfahssseiig» die ©in© au die Hochdruckleitung des Druckiuitteleystems ά&Έ Sex^oleiikang aögeschlossene Druοkmessfühlereinheit» und einea mit der Lenk» spindel in einer die Bewegung übertragenden Yerbindung befindlichen mit seinem festehenden Teil an die i'ahr er kabine befestigten inkrementalen richtungsempfindlichen Vvihkelsignalgefoes besitzt₉ die DxuokmessfÜhlereinheit an die SignalkoBditioBies·» einheit angeschlossen ist_s deren Ausgang durch eia Tiefpass« ' -filter einerseits unmittelbar an den einen Eingang eines Dsuok-" sigßal-Differenzverstärkers, aßdereroeits üb.üs ©iaeü mittels eines iMull-Schaltera. betätigten ibtast-Haltescromkreis an den anderen Eingang des erwähnten DrucksignaX~Differenzverstä.rkers aßgeechlossexi ist, der Ausgang "des Dsucksigxial-rBiff er en stäEksrs zweckdienlicherweise übes einea^Schalten aß den Eingang, eines Komparators und Impulsgebers anßesciibsseii ist

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an deaaon zweiten Eingang über einen Meosgrenuon-VVählschaltor ein Vergleichepegeleinstfiller angeschlossen ist, der erste Ausgang des Komparators und Impulsgebers an den ersten Eingang einer ODLR-Schaltung, der zweite Ausgang an den zweiten Eingang des Kuli-Stromkreises (Abgleichst! omkreiaes) angeschlossen ist, an dessen ersten Eingang ein Wull-Schalter angeschlossen ist, an den zweiten Eingang der" ODiiiR-Schaltung der die den winkelverdrehun^swert der Lenkspindel speichernde an den Ausgang des ODER-SohaItuhg an geschlossene Einheit zur kontinuierlichen Anzeige anhaltende logische Pegelschalter angeschlossen ist, an den Dateneingang der den Lenkspindel-rY.dneklverdrehungswert speichernden Einheit der Ausgang eines .Vor- und Rückwäxtssählers angeschlossen ist, an dessen Eingang der Ausgang des inkrementalen richtungsempfindlichen Y.inkelgebers, an dessen Steuereingang der Ausgang des KullTScromkreises angeschlossen ist, der Ausgang der den iienks^indel-'ninkelverdrehungswert; des speichernden Einheit an den Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeiger angeschlossen ist, weiterhin an den Ausgang des Tiefpassfilters über einen Analog-Digital-nandler eine Druckanzeige mit Digitülablesung angeschlossen ist.

Bei der erfindungsgemässen Einrichtung besitzt der zwischen dem Dsucksignal-Differenzverstarker und dem Komparator-Impulsgeber angeordnete Schalter einen zweiten Ein^angsanschluss, an den der dritte Ausgang der an den Lenkspindel-Momentmessgeber angeschlossenen Drehmomentpegel-Messfühler- und Verarbei-

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tuiageeinheit aflgesohlosaen ist, der zweite Ausgang'ist Über ein Zeitverzögerungeglied mit längerer Verzögerungszeit, der ©Eate Eingang über ein, Zeitverzögerungsglied mit kürzerer Verzögerung aß die Eingänge des Zeit- und Momentpegel-Wählschal-ters abgeschlossen, dessen Ausgang an den Steuereingang des vorgenannten¹ Analog-Digitalwandlers angesonlosseü ist, wobei @a den vierten Ausgang' der Brehmomentpegel-Measfühler und ΙΓθϊ-arbeitungseinheit eine digitale Dxeiimomeiitänseige. angeecialossen ist. Der zwischen· dem Koinperator-Impulsgeber und dem Djouekeigüal-Differenzveretärker angeordnete Schalter hat zweokdiealioherweise einen dritten EingaJigsanschluss, aß den der di© bei der Verdrehung des gelenkten Kades des Kraftfahrzeuges au£« .tretende Bewegung wahrnehmende Signalgeber' angeschlossen ist_o Bei einer zvieckdienlichen Ausführung der erfindun£,sgemass0ß · Einrichtung ist der Lenkspindel-Drehmoment-Messgeber ale ©is .am Kranz des Kraftfahrzeug-Lenkrades befestigter als Handgriff ausgeführter Kraitmesser ausgebildet, an dessen an den Lenksaäksaiiz tangential befestigten Kraftmessdorn ein beweglich angeordnetes Kraftmessgehäuse als Handgriff ausgebildet"ist, in dem zwei üjaschiagflachen vorgesehen sind, auf weiche sich die b©i_r den die Kraftmessfeder von beiden Seiten umgebenden Pedestaller in der Ruhestellua^, Jes Kraftmessers abstützen, auf dem-Kraft·= . messdom die ii'edertellei¹ umgebende üxischlagflächen ausgebildet sind_& an den Kraftmessdorn und das Kraitmessgehkuse je ein El®-= meat des Elementenpaares des elektrische Signal gebenden Bew©»

