DE4104353A1 - Verfahren und anordnung zur radpruefung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Prüfen statischer Charakteristiken wie z. B. eines Neigungswinkels und dynamischer Charakteristiken wie z. B. des Flatterns und des Lenkungswinkels eines Rades an einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil. Speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zur hochgenauen Radprüfung mit der Möglichkeit einer Durchfüh­ rung statischer Messungen, bei denen sich das Rad nicht dreht, und dynamischer Messungen, bei denen das Rad in einem rotierenden Zustand ist.

Anordnungen zum Prüfen des Aufhängezustandes und/oder der Ausrichtung eines Rades eines Kraftfahrzeuges oder derglei­ chen sind allgemein bekannt. Ein Rad, das an einem Fahrzeug wie z. B. einem Automobil befestigt ist, hat verschiedene "statische" Charakteristiken, zu denen die sogenannten Neigungswinkel wie der Vorspurwinkel, der Radsturz und der Nachlauf gehören. Diese Neigungswinkel werden geprüft, bevor ein Fahrzeug nach seiner Herstellung ausgeliefert wird und auch nach Wartungs- oder Reparaturarbeiten, bei denen Räder ausgetauscht werden. Damit ein Fahrzeug ausgezeichnete Laufeigenschaften hat, ist es wichtig, daß die Neigung eines Rades genau eingestellt ist. Von Bedeutung sind außerdem die "dynamischen" Charakteristiken eines Rades, d. h. das Verhalten des Rades in rotierendem Zustand, wozu das Flattern des Rades nach links und rechts und der Winkel eines gelenkten Rades gehören. Die Laufeigenschaften eines Fahrzeuges werden wesentlich durch dieses dynamische Verhalten beeinflußt, so daß es wichtig ist, auch das dynamische Verhalten mit hoher Präzision messen zu können.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-2 86 744, die der US-Patentschrift 49 01 560 entspricht, ist eine Anordnung zur Radprüfung bekannt, mit welcher das dynamische Verhalten eines Fahrzeugrades gemessen werden kann, indem das Rad auf zwei Stützrollen gesetzt wird und die beiden Seiten des Rades zwischen Klemmrollen eingespannt werden. Einer der Miterfinder der bekannten Anordnung nach der erwähnten US- Patentschrift zählt auch zu den Erfindern des Gegenstandes der vorliegenden Anmeldung. Das Radprüfgerät nach der besagten US-Patentschrift enthält einen mit einem Stützrol­ lenpaar versehenen Stützrollenaufbau 30, der in einer Ebene sowohl translatorisch verschiebbar als auch drehbar ist, und einen Mechanismus zum Abfangen bzw. Absorbieren eines von einem drehbaren Objekt ausgeübten Schubes. Wie in der Fig. 1 und insbesondere in den Fig. 13 und 14 der besagten US-Patentschrift gezeigt ist, weist der Stützrol­ lenaufbau 30 einen Rahmen 32 mit einer ersten Eingriffsvor­ richtung 32a auf, und ferner ist eine Positioniervorrich­ tung 34a-34b vorgesehen, die außerhalb fest angeordnet ist und eine zweite Eingriffsvorrichtung 33 aufweist, die in und außer Eingriff mit der ersten Eingriffsvorrichtung 32a gebracht werden kann. Wenn die erste Eingriffsvorrichtung 32a und die zweite Eingriffsvorrichtung 33 miteinander in Eingriff gebracht worden sind, schwenkt der Stützrollenauf­ bau 30 um einen Drehpunkt, der durch den Eingriff zwischen der ersten und der zweiten Eingriffsvorrichtung 32a und 33 definiert ist, so daß der vom rotierenden Rad 1 ausgeübte Schub absorbiert bzw. aufgefangen wird.

