DE3629059C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten
eines Rades, insbesondere eines Fahrzeugrades, in einer
Auswuchtvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
und eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8,
wie aus der EP 01 33 229 A2 bekannt.
Normalerweise werden Fahrzeugräder oder andere Rotationskörper
mit Hilfe einer Auswuchtmaschine ausgewuchtet,
die eine Welle aufweist, welche das Rad hält und
drehend antreibt sowie an mit Abstand zueinander angeordneten
Lagern angebracht ist, von denen jedes mit
einem Kraftaufnehmer versehen ist. Eine Drehwinkel-Meßvorrichtung
überwacht ständig die Rotation der Welle,
während eine Recheneinheit, die Informationen von der
Drehwinkel-Meßvorrichtung sowie die von den Kraftaufnehmern
ausgehenden Signale empfängt, die an dem Rad
anzubringenden Korrekturgewichte aufgrund einer bestimmten
Gleichung ermittelt. Diese Gleichung ist eine
Funktion des Raddurchmessers, der Rotationsgeschwindigkeit
des Rades sowie der Empfindlichkeit der Kraftaufnehmer,
dem Abstand zwischen den Lagern, dem Abstand
zwischen dem ersten Lager und der diesem nächstliegenden
Seite der Radfelge sowie der Radbreite.
Der Bediener muß daher den Raddurchmesser, die Felgenbreite
und die Entfernung zwischen dem ersten Lager und
der Felge messen und mit Hilfe von Potentiometern,
Tasten oder anderen geeigneten Vorrichtungen in die
Recheneinheit eingeben, was Meßfehler und fehlerhafte
Eingaben in den Rechner zur Folge haben kann.
Im übrigen wird bei ein und derselben Auswuchtmaschine
die Rotationsgeschwindigkeit, die Empfindlichkeit der
Kraftaufnehmer und die Entfernung zwischen den Lagern
als konstant angenommen. Die Rotationsgeschwindigkeit
variiert jedoch in Abhängigkeit der Netzspannungen und
-frequenzen, wohingegen die Empfindlichkeit der Kraftaufnehmer
mit der Zeit oder der Temperatur variiert,
was zu weiteren Ungenauigkeiten der Messung führt.
Aus der eingangs genannten EP 01 33 229 A2 ist ein Auswuchtverfahren bekannt,
bei dem in einem ersten Meßlauf das ohne zusätzliche
Gewichte versehene Rad zusammen mit zwei Kalibriergewichten
gedreht wird, die in zwei verschiedenen Rotationsebenen
der Auswuchtmaschine angeordnet werden. Die
Ebenen, in denen die Kalibriergewichte angeordnet sind,
liegen außerhalb der Ebenen des Rades, in denen
(später) die nach Größe und Lage zu berechnenden Auswuchtgewichte
angebracht werden. Anhand des Meßlaufs
mit den Kalibriergewichten wird ein das System Rad/Auswuchtmaschine
beschreibendes Gleichungssystem errechnet,
mit dessen Hilfe die erforderlichen Auswuchtgewichte
ermittelt werden. Sofern die Kalibriergewichte
in denjenigen Ebenen des Rades angeordnet werden sollen,
in denen (später) die Auswuchtgewichte angebracht
werden (Außen- und Innenrand der Radfelge), sind zwei
Meßläufe erforderlich, wobei pro Meßlauf das Rad mit
einem Kalibriergewicht versehen wird. Zusammen mit der
Kraftmessung bei ohne Kalibriergewichten versehenem Rad
sind also insgesamt drei Meßläufe zur Ermittlung der
Größe und Lage der Auswuchtgewichte erforderlich. Wegen
der Beschleunigungs- und Abbremsphasen der einzelnen
Meßläufe, bei denen das Rad mit relativ hohen Rota
tionsgeschwindigkeiten gedreht wird, ist zur Durchführung
eines Meßlaufs eine relativ lange Zeitspanne erforderlich,
weshalb jeder Rad-Auswuchtvorgang zeitaufwendig
ist.
In DE 27 56 829 A1 und der Firmenschrift "Hofmann info 9"
der Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG sind ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Betriebsauswuchten beschrieben.