gungsmessfühlers befestigt ist; der verwendete inkrementale Winkelsignalgeber ist mit einen im feststehenden Teil gelagerten umlaufenden Teil ausgeführt, dessen feststehender Teil an eine auf der an der Lenkspindel bzw. Lenkradnabe mittels eines Schnellspa ners befestigten Trägerwelle gelagerte abgestützte Nabe befestigt ist, wobei der umlaufende Teil mittels einer Kupplung mit der Trägerwelle verbunden ist und an die abgestützte Nabe in der Lenkepindelebene ein gelenkiger in der dazu senkrechten Ebene ein starrer übstützarm befestigt ist, der eine zur Befestigung an der !'ahrseug-Pahr er kabine dienendes Bef estigungsiement besitzt. ·

Die Prüfungen ergeben in.betriebswarmeiu Zustand des Hydrauliksystems der Servolenkung vergleichbare Messwerte und deshalb besitzt die Prüfeinrichtung einen die Hydrauliköltemperatur kontrollierenden Temperaturg«ber mit elektrischem .Ausgangssignal, der über die Messbrücke und die Komparatoreinheit an eine die verschiedenen Temperaturbereiche anzeigende Einheit angeschlossen ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten ÄusfÜhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Schaltanordnung der Prüfeinrichtung, Fig. 2 die an das Lenkrad des Fahrzeuges montierte Lenkspindel- · Drehmoentmesseinheit im Längsschnitt,

^eD ^^as Lenkrad montierte Lenkspindel-Winkelverdrehungs-

gebereinheit sowie deren Befestigungs- und .Antriebselemente-

Der Lenkspindel-Drehmoment-Messgeber 1 ist an den Exagajag .2e des Drehmomentpegel-Messfühler- und Verarbeitungseinheit 2 angeschlossen, an deren vierten Ausgang 2d uie digitale Dreh» jaomentanzeige 3 angeschlossen ist. Der erste Ausgang 2a de» Bsefa·= moment-MeesfUhlex- und Verarbeitungseinheit 2 ist über das Zeitverzögerungsglied 4 .mit kurzzeitiger Verzögerung au den Zeitung Momentpegel-Wählßchalter 28, der Ausgang 2b über -das Zeitverzögerungsglied 5 mit längerer Verzögerungszeit an den Zeit—
und Dsehmomentpegel-Wahlschalter 28, über dessen Eingänge 28a bzw«-2ßb angeschTosaen, wobei der üuagang 28o an den Steuer ein» gang 6a des Jlnalog-Digitäl-Wandlexs 6 angeschlossen ist«, Mittels des Zeit- und Momentpegelwählschalters 28 kann das Signal des £o B₉ an dem Lenkrad befestigten Kraftmessers den Kraftarm eirfe» apreohsnd verändert ängepasB.t, sowie daa Abwarten des stati@<= aären Hydraulikdruckwertes gesichext werden» An den lusgaag 6@ des inalog-Digital-Wandlerö 6 ist die mit digitaler .Ablesung
ausgeführte Druckanzeige 7'angeschlossen,. 'An-den Eißgaag
iJaalOg-Digital.V^andlers 6 ist der Dr uckmess fühler 8 über
aa aeiae Ausgänge 8a bzw. 8b angeschlossene Signalkondit
einheit $ sowie das Tiefpassfilter Io angeschl^ssea© Der
gaBg des Tiefpassfilters Ιό ist einerseits unmittelbar an
-Eingang 1^b des Drueksignal-Differenzveüstarker's 15» andeiess@its über den Abtast-Haltestromkreis 12 an den Eingang 1^a d Biffesenzver.starkers 13 angeschlosseaO in den Ausgang IJc des Büucksignal-Differenzverstärkers 13 ist über seinen Anschluss