Wie ebenfalls in der Fig. 1 der erwähnten US-Patentschrift dargestellt, ist der Stützrollenaufbau 30 drehbar auf einem freibeweglichen (schwimmenden) Auflagetisch 20 angeordnet, und da dieser Tisch translatorisch in einer Ebene mittels Gradführungen bewegt werden kann, die in Längs- und Querrichtung verlaufende Schienen aufweisen, kann der Stützrollenaufbau 30 nicht nur eine translatorische Bewegung, sondern auch eine rotatorische Bewegung in einer Ebene durchführen. Die Folge ist, daß der Stützrollenaufbau 30 jede zweidimensionale Bewegung in einer Ebene frei ausführen kann. Wenn also die beiden Seiten eines auf den Stützrollen 31 aufsitzenden Rades 1 durch Klemmrollen 47 eingeklemmt werden, richtet sich das Zentrum des Rades 1 mit der geometrischen Mitte einer die Klemmrollen 47 enthaltenden Klemmvorrichtung aus. Wenn in diesem Fall der Stützrollenaufbau 30 in seiner Bewegung uneingeschränkt ist, wird die Mitte des Rades 1 genau in Ausrichtung mit der geometrischen Mitte der Klemmvorrichtung gebracht, egal, ob sich das Rad 1 in der Mitte der Stützrollen 31 befindet oder an irgendeinem Ort, der gegenüber dieser Position leicht versetzt ist.

Wenn das Rad 1 bei dem bekannten Gerät nach der erwähnten US-Patentschrift außermittig auf den Stützrollen 31 sitzt, nachdem es auf den Stützrollenaufbau 30 gebracht und mit den Klemmrollen 47 beidseitig festgeklemmt worden ist, kann es sein, daß die erste Eingriffsvorrichtung 32a nicht mehr mit der zweiten Eingriffsvorrichtung 33 ausgerichtet ist. Wenn man dann, bevor das Rad 1 in Drehung versetzt wird, die zweite Eingriffsvorrichtung 33 vorwärts bewegt, um sie in Eingriff mit der ersten Eingriffsvorrichtung 32a zu bringen, kann wegen der erwähnten Fehlausrichtung die zweite Eingriffsvorrichtung 33 die erste Eingriffsvorrichtung 32a verfehlen. Wenn also der den Stützrollenaufbau 30 tragende schwimmende Auflagetisch 20 in seiner anfänglichen Ruhestellung ist, bevor er freibeweglich gemacht wird, muß die zweite Eingriffsvor­ richtung 33 in Vorwärtsrichtung bewegt werden, damit sie in Eingriff mit der ersten Eingriffsvorrichtung 32a des Stützrollenaufbaus 30 gebracht werden kann.

In der Fig. 5 der hier beigefügten Zeichnungen sind in einem Zeitdiagramm die aufeinanderfolgenden Schritte einer Radprüfung für das aus der erwähnten US-Patentschrift bekannte Gerät dargestellt. wenn man das zu prüfende Rad auf den Stützrollenaufbau 30 setzt, dann ist es wegen der anfänglichen Verriegelung des Auflagetisches 20 und damit auch des Stützrollenaufbaus 30 in deren vorbestimmter Anfangsposition notwendig, die zweite Eingriffsvorrichtung 33 in Vorwärtsrichtung zu bewegen, um sie in Eingriff mit der ersten Eingriffsvorrichtung 32a des Stützrollenaufbaus 30 zu bringen, während der schwimmende Auflagetisch 20 in seinem verriegelten Zustand ist. Anschließend wird das Rad 1 durch die Klemmrollen 47 von beiden Seiten eingeklemmt, um dadurch die Mitte des Rades 1 zu positionieren. Da der schwimmende Auflagetisch 20 und somit auch der Stützrollen­ aufbau 30 wegen des gegenseitigen Eingriffs der ersten und der zweiten Eingriffsvorrichtung 32a und 33 teilweise in seiner Bewegung eingeschränkt ist, kann man nicht davon reden, daß der Auflagetisch 20 in einem vollständig freibeweglichen (d. h. schwimmenden) Zustand wäre. Daher ist mit der vorstehend beschriebenen Struktur die Positionie­ rung der Mitte des Rades hinsichtlich Zuverlässigkeit und Genauigkeit nicht voll zufriedenstellend.