Bei dieser Vorrichtung und diesem Verfahren wird ein
zweiseitig drehbar gelagerter Rotationskörper für zwei
Kalibrier-Meßläufe mit jeweils einem Kalibriergewicht
bekannter Größe in unterschiedlichen Ebenen versehen
und die auf zwei Kraftaufnehmer wirkenden Kräfte gemessen.
Während eines weiteren dritten Meßlaufs ohne Kalibriergewichte
werden dann die dabei auftretenden Kräfte
gemessen, um schließlich anhand eines das Rotationssystem
beschreibenden Gleichungssystems das oder die
Auswuchtgewichte nach Größe und Lage zu ermitteln. Auch
bei dieser bekannten Vorrichtung und diesem bekannten
Verfahren sind also drei Meßläufe pro Auswuchtvorgang
erforderlich. Ferner muß bei diesem bekannten Meßverfahren
ein nur schwer und lediglich näherungsweise lösbares
überbestimmtes Gleichungssystem mit vektoriellen
Parametern berechnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auswuchtverfahren
und eine Auswuchtvorrichtung anzugeben bzw.
zu schaffen, mit dem bzw. bei der sich das Rad einfach
und zeitsparend auswuchten läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren mit den
Verfahrensschritten gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen.
Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen des Verfahrens
und der Vorrichtung sind jeweils in den Unteransprüchen
angegeben.
Nach der Erfindung wird das Rad einem einzigen (ersten)
Meßlauf ausgesetzt, bei dem es mit zwei an seinen beiden
Seiten angeordneten bekannten Kalibriergewichten
versehen wird, und einem weiteren (zweiten) Meßlauf
ohne Anbringung von Kalibriergewichten ausgesetzt.
Während beider Meßläufe werden die auf die Lager wirkenden
Kräfte gemessen. Aus den beim ersten (Kalibrier-)
Meßlauf gemessenen Kräften wird eine erste
Gleichung erstellt, die die Beziehung zwischen den gemessenen
Kräften und den zur Kompensation der Unwucht
des Rades aufgrund der beiden Kalibriergewichte und der
Eigenunwucht des Rades erforderlichen Gesamtgewichte
beschreibt; diese erste Gleichung lautet
wobei mex, mey, mix, miy die Komponenten der
Kalibriergewichte, m1x, m1y, m2x, m2y die Komponenten
der anzubringenden Auswuchtgewichte, S1x, S1y, S2x, S2y
die Komponenten der gemessenen Kräfte sind, und die
Gleichung mit den unbekannten Systemparametern a, b, c,
d behaftet ist, die die Rad-Maschine-Anordnung beschreiben
bzw. identifizieren. Aus den während des
zweiten Meßlaufes gemessenen Kräften, bei dem die beiden
Kalibriergewichte vom Rad entfernt sind, wird eine
zweite Gleichung erstellt, die die Beziehung zwischen
den gemessenen Kräften und den zur Kompensation der
Eigenunwucht des Rades erforderlichen Auswuchtgewichten
beschreibt, und die ebenfalls mit den unbekannten Systemparametern
a, b, c, d versehen ist und wie folgt lautet:
wobei s′1x, s′1y, s′2x, s′2y die Komponenten der gemessenen
Kräften sind.
Beide Gleichungen liegen wegen der vektoriellen Beziehung
zwischen den gemessenen Kräften und den am Rad
angreifenden Kräften als Gleichungssysteme vor. Durch
Subtraktion der beiden Gleichungen bzw. Gleichungssysteme
wird die folgende dritte Gleichung
erhalten, in der bis auf die Systemparameter sämtliche
Größen (Kalibriergewichte nach Betrag und Relaitvposition
und die gemessenen Kräfte entsprechend S₁, S₂, S′₁,
S′₂) bekannt sind. Anhand dieses eindeutig bestimmten
Gleichungssystems werden nun die Systemparameter
a, b, c, d ermittelt, mit deren Hilfe bei Einsetzung in
die zweite Gleichung II die Auswuchtgewichte nach Betrag
und Anbringungsposition erhalten werden können.