der Wählschalter 26 angeschlossen,, der in seinem ersten Stellung die Verbindung zwischen dem Ausgang l^c und dem Eingang 14aβ ia der zweiten Stellung die Verbindung zwischen dem an dem Anschluss 26d angeschlossenen Eingang 14a und an den .Anschluss 26b angeschlossenen dritten Ausgang 2o, in seiner dritten Stellung die Verbindung zwischen dem Eingang 14a und dem an den Anschluss 26c angeschlossenen und die Bewegung des gelenkten Fahrzeugrades wahrn©ismendeß Signalgeber 29 sicherte An den zweiten Eingang 14b des !Comparators^: und'Impulsgebers 14 ist über den Measbereichs-Wählsohalter 1? der Vergleichspegeleinsteller 17a angeschlossen, auf dem di© zum Leerlauf-Druckpegel der Hydraulikpumpe der zu prüfenden Servolenkung bezogenen gewünschten Mesadruokpogel einstellt werden können. Der erste Ausgang 14o des Koraparatorß und Inipulsgebers 14 ist an den ersten Eingang-15a der ODER-Sohaltung 15» der zweite Ausgang 14d hingegen an den zweiten Eingang 27b des Null-Stromkreises 27 angeschlossen. Der erst© Eingang 27a des Null-Stromkreises 27 ist mit dem Abtast-Haltestromkreis 12 zusammen an den Hull-ZAbgleich-ZSchalter 16 angeschlossen» an den zweiten Eingang 15b der ODER-Schaltung 15 ist der aur kontinuierlichen Anzeige anweisende logi-. sehe Pegelschalter 19 angeschlossen, an den Ausgang 15c ist die die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernde Einheit 18 und an deren Dateneingang 18a der Ausgang 22b des Vor- und Rückwärtszählers 22j an den Eingang 22a des Vor- und Rückwärtszählere hingegen der Ausgang 21a des Richtungsdiskrerninators-

WinkeXsign'algebers 21.angeschlossen. Der Richtungsdiskriminatoi»» Winkelsignalgeber 21 ist, wie bereits zuvor beschrieben, ander Leökspißdel bzw. am Lenkrad der au prüfenden Servolenkung befestigt». An den Steuereingang 22c des Vor- und Hückwkrtszahlere 22 iet der Ausgang 27c des beschriebenen Null-/-Abgleich~/StrQmkseises 2? angeschlossen. An den Ausgang 18b der Lenkspindel« Winkelverdrehungs-Speic he reinheit 18 ist die Lenkspindel-Wißkel«·= '»erdrehungeanzeige 2o angeschlossen.

Der die öltemperatur im Hydrauliksystem der geprüften Servolenkung kontrollierende und ein elektrisches Signal abgebende, bereits zuvor erwähnte Temperaturgeber 23 der Einrichtung ist an die Messbrücke und Vergleiche©inheit 24 angeschlossen, wobei an letztere die die Temperatur oder zweckdienlicherweise ■die verschiedenen Temperaturbereiche anzeigende tempere tür ansaeigeeinfeeit 25 angeschlossen-ist,

in die Steuereingänge der Druckmessfühler 8 baw. der Si<gnalkonditioniereinheit 9 ist die D^uckumschalteinheit II ®n~

Die Kraftmessereinheit 1 ist mittels des K.l©ouabüfeels Jl (Fig.2) befestigt· An die Schenkel J2 des Klemmbügels 31 ist der tangential sum. Lenkradkranz 30 angeordnete Kraftmessdose 33 angeschraubteAuf der zylindrischen Fläche 3Ö des Kraftmessdornea 33 beweglich ist das eine mit der Bohrung 39 versehene Ende des als Griff ausgeführten Kraftmessgehäuses 42 geführt„ wobei ias andere Ende durch den sich an den. !führungsbolzen 5>o des Messdornes 33 anpassenden Jfederteller 57 geführt wird«, Auf die

Schulter 45 des Krui'tmessdornes 33 ist der durch den Mihrungsbolzen 5o geführt© Federteller 47 in der Ruhestellung über seine Stirnfläche 46 abgenützt, üuf der Stützfläche 48 des Federteiers 47 ist die Kraftmessfeder 55 abgestützt. Die Stirnseite 46 des Federtellers 47 ist in der Ruhe-Grundstellung gleichzeitig auf der Schulter 64 der Bohrung 63, des Kraftmessgehäuses 42 abgestützt. Die als Schraubenfeder ausgebildete Kraftmessfeder 55 ist mit ihrem' anderen Ende auf der Stützfläche 56 des ebenfalls mittels des Führungsbolzens 15 geführten Federtellers 57 abgestützt, wobei die gegeriübexliegende Stirnseite 59 des Federtellers 5? auf der inneren Stirnseite 61 der auf das Kraftmessgehäuse 42 aufgeschraubten Vorsatzniutter 58 zum Jjnaculag kommt, üuf dem Mihrungsbolzen 5o ist zwischen dem Federteller 48 und dem Federteller 57 ein beweglicher inschlagring 52 an- * geordnet, dessen Stirnseiten 51 bzw. 53 Änschlagflachen für den .Anschlagf lansch 49 des Federtellers 47 bzw. den inschlagflansch 54 dea i'edertellers 3? bilden. Die Länge des beweglichen inschlagringee 52 begrenzt die zusammengedrückte Hindest-Länge der Kraftmessfeder ^3· -Auf dem Mhrungsbolzen 5o äes Kraftmessdornes 33 ist zwischen dem Schenkel 32 und dem Feder· teller 5? ei*¹ ^nscnlagring 6o angeordnet, dessen Länge so festgelegt ist, dass zwischen seiner zum Anschlag kommenden stirnfläche 62 und der Stirnseite 59 des ITedextellers 3? iß eier Ruhe-Grundstellung kein Spiel besteht.