Wie ferner in der Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen dargestellt, wird bei dem aus der genannten US- Patentschrift bekannten Radprüfgerät das Rad 1 im verriegelten Zustand des Stützrollenaufbaus 30 und des Auflagetischs 20 auf den Stützrollenaufbau 30 gesetzt, und dann werden die erste und die zweite Eingriffsvorrichtung 32a und 33 in Eingriff gebracht, um einen schubabsorbieren­ den Mechanismus zu schaffen, wodurch ein Zustand erhalten wird, bei welchem ein Schubauffangbetrieb durchgeführt werden kann. Dann werden der Stützrollenaufbau 30 und der Auflagetisch 20 entriegelt und dadurch in einen freibeweg­ lichen Zustand versetzt. Anschließend werden die Klemmrol­ len 47 aktiviert, um das Rad 1 von beiden Seiten einzuklem­ men. Dann wird das Rad 1 in Drehung versetzt, um Messungen durchzuführen, die dann entsprechend einem vorbestimmten Programm verarbeitet werden. Der resultierende Wert des Vorspurwinkels wird wiedergegeben, und notwendigenfalls werden Ausrichtjustierungen durchgeführt.

In diesem Fall wird der Vorspurwinkel eines Rades dadurch ermittelt, daß zunächst eine Bezugs-Längsmittellinie eines Fahrzeuges bestimmt wird, und zwar auf der Grundlage der Mittelpunkte aller (typischerweise vier) Räder des Fahrzeugs, wie sie durch das beidseitige Einspannen der einzelnen Räder mit Hilfe der Klemmrollen festgelegt sind. Dann wird als Vorspurwinkel eines jeden Rades derjenige Winkel bestimmt, den die Bezugs-Längsmittellinie mit der Richtung bzw. der Mittellinie des betreffenden Rades bildet. Wenn der gemessene Vorspurwinkel eines Rades von einem gewünschten Wert abweicht, dann wird die Ausrichtung des Rades nachgestellt. In diesem Falle verschiebt sich jedoch bei der Nachausrichtung des Rades der Ort des Radmittelpunktes, so daß sich die Bezugs-Längsmittellinie des Fahrzeuges ebenfalls verschiebt. In den Fig. 6 und 7 der beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Parameter eines Rades 1 dargestellt, nämlich der Versatz des Achs­ schenkelbolzens (Lenkrollhalbmesser) und der Nachlauf. Ein weiterer vorbestimmt eingestellter Parameter für das Rad ist bekanntlich der Radsturz. Wenn das Rad aufgrund von Meßwerten nachjustiert wird, dann verschiebt sich der Radmittelpunkt, wie es die Fig. 8 der beigefügten Zeichnun­ gen zeigt, so daß der neue Ort des Radmittelpunktes nicht mehr derselbe wie vor der Justierung ist. Diese Abweichung kann zu einem Fehler bei der Messung des Vorspurwinkels führen. Außerdem ist die Bewegung eines Rades während solcher Justierungen eine wirklich sehr komplizierte dreidimensionale Bewegung, so daß die Fühlrollen, die in Kontakt mit den beiden Seiten des Rades sind, nicht genau der Radbewegung folgen können. Hierdurch kann es Diskrepan­ zen hinsichtlich des Berührungspunktes zwischen dem Rad und den Fühlrollen geben, was seinerseits wiederum zur Verschiebung des Ortes der Radmitte beitragen kann, weil der Ort der Radmitte bestimmt wird als die Mitte der beidseitig an das Rad geklemmten Klemmrollen. Die besagte Abweichung kann auch zu einem Fehler bei der Messung des Vorspurwinkels führen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Radprüfver­ fahren, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: das zu prüfende Rad wird auf eine Radauflage gesetzt, die innerhalb einer Ebene frei beweglich ist; bei nicht­ rotierendem Rad wird eine statische Charakteristik des Rades gemessen; wenn ein gemessener Wert der besagten statischen Charakteristik von einem vorbestimmten Wert abweicht, wird eine Justierung der statischen Charakteri­ stik durchgeführt; bei sich drehendem Rad wird eine dynamische Charakteristik des Rades gemessen; notwendigen­ falls wird eine Justierung der besagten dynamischen Charakteristiken durchgeführt. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der statischen Messung der Vorspurwinkel eines jeden Rades gemessen, und notwendigenfalls wird eine Justierung des Vorspurwinkels eines jeden Rades vorgenommen; dann wird ein dynamischer Meßbetrieb eingerichtet, in welchem das Rad in Drehung versetzt wird, um das Flattern des Rades oder dergleichen zu messen, notwendigenfalls gefolgt von einer Justierung der betreffenden dynamischen Charakteristik. Auf diese Weise wird die Prüfung eines Rades in einen statischen und einen dynamischen Meßbetrieb unterteilt, wobei Grobjustierungen im statischen Meßbetrieb und Feinjustierungen im dynamischen Meßbetrieb durchgeführt werden, so daß die Prüfung und Justierung eines Rades mit sehr hoher Genauigkeit erfolgen kann.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anordnung, mit welcher ein Rad mit hoher Genauigkeit geprüft werden kann. Die Anordnung enthält einen Stützrollenaufbau, der mindestens eine Stützrolle zur drehbaren Auflagerung eines Rades aufweist. Der Stützrollenaufbau ist in einer Ebene frei beweglich und kann sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen ausführen. Die erfindungsgemäße Anordnung enthält ferner einen Klemmrollenaufbau mit einer Vielzahl von Klemmrollen, die das Rad von beiden Seiten einklemmen können. Der Ort der Mitte des Klemmrollenaufbaus wird mit dem Ort der Mitte eines Rades in einer vertikalen Richtung ausgerichtet, wenn das Rad von den Klemmrollen beidseitig eingeklemmt wird. Im eingeklemmten Zustand ist also die Mitte des Rades vertikal mit dem Ort der Mitte des Klemmrollenaufbaus ausgerichtet. Der Stützrollenaufbau und der Klemmrollenaufbau können so konstruiert sein, wie es in der oben genannten US-Patentschrift beschrieben ist, alternativ können aber auch beliebige andere gewünschte Strukturen verwendet werden.

Der Stützrollenaufbau ist in einer Anfangsposition verriegelbar und im entriegelten Zustand in einer Ebene frei beweglich. Wie in der oben genannten US-Patentschrift beschrieben, kann der Stützrollenaufbau z. B. drehbar auf einer schwimmenden Auflageplatte angeordnet sein, die ihrerseits z. B. mit Hilfe von Gradführungen oder derglei­ chen in beliebig gewünschten Richtungen innerhalb einer Ebene bewegbar ist. Ferner ist eine Festpunkt­ Einstellvorrichtung vorgesehen, die gegenüber dem Stützrol­ lenaufbau stationär ist und ständig über eine Verbindungs­ einrichtung mit dem Stützrollenaufbau verbunden ist. Die Verbindungseinrichtung erstreckt sich zwischen dem Stütz­ rollenaufbau und der Festpunkt-Einstellvorrichtung und kann wahlweise in einen gespannten bzw. straffen Zustand oder in einen lockeren bzw. schlaffen Zustand gebracht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird beispielsweise während des statischen Meßbetriebs die Verbindungseinrich­ tung in ihren lockeren Zustand gebracht, und während der dynamischen Messung wird sie unter Spannung in ihren straffen Zustand gebracht. Mit dieser Struktur kann daher eine Betriebsartenänderung zwischen statischem und dynamischem Meßbetrieb einfach dadurch erreicht werden, daß man die Verbindungseinrichtung wahlweise in ihren lockeren oder ihren strammen Zustand versetzt. Eine derartige Struktur erlaubt es, den Aufbau eines Radprüfgeräts sehr viel einfacher zu machen und einen Prüfbetrieb mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Es ist somit eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anordnung zu schaffen, um eine vorbestimmte Charakteristik eines Rades mit hoher Genauigkeit prüfen zu können. Gemäß einer weiteren Aufgabe soll die Radprüfung leicht und mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden können. Außerdem soll die zur Radprüfung verwendete Anordnung einfach im Aufbau, leicht herstellbar und billig sein.

Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in einem Zeitdiagramm die Schrittfolge eines Radprüfverfahrens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, womit die Meßgenauigkeit gegenüber dem Radprüfgerät nach der genannten US- Patentschrift verbessert werden kann;

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch eine Schubauffangvor­ richtung, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und bei dem Radprüfgerät nach der genannten US-Patentschrift verwendet werden kann;

Fig. 4 zeigt in einem Zeitdiagramm die Schrittfolge eines Radprüfverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Schubauffangvorrichtung;

Fig. 5, auf die bereits Bezug genommen wurde, zeigt in einem Zeitdiagramm eine typische Folge von Schritten für eine Radprüfung, wenn hierzu ein Radprüfgerät verwendet wird, wie es in der oben erwähnten US- Patentschrift 49 01 560 beschrieben ist;

Fig. 6 bis 8, auf die ebenfalls bereits Bezug genommen worden ist, zeigen schematisch, wie sich die geometrische Mitte eines Rades verschiebt, wenn verschiedene Parameter wie Neigungswinkel durch Justierung der Radorientierung verändert werden.

Die in der Fig. 6 dargestellte Schrittfolge eines erfindungsgemäßen Radprüfverfahrens kann unter Verwendung eines Radprüfgerätes durchgeführt werden, wie es in der US- Patentschrift 49 01 560 beschrieben ist. Die in der nachfolgenden Beschreibung benutzten Bezugszahlen für die Teile eines Radprüfgerätes entsprechen daher den in der erwähnten US-Patentschrift benutzten Bezugszahlen.

Das vorliegende Radprüfverfahren hat im Grunde eine zweischrittige Struktur, bestehend aus einer statischen Betriebsart in der ersten Hälfte und einer dynamischen Betriebsart in der letzten Hälfte. Bei der Durchführung von Messungen wird in der statischen Betriebsart ein auf einem Stützrollenaufbau 30 aufliegendes Rad in einem nicht­ drehenden Zustand gehalten, während in der dynamischen Betriebsart das Rad 1 in Drehung versetzt wird. Vorzugs­ weise werden Grobmessungen am Rad 1 während der statischen Betriebsart durchgeführt, und anschließend werden Feinmes­ sungen am Rad während der dynamischen Betriebsart durchge­ führt. Durch eine derartige Unterteilung der Radprüfung in zwei Betriebsarten kann das Rad mit einer extrem hohen Genauigkeit geprüft werden.