Nach der Erfindung sind zum Auswuchten eines Rades
lediglich zwei Meßläufe mit den damit verbundenen Beschleunigungen
und Verzögerungen notwendig. Nach Messung
der während des zweiten Meßlaufes auf die Lager
wirkenden Kräfte können sofort die Auswuchtgewichte in
ihrer Größe und Anbringungsposition ermittelt werden.
Die Verringerung der zur Bestimmung der Auswuchtgewichte
erforderlichen Meßläufe um einen Meßlauf ist mit
Zeitersparnis verbunden, weshalb das Auswuchten nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung effektiver durchgeführt werden
kann.
Anhand der Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Auswuchtmaschine
und
Fig. 2 eine Seitenansicht der Scheibe, die die
Winkelposition der Welle feststellt.
Die dargestellte Auswuchtmaschine weist eine
Welle 1 auf, die an ihrem einen Ende mit einem Träger 2
versehen ist, der den auszuwuchtenden Gegenstand, beispielsweise
ein Rad 3 eines Kraftfahrzeuges aufnimmt.
Die Welle 1 wird von einem Motorsystem drehend angetrieben,
das der Einfachheit halber nicht dargestellt
ist. Die Welle 1 wird von zwei im Abstand zueinander
angeordneten Lagern 4 bzw. 6 gehalten, an denen jeweils
ein Kraftaufnehmer 8 bzw. 10 angebracht ist.
An der Welle 1 sitzt eine Scheibe 12, die die
Dreh- bzw. Winkelposition der Welle 1 feststellt und an
ihrer Peripherie mehrere äußere Schlitze 14 aufweist,
welche auf einer Umfangskreislinie um die Achse der
Scheibe 12 in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet
sind. Die Scheibe 12 weist einen weiteren inneren
Schlitz 16 auf, der in bezug auf die äußeren Schlitze 14
innen angeordnet ist, d. h. der in bezug auf die
äußeren Schlitze 14 radial nach innen verschoben ist. Beispielsweise
ist die Anzahl von äußeren Schlitzen 14 der
Scheibe 12 gleich einem Vielfachen von vier, die Anzahl
betrage beispielsweise 4n.
Die mit der Welle 1 in Drehverbindung stehende Scheibe
12 befindet sich vor einer optischen Lesevorrichtung
18, die den Durchgang der äußeren Schlitze 14 und des
inneren Schlitzes 16 unabhängig voneinander erfaßt.
Diese optische Lesevorrichtung 18 ermittelt auch die
Drehrichtung der Scheibe 12 und ist mit einem Geschwindigkeitsmesser
20 verbunden.
Die Kraftaufnehmer 8 und 10 übertragen die den gemessenen
Kräften entsprechenden Signale an eine Rechen-
und Verarbeitungseinheit (im folgenden als Einheit
22 bezeichnet), die auch die Informationen der
optischen Lesevorrichtung 18 und des Geschwindigkeitsmessers
20 aufnimmt. Zum Auswuchten eines Rades 3, das
an dem Träger 2 der Welle 1 angebracht ist, bringt man
an der Radfelge an in einem bestimmten Winkelabstand
voneinander entferntliegenden Punkten zwei Kalibriergewichte
bekannter Beträge an. Daraufhin wird das Rad von
dem (nicht dargestellten) Motor angetrieben, bis es
sich mit einer relativ hohen Geschwindigkeit dreht.
Sobald diese Geschwindigkeit erreicht ist, übergeben
die Kraftaufnehmer 8 und 10, die die durch die Rotation
der Welle 1 auf die Lager 4 und 6 ausgeübten Kräfte
messen, an die Einheit 22 Signale, die den Komponenten
der ausgeübten Kräfte entsprechen. Die Einheit
22 nimmt diese Signale auf und überträgt sie in
einen Speicher 24.