Gegen eine Verdrehung dee Kraftmessgehäuses 42 im Verhältnis zum Kraftmesüdorn 33 ist dieses durch einen in die Kut 65 des Kraftmessdornes hineinreichenden und in der Bohrung 67 des Kraftmessgehäuses 42 befestigten Stift 66 abgesichert.

Während der Betätigung bewegt sich das Kraftmessgehäuse

42 auf dem Kraftmessdorn 33 in axialer Richtung und diese Bewegung, ergibt den Messwert· Die gegenseitige Bewegung der beiden Bauelemente wird-durch·das elektrische Messelementenpaar

40 gemessen, dessen feststehender Teil .41 im Sitz 34 des Kraftmessdornes 33 befestigt und in dem iusführungsbeispiel als Schie bewider stand ausgebildet ist, wobei die .Anschlussleitung 37 den im Hohlraum" 34 befestigten .Anschluss 35 herausgeführt wird. Zum Schiebewiderstand 41 ist ein zum Üräftmessgehäuse 42 befestigter und sich mit diesem zusammen bewegender Gleitschieber'

43 vorgesehen, dessen Kontaktfuss 44 mit dem Schiebewiderstand

41 in Berührung ist.

Die elektrische Leitung 36 des Gleitschieber 42 ist auf gleichen Wege wie die Leitung 37 an den .Anschluss 55 her§ösg©

Das die Bewegung wahrnehmende Messelementenpaar 4o gibt · ein der zur Federkraft -proportionalen Bewegung proportionales elektrisches Signal ab.

Die in Fig. 3 gezeigte, di© Winkelverdrehung der Leitspindel I03 messende Einheit ist im Felle des .Ausfüfarungsbei·» spiele eine auf der Lenkspindel 6^ mittels Schrauben 71 befestigte, im zylindrischen Sitz 72 der Lenkradnabe 7o mittels ©iüae

Schnell8panners 1ο4 fixierte Konstruktion. Die äussere Mantelfläche 67 des die Positionierung und Fixierung sichernden elastischen Klemmringes 76 des Schnellspanners Io4 ist in dem zylindrischem Sitz 72 der Lenkradnabe 7o festgespannt. Auf der Zylinderfläche 84 des mit dem Gewinde 83 versehenen Gewindeschaftes 85 des Schnellspanners Io4 ist mit Spielsitz die Druckplatte 78 geführt. Fest an der Zylinderfläche 84 befestigt ist der Teller 73» dessen Druckfläche 74 und zylindrische Fläche 75 den elastischen Klemmring führen, der in axialer Richtung durch die Stirnfläche 7? äex Druckplatte Vb zusammengedrückt wird. Auf die Druckplatte 78 ist die auf dem gewinde 83 sitzende Klemmutter 80 abgestützt, die mit dem Griff 79 versehen ist.

Auf dem Gewinde 83 des Gewindeschaftes 84 sitzt das Muttergewinde 62 der den elektrischen Winkelverdrehungsgeber 21 tragenden Welle 81 und die beiden Gewindeelemente sind bis zum Anschlag ineinander geschraubt. An. die Schulter 88 der Trägerwelle 81 ist das auf dem Wellenzapfen 93 angeordnete Kugellager

90 zum Anschlag gebracht, dessen Aussenring im Sitz 9I der abstützten Nabe 94 eingepasst ist. Das Kugellager ^l)o ist auf dem Wellenzapfen mittels des Befestigungsringes 92, im Lagexsitz

91 mittels des Befestigungsringes 89 befestigt. Im Sitz 95 der abgestützten Nabe 94 ist der feststehende Teil 97 des elektrischen Winkelverdrehungsgebers 21 angeordnet, die sich an den Mitnehmer 98 des umlaufenden Teiles 96 anschliessende Kupplung 99 verbindet den umlaufenden Teil 96 über den Mitnehmer Io mit der

Trägerwelle 81. Die abgestützte Wabe 94 besitzt einen jjbstiitzarm Io2, der in der Längsschnittebene der Trägerwelle 8i starr, in der Querschnittsebene gelenkig ausgeführt ist. Der Abstützarm Io2 besitzt ein als Haftscheibe lol augebildetes Befestigungselement, das an der Fahrerkabine, zweckdienlicherweise an der Windschutzscheibe /befestigt werden kann. Die Prüf einrichtung eignet sich zur Durchfuhrung folgender Prüfungen, au der hydraulischen Servolenkung bzw. an der lCraftfahrzeuglenkungt

- Feststellung des durch die Servolenkung aussteuerbaren max. Druckes,

- Feststellung des mechanischen Totspieles des Lenk&etriebes, — Feststellung der hydraulischen Lenkabgrenzung,

- Feststellung des hydraulischen Totspieles,

- Feststellung des Lenkgestänge-Totspieles,

- Kontrolle des Betriebstemperaturbereiches des im Hydrauliksystem der Servolenkung befindlichen Hydrauliköles·

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: Zur Messung wird am Lenkrad $o des nicht dar&esteilten Fahrzeuges und Servolenkgetriebes mittels der Klemmschraube 6ß die Moment- bzw. Kraftmesseinheit 1 und mittels des Schnellspancers Io4 die Lenkspindel-Winkelverdrehungsmesseinheit I03 befestigt.