Das erfindungsgemäße Radprüfverfahren sei nun anhand der Fig. 1 ausführlich beschrieben. Als erstes wird, während der Stützrollenaufbau 30 in seiner Anfangsposition verrie­ gelt ist, ein zu prüfendes Rad 1 auf diesen Stützrollenauf­ bau 30 gesetzt. Dann wird der schwimmende Auflagetisch 20 entriegelt, wodurch der verriegelte Zustand des Stützrol­ lenaufbaus 30 gelöst wird. Die Folge ist, daß sich der Stützrollenaufbau 30 in einer Ebene frei bewegen kann. Es sei erwähnt, daß bei dem bekannten Verfahren, wie es in der Fig. 1 veranschaulicht ist, zunächst die erste und die zweite Eingriffsvorrichtung in gegenseitigen Eingriff gebracht werden und daß dann der schwimmende Auflagetisch 20 und damit der Stützrollenaufbau 30 entriegelt werden. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist der Stützrollenaufbau 30 nicht in Eingriff mit irgendeinem Schwenklager und befindet sich in einem vollständig uneingeschränkten Zustand. Dann werden die Klemmrollen 47 aktiviert, um das Rad 1 von beiden Seiten einzuklemmen. Bei eingeklemmtem Rad 1 wird ein gewünschter Neigungswinkel, wie z. B. der Vorspurwinkel des Rades 1 gemessen, und falls notwendig wird die Orientierung des Rades justiert (Grobeinstellung), womit die statische Betriebsart der Prüfung abgeschlossen wird. Während dieser statischen Betriebsart wird das Rad 1 in einem nicht-rotierenden Zustand gehalten.

Anschließend wird der Betrieb von der statischen Betriebs­ art in die dynamische Betriebsart geändert. Das heißt, die Klemmrollen 47 werden von den beiden Seiten des Rades 1 abgenommen, um das Rad 1 in einen unverklemmten Zustand zu versetzen. Dann wird der schwimmende Auflagetisch und damit auch der Stützrollenaufbau 30 verriegelt, um den Stützrol­ lenaufbau 30 in seine Anfangsposition zurückzubringen. Der Grund, warum der Stützrollenaufbau 30 durch Verriegelung in seine Anfangsposition zurückgebracht werden muß, liegt in der Tatsache, daß bei dem bekannten Radprüfgerät nach der oben erwähnten US-Patentschrift die erste und die zweite Eingriffsvorrichtung 32a und 33 voneinander lösbar sind und daher häufig nicht mehr miteinander ausgerichtet sind, weil sich die Orientierung des Stützrollenaufbaus 30 durch die Vorgänge während der statischen Betriebsart geändert hat. Bei Verriegelung des Stützrollenaufbaus 30 in der dynamischen Betriebsart wird die zweite Eingriffsvorrich­ tung 33 zu einer Bewegung in Vorwärtsrichtung veranlaßt, um in Eingriff mit der ersten Eingriffsvorrichtung 32a zu kommen, damit ein Schubauffangbetrieb eingerichtet werden kann. Dann wird der Stützrollenaufbau 30 entriegelt, und anschließend werden die Klemmrollen 47 aktiviert, um das Rad 1 von beiden Seiten einzuklemmen. Nachdem es nun wieder eingeklemmt ist, wird das Rad 1 in Drehung versetzt, und nach einem vorbestimmten Programm werden Messungen vorgenommen und verarbeitet. Auf der Grundlage der Ergebniswerte wird notwendigenfalls die Orientierung des Rades 1 nochmals justiert. In diesem Fall ist die Justierung eine Feineinstellung. Vor dieser Feineinstellung muß der gegenseitige Eingriff der ersten und der zweiten Eingriffsvorrichtung 32a und 33 gelöst werden. Nach Beendigung der Feineinstellung werden die Klemmrollen 47 vom Rad 1 abgenommen, der Stützrollenaufbau 30 wird in seiner Anfangsposition verriegelt, und das Rad 1 wird vom Stützrollenaufbau 30 genommen.