Diese Einheit 22, die die Informationen der optischen
Lesevorrichtung 18 empfängt, kennt die Winkelposition
der Welle und somit diejenige des Rades. Die
Einheit 22 kennt auch die Rotationsgeschwindigkeit
dieses Rades und beginnt mit der Aufnahme der von den
Kraftaufnehmern abgegebenen Signale, sobald die Geschwindigkeit
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Die
von den Kraftaufnehmern 8 und 10 abgegebenen Signale
der Komponenten der Kräfte werden dann erfaßt und bei
jedem Durchgang eines äußeren Schlitzes 14 vor der optischen
Lesevorrichtung 18 numeriert. Der Rechner berechnet
also die Komponenten der Signale für jeden
dieser erfaßten Werte. Er berechnet daraus das Verhältnis
zwischen den Komponenten der auf den Kreisrändern
der Felge zu plazierenden Auswuchtgewichte und den Komponenten
der gemessenen Signale.
Bei der ersten Messung, d. h. wenn das Rad mit den Kalibriergewichten
versehen ist, ist diese Beziehung durch
das folgende Gleichungssystem gegeben:
Darin sind m₁ und m₂ die Korrekturgewichte zum Kompensieren
der Eigenunwucht des Rades, während me und mi
die an dem Rad angebrachten bekannten Kalibriergewichte
sind. S₁ und S₂ sind die von den beiden Kraftaufnehmern
gelieferten Signale.
Anschließend werden die Gewichte von der Felge des
Rades 3 abgenommen, woraufhin das Rad von neuem drehend
angetrieben und eine neue Messung ausgeführt wird, so
daß die Einheit 22 von den Kraftaufnehmern 8 und 10
neue Signale der Kraftkomponenten empfängt, aufgrund
derer die Einheit 22 das Verhältnis der Komponenten
der auf dem Rad anzubringenden Auswuchtgewichte zum
Kompensieren ausschließlich der Unwucht bestimmt. Die
Einheit 22 vergleicht dann das erhaltene Resultat
mit dem in dem Speicher 24 enthaltenen und leitet
daraus die Grundbeziehung des Systems Rad/Maschine ab .
Bei dieser zweiten Messung, d. h. nach dem Entfernen der
Kalibriergewichte, ist dieser Zusammenhang durch das
folgende Gleichungssystem gegeben:
Durch Subtraktion des Gleichungssystems II von dem
Gleichungssystem I ergibt sich:
Dieses Gleichungssystem entspricht der Grundbeziehung
des Systems Rad/Maschine, die linear und für den
gleichen Radtyp gleich ist, d. h. für den Radsatz eines
Fahrzeugs gleich ist.
Vorzugsweise verwendet man für die Kalibriergewichte
Gewichte gleichen Betrages, so daß me=mi gilt.
Wenn man außerdem, wie oben erwähnt, eine Scheibe 12
verwendet, die 4n äußere Schlitze 14 aufweist, können
die Vergleichsgewichte an solchen Stellen angeordnet
werden, die um einen Winkel von 90° voneinander entfernt
liegen.
Dies kann auf einfache Art und Weise mit Hilfe der in
Fig. 1 dargestellten Auswuchtmaschine bewerkstelligt
werden, indem das Rad 3 soweit gedreht wird, bis die
optische Lesevorrichtung 18 den inneren Schlitz 16 erfaßt,
und das erste Kalibriergewicht auf der Senkrechten
zur Welle 1 plaziert wird. Daraufhin wird das Rad 3
weitergedreht, bis die optische Lesevorrichtung 18 den
Durchgang des äußeren Schlitzes 15 anzeigt, der durch n
äußere Schlitze 14 von dem ersten inneren Schlitz (von
dem auf einem Radius mit dem inneren Schlitz 16 liegenden
Schlitz), d. h. um einen Winkel von 90°, entfernt
liegt. Das zweite Kalibriergewicht wird dann an der
Felge des Rades 3 befestigt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Einheit 22 mit einer Anzeigevorrichtung 26
verbunden, die im wesentlichen zwei Signallampen 27 bzw. 28
aufweist, die dem Bediener die Erfassung des inneren
Schlitzes 16 bzw. des äußeren Schlitzes 15 anzeigen.