Xm Sitz 72 der Radnabe Vo des Lenkrades ^o wird mittels des Griffes 79 des Schnellspanners Io4 die Lenkspindel-winkel«- fardrehungsmesseinheit lo^· befestigt. Die iiaftscheibe lol des

an der den Winkelverdrehungsgeber 21 tragenden abgestützten Wabe 94 befestigten Abstützariaes Io2 wird an der Windschutzscheibe der Kraftfahrzeug-Fahrerkabine befestigt.

Bei der Messung wird der lenkradkranz 30 mittels des auf dem Kraftmessgehäuse 42 vorgesehenen Handgriffes der Kraitmesseinh'eit 1 verdreht. Unter Einwirkung dex Drehkraft wird die Krai'tmessfeder 55 der Kraftmess einheit 1 zusammengedrückt, auf dem Ki'aftmessdorn 33 verschiebt sich das Krüftmessgehause 42 und die ausgeübte Drehkraft ist im Falle einer Kraitmessfeder 55 ffiit linearer Charakteristik proportional zum Verschiehungsweg. Das die Verschiebungsbewegung wahrnehmende Messelement'enpaar 4o gibt ein zum Verschiebungsweg proportionales elektrisches /usgangssignal, da sich der am' Kraftmessgehäuse 42 befestigte Gleitschieber 43 auf dem Schiebewiderstand 41 verschiebt und das Kraftmesselementepaar auf diese Weise ein elektrisches Analogsignal abgibt. Die Grosse des Verdrehungswinkeis des Lenkradkranzes 3° disst der Winkelverdrehungsgeber 21 auf die Weise, dass sich der umlaufende Teil 96» dessen Mitnehmer sich über die Kupplung 99 mit der Trägerwelle 81 in einer die Dreh-, bewegung übertragenden Verbindung befindet, mit dem Lenkrad 3o zusammen im Vergleich zu dem auf der durch den ibstützarm Io2 gegen Verdrehung gesicherten abgestützten Kabe 94- angeord- · neten feststehenden Teil 97 verdreht. Die Trägerwelle öl ist über das ineinander geschraubte und gegenseitig fixierte üutter-

gewinde 82 und Spindelgewinde 83 miü den Schnellspanner Io4 bzw.

dem Lenkradkranz 30 in einer die Drehbewegung übertragenden Verbindung.

Der Winkelsverdrehungsgeber 21 gibt an seinem Ausgang 21a ein analoges elektrisches Signal ab.

Bei der Messung des aussteuerbaren Höchstdruckes der Servolenkung wird in fixiertem Zustand der gelenkten Räder des Fahrzeuges oder der die Räder betätigenden Gestänge die Kraftfahrzeug-Lenkspindel mittels des Griffes des am Lenkrad befestigten Lenkspinde ldrehmoment-Messgebers 1 von Hand verdreht. Von dem Ausgang des ein elektrisches Ausgangssignal abgebenden Lenkspindeldrehmoment-Messgebers 1 gelangt das zum ausgeübten Drehmoment proportionale elektrische Signal auf den Eingang 2e der Drehmomentpegelmess- und Verarbeitungseinheit 2. In der Drehmoment-Mess- und Verarbeitungseinheit 2 geht das Analogsignal durch Empfangsverstärker und Gleichrichter sowie einer dem Durchmesser des Lenkrades 30 entsprechend einstellbaren Multiplizierschaltung hindurch und gelangt nach Verzweigung einerseits über den Digitalisierstromkreis durch den Ausgang 2d auf die kontinuierliche dreistellige Drehmomentanzeige, andererseits über den auf verschiedene feste Drehmomentpegel eingestellten KomparatorStromkreis auf die Ausgänge 2a, 2b und 2c. Bei der Messung des max. aussteuerbaren Druckes der Servolenkung verbindet der Zeit- und Drehmomentpegel-Wahlschalter 28 den das Starten der Messung steuernden Eingang 6a des Analog-Digital-Wandlers 6 und die an das Zeitverzogerungsglied 5 mit längerer Verzögerung angeschlosse-