Mit der vorstehend beschriebenen Methode kann ein Rad eines Fahrzeuges mit hoher Genauigkeit geprüft werden; da jedoch der Stützrollenaufbau 30 verriegelt werden muß, damit er während des Übergangs von der statischen Betriebsart zur dynamischen Betriebsart in seine Anfangsposition zurück­ kehrt, ist ein besonderer Betriebsschritt erforderlich, was den Nachteil hat, daß die Gesamtbetriebsdauer verlängert wird. Unter Umständen ist es erwünscht, eine Struktur zu haben, die eine unmittelbare Umwandlung der statischen Betriebsart in die dynamische Betriebsart erlaubt. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird einem Radprüfgerät eine Struktur gegeben, die einen direkten Übergang aus der statischen in die dynamische Betriebsart erlaubt, ohne daß der Stützrollenaufbau einmal in seine Anfangsposition zurückkehrt.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Schubauffangmechanismus gezeigt, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und vorteilhafterweise in das Radprüfgerät nach der oben genannten US-Patentschrift eingebaut werden kann, um ein verbessertes Radprüfgerät mit einem gewünsch­ ten Leistungsvermögen zu schaffen. Im folgenden wird der Schubauffangmechanismus nach den Fig. 2 und 3 in seiner Anwendung beim Radprüfgerät nach der genannten US-Patent­ schrift beschrieben, jedoch kann der Schubauffangmechanis­ mus auch in Verbindung mit anderen Radprüfgeräten benutzt werden.

Ein Radprüfgerät nach einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung läßt sich erhalten, indem man den in den Fig. 13 und 14 der genannten US-Patentschrift gezeigten Schubauffangmechanismus durch den in den Fig. 2 und 3 der vorliegenden Anmeldung gezeigten Mechanismus ersetzt. Der Einfachheit halber sind daher in den hier beigefügten Fig. 2 und 3 die gleichen Bezugszahlen verwendet wie in den Fig. 13 und 14 der besagten US-Patentschrift.

Zunächst sei der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Schubauffangmechanismus beschrieben. Wie in diesen Figuren gezeigt, hat der Stützrollenaufbau 30 eine allgemein U- förmige Querschnittsform in Querrichtung, er enthält einen flachen Boden 32 und zwei Seitenwände 32b, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Bodens 32 nach oben erstrecken. Zwei Stützrollen 31 sind parallel zueinander und drehbar zwischen den beiden Seitenwänden 32b gelagert und können ein Auflager für das zu prüfende Rad 1 bilden. Am vorderen und am hinteren Ende des Bodens 32 ist jeweils ein Eingriffsloch 32a vorgesehen. Außerdem ist ein Stellantrieb mit einem Betätigungszylinder 34a vorhanden, der fest an einer vorbestimmten Stelle wie z. B. am Hauptrahmen des Radprüfgerätes sitzt und somit stationär gegenüber dem beweglichen Stützrollenaufbau 30 ist. Der Betätigungszylinder 34a enthält eine Kolbenstange 34b, die nach außen gedrückt oder zurückgezogen werden kann. Am vorderen Ende der Stange 34b ist ein erster Eingriffsteil 33 gebildet. An diesem ersten Eingriffsteil 33 ist ein Ende eines Verbindungsgliedes 35 wie z. B. eines Drahtseils angeschlossen, und wenn das Verbindungsglied 35 durch Bewegung der Stange 34 in deren zurückgezogene Position in seinen strammen oder gespannten Zustand gebracht ist, definiert ein Punkt der Kopplung zwischen dem ersten Eingriffsteil 33 und dem Verbindungsglied 35 einen Fixpunkt für den Stützrollenaufbau 30. Der Betätigungszylinder 34a, die Stange 34b und der erste Eingriffsteil bilden also gemeinsam eine Festpunkt-Einstellvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung.