Wenn die Kalibriergewichte also in einem Winkelabstand
von 90° zueinander angeordnet sind, kann die Drehposition
der Welle 1 bei Erfassung des inneren Schlitzes 16
als Referenzposition angenommen werden, so daß die Komponente
mix genauso wie die Komponente mey gleich 0 ist (mix=
mey=0). Es gilt dann also
miy=mi und mex=me,
und wenn man zwei gleich große Massen wählt, d. h. me=
mi=m, erhält man
Zur Bestimmung der Systemparameter a, b, c und d des
Systems Rad/Maschine muß die Vorrichtung 22 ein System
von vier Gleichungen mit vier Unbekannten lösen. Die
Einheit 22 setzt dann diese Werte in das
Gleichungssystem II ein, aus der die Komponenten der
auf dem äußeren und dem inneren Felgenring anzubringenden
Auswuchtgewichte erhalten werden.
Die Einheit 22 gibt auch die Beträge der Auswuchtgewichte
und ihre Position in bezug auf die Referenzachse
an, die von der Achse gebildet wird, welche durch
den inneren Schlitz 16 und den Mittelpunkt der Scheibe
12 verläuft. Diese Ergebnisse werden auf einer Anzeige
30 angezeigt, während die Werte a, b, c und d in dem
Speicher 24 gespeichert werden.
Vorteilhafterweise weist die dargestellte Auswuchtmaschine
auch eine Steuerschaltung auf, die mit einem
Unterbrecherschalter 32 versehen ist. Wenn der Unterbrecherschalter
32 geschlossen ist, setzt er die Einheit 22
und den Speicher 24 in Betrieb. Wenn der
Unterbrecherschalter 32 geöffnet ist, bewirkt er jedoch
das Löschen des Speichers.
Die Anzeige 30 zeigt in gewohnter Weise einerseits bei
34 die Beträge der an der Felge anzubringenden Auswuchtgewichte
und andererseits mit Hilfe von aufleuchtenden
Pfeilen 36 die Verstellung an, die vorgenommen
werden muß, um die Position zu erreichen, an der die
Auswuchtgewichte anzubringen sind.
Zur Erleichterung der Arbeit des Bedieners ist die Einheit
22 außerdem mit einer Signallampe 38 und/oder
einem Lautsprecher 40 verbunden, die dem Bediener das
Ende jeder Messung anzeigen, damit er das Rad abbremst,
um entweder die Kalibriergewichte abzunehmen oder die
Auswuchtgewichte gemäß den von der Anzeige 30 angezeigten
Informationen anzubringen.
Bei der in den Figuren dargestellten Auswuchtmaschine
braucht der Bediener vor dem Anbringen der Kalibriergewichte
an dem Rad nicht einzugreifen und er braucht
keinerlei Parameter des Rades oder auch der Maschine zu
messen, um sie in die Vorrichtung 22 einzugeben. Lediglich
die Rotationsgeschwindigkeit geht in die Messung
ein, die nur durch Meßfehler dieser Rotationsgeschwindigkeit
oder eventuell durch Positionsfehler der
Kalibriergewichte beeinträchtigt werden kann. Die Anzeigen
sind daher zuverlässig und die Fehlergefahren
weitestgehend eingeschränkt.
Außerdem gehen der Durchmesser und die Breite der Felge
nicht mehr in die Bestimmung der Auswuchtgewichte ein.
Es ist daher möglich, ein Rad mit Hilfe von Auswuchtgewichten
auszuwuchten, die auf Kreislinien mit unterschiedlichen
Durchmessern angeordnet sind. Das ist insbesondere
bei Aluminiumfelgen oder anderen Felgen von
Interesse, deren Form das Anbringen von Auswuchtgewichten
auf Kreislinien mit gleichen Durchmessern nicht
erlauben.
Die Kalibriergewichte können jeden beliebigen Betrag
haben und untereinander verschieden sein. Die Kalibriergewichte
können um einen variablen Winkel voneinander
entfernt liegen, der kleiner oder größer als 90°
ist, aber nicht gleich 180° sein darf. Dieser Winkel
richtet sich nach der Anzahl der äußeren Schlitze 14
der Scheibe 12.
Die Grundbezeichnung der Rad-Maschine-Anordnung ist für
Räder des gleichen Typs, also im Prinzip für alle Räder
ein und desselben Fahrzeuges, gleich. Durch die
Speicherung dieser Grundbeziehung in dem Speicher 24
können die anderen Räder einfach und schnell ausgewuchtet
werden.