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nen Punkte 28b. Die bei Anstieg des Lenkspindel-Drehmomentes auf einen gegebenen Wert eintretende sprungartige Änderung des an den Ausgang 2b der Drehmomentpegel-Mess- und Verarbeitungseinheit 2 angeschlossenen Komparatorausgangssignals startet den inneren Zeitstromkreis des Zeitverzögerungsgliedes 5 mit längerer Verzögerungsdauer. Solangewährend der eingestellten Verzögerungszeit auf dem Ausgang 2b keine Änderung eintritt, wird nach Ablauf der Verzögerungszeit über den Zeit- und Drehmomentpegel-Wählschalter 28 ein die Messung startender Impuls an den Steuereingang 6a des Analog-Digital-Wandlers 6 abgegeben. Das durch die an die Hochdruck-Rohrleitung des Hydrauliksystems der Servolenkung angeschlossenen elektrische Ausgangssignale gebenden Druckmessfühlereinheit 8 gelieferte Analogsignal gelangt über die mit der mittels des Druckbereichumschalters 11 auf die Messung eines hohen Druckwertbereiches eingestellten Verstärkereinheit versehenen Signalkonditioniereinheit 9, sowie das die durch die Hydraulikkreispumpe erzeugten, im gemessenen elektrischen Signal entstehenden Schwingungen aussiebende Tiefpassfilter 10 auf den Messeingang 6b des Analgog-Digital-Wandlers 6. Am Ende des Konversionszyklus des Analog-Digital-Wandlers 6 erscheint auf der siebenstelligen Anzeige der Wert des aussteuerbaren Höchstdruckes der Servolenkung in digitaler Form.

Bei der Messung der hydraulischen Lenkbegrenzung der Servolenkung müssen an die Radanschläge dem vorgeschriebenen Begrenzungswinkel entsprechende Anschlageinsätze vorgesehen werden,

dann wird der Lenkradkranz 3° bu£ die voratehend beschriebene Weise mittels des Griffes 42 des Lenkspindel-rDreiitaomentmessgebers 1 bis zum Anschlag verdreht und das Lenkspindel-Drehmoment~ unter Beobachtung äes dreistelligen Anzeige bis zum vorgeschriebenen »Vert erhöhte Bei des Messung der hydraulischen Lenkbegrenzung, schaltet der Zeit- und Drehmomentpegel-Wählschaltes 28 das an seinen Eingang "28a angeschlossene Yerzögerungsglied 4 mit kürzerer VerzÖgerungsdoüer an den «las Starten der Messung steuernden Eingang 6a· des inalog-Digital-waJadlers«, Der Messvosgang unterscheidet sich lediglich durch den 'wert des das Starten des Jlrialog'-DigitalvWandless- lies ν orrui"enden LenkspindeivDreia» iaomentpegels sowie ia des abweichenden ¥ersögerung des Messung von dei Messung des iax» aussteuesbasen Drükces«.

Bei einer mit des bei der Messung des h^draulischea Sot=· spieles der Servolenkung angegebenen Brehsahl laufenden Flüs»= ■ sigkeitspumpe speichert darch Betätigung ces 'Hull-/'ibfJLeleh»/ Schalters 16 des Afotast^Haltestromkrels 12 auf analoge Weise das durch die Dsuckmessfühlereißheit 8 im Hydsaulikkreis des Servolenkung gemssen© und dann durch dia mittels aex toucköm= schalterelnhelt 11 auf niedrige Messgrenze Eingestellte Signal·= koadltionie±©lnheit '3 -öad-das Tlefpsasf Utes Io auf dl© ausgear«° beitete auf den "Messeingang des ibtasfc-Hslcestromkreises 12 g©-=. führte Referenadsuokwezten entsprechend© Heferenzspannungssignalc Im weiteren bleibt auf dem Eingang IJa des Dsuckslgaal vesatärkexs 13 äas so gebildete iiefeEenzspannuagssignal

- acr- -

ändert, während auf dein Eingang 135b ein dem üer bei Verdrehen des Lenkrades 3° auftretenden Servowirkung auftretenden jeweiligen Druckwert entsprechendes Spannungssignal erscheint, üuf dem Jus'gang 13c des Drucksignal-Differenzverstarkers I3 entsteht ein zur Differenz der auf die Eingänge 13a und 13b gelangenden * pannungssignale proportionales Signal, das durch den Schalter 26 bei dieser Messung vom Eingang 26a auf den Eingang Ma des Komparators und Impulsgebers 14 geführt wird. .An den Eingang - 14b des Kompara tors' und Impulsgebers 14 werden die durch den Vergleichgpegeleinsteller IVa auf die den Druokwerten 0,5 bzw· 1 bar entsprechenden Spannungspegel mittels Widerstandsteiler fest eingestellten Werte durch den Messbereichswählschalter angeschlossen. Bei Verdrehen des Lenkradkranzes 30 in der einen Richtung steigt die. dem Druckwert entsprechende Spannung im Vergleich zum Referenzwert an .und erreicht dann auf dem Eingang 14a des Komparators und Impulsgebers 14 den auf dem Eingang 14b eingestllten Wert, wobei zuerst auf dem Ausgang 14a ein Impuls erzeugt; wird, der auf den Eingang 27b des Hull-/ubgleich-/Strom~ kreises 2? gelangt und dann wird der Zähler gelöscht· Bei Verrdrehen des Lenkradkranzes in der entgegengesetzten Richtung geht der Druckwert auf den Referenzwert zurück und erreicht dann er- ^ neut ansteigend den auf dem Komparator und Impulsgeber 14 eingestellten Spannungspegel.