Claims (15)
1. Verfahren zum Auswuchten eines Rades, insbesondere
eines Fahrzeugrades, in einer Auswuchtvorrichtung,
mit den folgenden Schritten:
- - Befestigen des Rades an einer an zwei im Abstand zueinander angeordneten Lagern gehaltenen Welle, wobei die Lager mit Kraftaufnehmern zur Ermittlung der bei Drehung von Rad und Welle auf die Lager wirkenden Kräfte versehen sind,
- - Drehen des Rades ohne Kalibriergewichte und Bestimmen der von einer Unwucht hervorgerufenen Kräfte mit den Kraftaufnehmern in einem Meßlauf,
- - Anbringen von je einem Kalibriergewicht bekannten Betrages an der Innen- und Außenseite des Rades in einem Winkelabstand,
- - Drehen des Rades mit den Kalibriergewichten und Bestimmen der dabei hervorgerufenen Kräfte mit den Kraftaufnehmern,
- - Berechnen der Grundbeziehung des Systems Rad/ Auswuchtvorrichtung anhand der mit und ohne Kalibriergewichte bestimmten Kräfte und
- - Berechnen von zum Ausgleich der Unwucht des Rades nach Lage und Größe erforderlichen Aus wuchtgewichten anhand der ermittelten Grundbeziehung und der ohne Kalibriergewichte ermittelten Kräfte,
dadurch gekennzeichnet
- - daß auch bei mit beiden Kalibriergewichten (me, mi) versehenem Rad (3) nur ein einziger Meßlauf durchgeführt wird,
- - daß die Systemparameter
(a, b, c, d) der Grundbeziehung gemäß
berechnet werden, wobei
- - mex, mey, mix, miy die x- und y-Komponenten der Kalibriergewichte (me, mi),
- - S1x, S1y, S2x, S2y die x- und y-Komponenten der mit den Kraftaufnehmern (8, 10) bei Drehung des Rads (3) mit den Kalibriergewichten (me, mi) ermittelten Kräfte und
- - S′1x, S′1y, S′2x, S′2y die x- und y-Komponenten der mit den Kraftaufnehmern (8, 10) bei Drehung des Rades (3) ohne die Kalibriergewichte (me, mi) ermittelten Kräfte sind,
- - und daß die anzubringenden Auswuchtgewichte (m₁, m₂) mit den zuvor berechneten Systemparametern (a, b, c, d) nach Größe und Lage gemäß ermitelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle (1)
erfaßt wird und daß bei beiden Meßläufen die auf
die Lager (4, 6) wirkenden Kräfte (S₁, S₂, S′₁, S′₂)
erst dann gemessen werden, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
einen bestimmten vorgebbaren Wert
erreicht hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rad (3) bis in eine Bezugswinkelposition
gedreht wird, daß das erste Kalibriergewicht
(me) an der einen Seite des Rades (3)
angebracht wird, daß das Rad (3) um einen dem vorgebbaren
Winkelabstand zwischen den Kalibriergewichten
(me, mi) entsprechenden Winkel gedreht wird
und daß dann das zweite Kalibriergewicht (mi) an
der anderen Seite des Rades (3) angebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß für die beiden Kalibriergewichte
(me, mi) zwei gleiche Gewichte gewählt
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkelabstand
zwischen den am Rad (3) angebrachten Kalibriergewichten
(me, mi) ungleich 180° ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkelabstand
zwischen den beiden Kalibriergewichten (me, mi) 90°
beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Systemparameter
(a, b, c, d) zwecks Auswuchten anderer gleicher Räder
(3) in einem Speicher (24) gespeichert werden.