Hierbei wird auf dem .Ausgang 14c über das ODER-Gatter 15 ein Einschreibimpuls für die Lenkspindel-toinkelverdrehungsspeichereinheit 18 erzeugt, die über ihren im Dateneingang 18a in

der» -Stellungen zwischen dem Null-Impuls und dem Einachreibimptsls di© Zahl der durch den· an das Lenkrad 30 befestigten inksemen« tälea iöichtungsempfind liehen Winkeisignalgeber 3I in den Vor- und !Rückwärtszähler 22 eingezahlten Impulse übernimmt und festhält® AMt der an den üustang ISb der die Lenkspinciol-Winkel·- "vesdrehungs speichernden Einheit Ϊ8 angeschlossenen Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige 2o erscheint daß digitale V/ext des hydraulischen 'iotspieles in Graden ausgedrückt».

Die Messung des mechanischen 'fotapieles desLenkgetriebes. und der Servolenkung sowie des Gesamttotspieles des Lenkeystems und des Lenkgestänges erfplgt\dein vorstehenden ähnlich mit der Abweichung, dass der Schalter 26 den Eingang 14a des Komparators ι und Impulsgebers 14 in dem.einen PaIX über den Eingang 26b mit dem ,Ausgang 2c der Drehmoment-Messfühler- und Yerarbeitungseinheit 2» Im anderen Fall über den Eingang.26q.mit dem iusgang des die Bewegung der gelenkten Räder des Kraitfahrseuges wahsnelmejadea Signalgebers 29 verbindet. . .

■ Gibt, der logische Pegelschalter 19 auf -'"den 'Eingang 15b des ODER-Gatters 15 einen "Ja"-Pegel» sü ermöglics&t es ein kon» tinuiesliches Umschreiben des .Ausganges 22b.dso Tos«· und Rück- -wastszählers 22 in die die 'Lenkspindel-Winkelverdrehung spei- Qhexnde Einheit 18 und dadurch eine kontiauierliclie iaseige dea Momentanwertes der Lenkwinkellage.

Leerseite

Claims

(3 Λ f* O * *

Φ IJ β β

Patentansprüche

( 1J Einrichtung zur Prüfung der Servolenkung von Kraftfahrzeugen, insbesondere für diganostische Prüfungen im Kraftfahrzeug, die eine an die Hochdruckrohrleitung des Hydrauliksystems der Servolenkung anschliessbare Druckmessfühlereinheit und einen mit der Lenkspindel in einer die Bewegung
übertragenden Verbindung befindlichen inkrementalen richtungsemfindlichen Winkelsignalgeber mit elektrischem Ausgangssignal und einem an der Fahrerkabine befestigten feststehenden Teil besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmessfühlereinheit (8) an die Signalkonditioniereinheit (9) angschlossen ist, deren Ausgang über das Tiefpaßfilter (10) einerseits direkt an den ersten Eingang (13b) des Drucksignal-Differenzverstärkers 13, andererseits über einen mittels Null-Abgleich-Schalters (16) betätigten Abtasthaltestromkreis (12) an den zweiten Eingang (13a) des vorgenannten Drucksignal-Differenzverstärkers (13) angeschlossen ist, der Ausgang (13c) des Drucksignal-Differenzverstärkers zweckdienlichervreise über einen Schalter (26) an den ersten Eingang (14a) eines Komparators und Impu]jgebers (14) angeschlossen ist, an dessen zweiten Eingang (14b) über einen
Messbereichswählschalter (17) ein Vergleichspegeleinsteller (17a) angeschlossen ist, der erste Ausgang (14c) des Komparators und Impulsgebers (14) an den ersten Eingang (15a)

einer ODER-Schaltung (15), der zweite Ausgang (14d) an den zweiten Eingang (27b) eines mit dem Null-Abgleich-Schalter (16) verbundenen, mittels desselben über seinen ersten Eingang (27a) zu betätigenden Null-Abgleich-Stromkreises (27) angeschlossen ist, an den zweiten Eingang (15b) der ODER-Schaltung (15) ein die an den Ausgang (15c) der ODER-Schaltung (15) angeschlossene die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernde Einheit (18) zur kontinuierlichen Anzeige anweisender logischer Pegelschalter (19) angeschlossen ist, an den Dateneingang (10a) der die Lenkspindel-Winkelverdrehung speicherndenEinheit (18) der Ausgang (22b) eines Vor- und Rückwärtszählers (22) angeschlossen ist, an dessen Eingang (22c) der Ausgang (21a) eines inkrementalen richtungsempfindlichen Winkelsignalgebers mit elektrischem Ausgangssignal (21), an den Steuereingang (22a) der Ausgang (27c) des vorgenannten Null-Abgleich-Stromkreises (27) angeschlossen ist, der Ausgang (10b) der die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernden Einheit (18) an die Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige (20) angeschlossen ist, weiterhin an den Ausgang des Tiefpaßfilters (10) über einen Analog-Digital-Wandler (6) eine Druckanzeige (7) mit Digitalablesung angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Drucksignal-Differenzverstärker (13) und dem Komparator-Impulsgeber (14) angeordnete Schalter (26) einen zweiten Eingangsanschluß (26b) besitzt, an den der

dritte Ausgang (2c) der an den Lenkspindel-Drehmomentmessgeber (1) angeschlossenen Drehmomentpegelmessfühler und Verarbeitungseinheit (2) angeschlossen ist, der zweite Ausgang (2b) über ein Zeitverzögerungsglied mit längerer Verzögerung (5)_f der erste Ausgang (2a) über ein Zeitverzögerungsglied mit kürzerer Verzögerung (4) an die Eingänge (28a, 28b) des Zeit- und Drehmomentpegel-Wählschalters (28) angeschlossen ist, dessen Ausgang (28c) an den Steuereingang (6a) des vorgenannten Analog-Digital-Wandlers (6) angeschlossen ist, und daß an den vierten Ausgang (2d) der Drehmomentpegelmessfühlei- und Verarbeitungseinheit (2) eine digitale Drehmomentanzeige (3) angeschlossen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß der zwischen dem Komparator-Impulsgeber (14) und dem Drucksignal-Differenzverstärker (13) angeordnete Schalter (26) zweckdienlicherweise einen dritten Eingangsanschluß (26c) besitzt, an den der die bei dem Lenkeinschlag des gelenkten Rades des Kraftfahrzeuges auftretende Bewegung wahrnehmende Signalgeber (29) angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuereingänge der Druckmessfühlereinheit (8) und/oder der Signalkonditioniereinheit (9) eine Druckbereichs-Schaltereinheit 11 angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen die Temperatur des im Hydrauliksystem der Servolenkung befindlichen Hydrauliköles wahrnehmende elektrische Signale liefernden Temperaturgeber (23) besitzt?

der über eine Messbrücken- und Komparatoreinheit (24) an eine die verschiedenen Temperaturbereiche anzeigende Einheit (25) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e kennze ichnet, daß der Lenkspindel-Drehmomentmessgeber (1) als ein an den Lenkradkranz (30) des Kraftfahrzeuges befestigter und als Handgriff (42) ausgebildeter Kraftmesser ausgeführt ist, auf dessen zum Lenkradkranz (30) tangetial befestigten Kraftmessdorn (33) ein verschiebbar angeordnetes Kraftmessgehäuse (42) als Handgriff ausgebildet ist, in dem zwei Anschlagflächen (61, 64) vorgesehen sind, auf die sich je ein die Kraftmessfeder (54) von beiden Seiten umfassender Federteller (47, 57) in der Ruhestellung des Kraftmessers abstützt, auf dem Kraftmessdorn (33) die Federteller (47, 57) beidseitig abgrenzende Anschlagflächen (45, 62) ausgebildet sind, an den Kraftmessdorn (33) und an das Kraftmessgehäuse (42) je ein Element (41, 43) des die Bewegung wahrnehmenden Elementenpaares des elektrischen Signalgebers (40) befestigt ist; der inkrementale Winkelsignalgeber mit einem im feststehenden Teil (97) gelagerten umlaufenden Teil (96) ausgeführt ist, wobei der feststehende Teil (97) an die auf der zur Lenkspindel (69) bzw. Lenkradnabe (70) mittels eines Schnellspanners (104) befestigten Trägerwelle (83) gelagerten abgestützten Nabe (94) befestigt ist, der umlaufende Teil (96) mittels einer Kupplung (99) mit der Trägerwelle (83) verbunden ist und an die abgestützte Nabe (94) ein in der Ebene der Lenkspindel (69) gelenkiger in der dazu senkrechten Ebene starrer Abstützarm (102) befestigt ist, der ein zur Befestigung an die Fahrerkabine des Kraftfahrzeuges dienendes Befestigungselement (101) besitzt.