8. Vorrichtung zum Auswuchten eines Rades, insbesondere
eines Fahrzeugrades, zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit
- - einer drehend antreibbaren Welle, die mit einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Rades versehen ist und von zwei im Abstand zueinander angeordneten Lagern gehalten ist,
- - zwei Kraftaufnehmern zum Messen der auf die Lager wirkenden Kräfte,
- - einer Rotationsgeschwindigkeit-Meßvorrichtung zum Messen der Rotationsgeschwindigkeit der Welle,
- - einer Drehwinkel-Meßvorrichtung zur Bestimmung der Drehposition der Welle relativ zu einer Referenzposition und
- - einer Recheneinheit zum Empfang der Signale von den Kraftaufnehmern, der Rotationsgeschwindigkeit- Meßvorrichtung und zur Berechnung der Größe sowie der Lage von zur Kompensation der Unwucht des Rades erforderlichen Auswuchtgewichten, wobei die Recheneinheit zum Empfang der Signale der Kraftaufnehmer bei Drehung des Rades mit und ohne Kalibriergewichte bekannter Beträge und Lagen an beiden Seiten des Rades und zur Berechnung der Grundbeziehung des Systems Rad/Aus wuchtvorrichtung ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Recheneinheit (22) zum Empfang der Signale
(S₁, S₂) der Kraftaufnehmer (8, 10) bei
Drehung des gleichzeitig mit beiden Kalibriergewichten
(me, mi) versehenen Rades (3) während
eines einzigen Meßlaufs und zum Erstellen einer
ersten Gleichung ausgebildet ist, wobei die
erste Gleichung wie folgt lautet:
in der
- - mex, mey, mix, miy die x- und y-Komponenten der Kalibriergewichte,
- - m1x, m2x, m1y, m2y die x- und y-Komponenten der anzubringenden Auswuchtgewichte (m₁, m₂),
- - S1x, S1y, S2x, S2y die x- und y-Komponenten der mit den Kraftaufnehmern (8, 10) bei Drehung des Rads (3) mit den Kalibriergewichten (me, mi) ermittelten Kräfte und
- - a, b, c, d die Systemparameter sind,
- - daß die Recheneinheit (22) ferner zum Empfang
der Signale (S′₁, S′₂) der Kraftaufnehmer (8, 10)
bei Drehung des Rads (3) ohne Kalibriergewichte
(me, mi) und zum Erstellen einer zweiten
Gleichung ausgebildet ist, wobei die zweite
Gleichung lautet:
in der
- - S′1x, S′1y, S′2x, S′2y die x- und y-Komponenten der mit den Kraftaufnehmern (8, 10) bei Drehung des Rads (3) ohne die Kalibriergewichte (me, mi) ermittelten Kräfte sind,
- - daß die Recheneinheit (22) ferner mit einer Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren der ersten und der zweiten Gleichung voneinander versehen ist und zur Berechnung der Systemparameter (a, b, c, d) aus der Subtraktionsergebnis- Gleichung ausgebildet ist und
- - daß die Recheneinheit (22) zur Berechnung der Ausgleichsgewichte (m₁, m₂) anhand der zweiten Gleichung mit den berechneten Systemparametern (a, b, c, d) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Speicher (24) zum Speichern der von
der Recheneinheit (22) ermittelten Systemparameter
(a, b, c, d) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehwinkel-Meßvorrichtung
eine mit der Welle (1) drehfest verbundene Scheibe
(12) aufweist, die mehrere gleichmäßig auf einer
Umfangslinie verteilt angeordnete äußere
Schlitze (14, 15) und einen weiteren inneren Schlitz (16)
aufweist, der zu den äußeren Schlitzen (14, 15) der Umfangslinie
radial versetzt ist, und daß die
Scheibe (12) mit der Welle (1) verbunden und vor
einer optischen Lesevorrichtung (18) bewegbar ist,
die die Schlitze (14, 15) auf der Umfangslinie und
den zu diesen versetzten weiteren inneren Schlitz (16) unabhängig
voneinander erfaßt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß Signallampen (27, 28)
vorgesehen sind, die das Erreichen zweier vorgebbarer
Drehpositionen des Rades (3) zur Anbringung
der beiden Kalibriergewichte (me, mi) am Rad (3) in
dem gewünschten Winkelabstand anzeigen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß Meldeorgane (38, 40)
vorgesehen sind, die das Ende der Messung der auf
die Kraftaufnehmer (8, 10) wirkenden Kräfte bei Rotation des
Rades (3) mit und ohne Kalibriergewichte (me, mi)
anzeigen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (22)
mit einer Anzeige (30) verbunden ist, der die ermittelten
Beträge und Positionen der anzubringenden
Auswuchtgewichte anzeigt.
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