Das andere Ende des Verbindungsgliedes 35 ist an einem zweiten Eingriffsteil 32a befestigt, der am vorderen Ende des Bodens 32 des Stützrollenaufbaus 30 gebildet ist. Am hinteren Ende des Bodens 32 ist ein weiterer zweiter Eingriffsteil 32a gebildet, der gewünschtenfalls über ein weiteres Verbindungsglied mit einer weiteren Festpunkt- Einstellvorrichtung verbunden werden kann. Obwohl also die Festpunkt-Einstellvorrichtung über das Verbindungsglied 35 stets mit dem Stützrollenaufbau 30 verbunden ist, läßt sich der Stützrollenaufbau 30 in einen Zustand eingeschränkter Bewegungsfreiheit (unfreier Zustand) oder einen Zustand uneingeschränkter Bewegungsfreiheit (freibeweglicher Zustand) bringen, je nachdem, ob das Verbindungsglied 35 stramm gespannt oder locker ist. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 kann die Stange 34b entweder eine vorgerückte Position einnehmen, wie es mit den gestrichel­ ten Linien gezeichnet ist, oder eine zurückgezogene Position, wie es mit den durchgezogenen Linien dargestellt ist. Wenn die Stange 34b in der vorgerückten Position steht, ist das Verbindungsglied 35 im lockeren oder schlaffen Zustand, und wenn sich die Stange 34b in ihrer zurückgezogenen Position befindet, ist das Verbindungsglied 35 in seinem strammen Zustand. Im strammen Zustand des Verbindungsgliedes 35 ist der Stützrollenaufbau 30 über das Verbindungsglied 35 im wesentlichen operativ mit der Festpunkt-Einstellvorrichtung gekoppelt, so daß der Stützrollenaufbau 30 innerhalb eines Maximalbereichs beweglich ist, der definiert ist durch die Länge des Verbindungsgliedes 35 und einen festen Punkt, welcher dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Eingriffsteil 33 und dem Verbindungsglied 35 entspricht. Wenn sich andererseits das Verbindungsglied 35 im gelockerten Zustand befindet, ist die operative Kopplung zwischen dem Stützrollenaufbau 30 und der Festpunkt-Einstellvorrichtung praktisch gelöst, und trotzdem bleibt der Stützrollenaufbau 30 über das nunmehr schlaffe Verbindungsglied 35 mit der Festpunkt- Einstellvorrichtung verbunden. Unter dieser Bedingung ist die Bewegungseinschränkung im Grunde aufgehoben, und der Stützrollenaufbau 30 ist in jeder beliebigen Richtung innerhalb einer Ebene beweglich.

Der Stützrollenaufbau 30 wird so getragen, daß er in einer Ebene frei beweglich ist, und wenn er z. B. am Radprüfgerät nach der oben erwähnten US-Patentschrift benutzt wird, ist er drehbar auf dem schwimmenden Auflagetisch 20 gehalten, der seinerseits mit Hilfe von Gradführungen so gelagert ist, daß er sich in einer Ebene translatorisch bewegen läßt. Es sei jedoch erwähnt, daß der Stützrollenaufbau 30 auch durch irgendwelche anderen geeigneten Mittel innerhalb einer Ebene beweglich gelagert sein kann.

Im Betrieb wird zunächst ein zu prüfendes Rad auf die Stützrollen 31 gesetzt, wobei der Stützrollenaufbau 30 in seiner Anfangsposition verriegelt ist, wie mit den gestri­ chelten Linien in Fig. 2 gezeigt. Die Stange 34b befindet sich in ihrer vorgerückten Position, so daß das Verbin­ dungsglied 35 in seinem schlaffen, gelockerten Zustand ist. In diesem Fall wird, da am Rad 1 ein Neigungswinkel wie z. B. ein Vorspurwinkel eingestellt ist, die Richtung der Drehachse des auf die Stützrollen 31 gelegten Rades 1, wie es mit den ausgezogenen Linien in Fig. 2 gezeigt ist, nicht mit der Richtung der Drehachse der Stützrollen 31 überein­ stimmen, so daß das Rad 1 typischerweise schräg zu den Stützrollen 31 liegt. Dann wird der Stützrollenaufbau 30 entriegelt, wodurch dieser Aufbau frei beweglich innerhalb einer Ebene wird. Anschließend wird das Rad 1 von beiden Seiten durch Klemmrollen (nicht gezeigt) eingeklemmt, wie es in der erwähnten US-Patentschrift beschrieben ist. Hierdurch wird die Mitte des Rades 1 mit der Mitte des Klemmrollenaufbaus ausgerichtet, womit die Positionierung des Rades 1 beendet ist.

Dann wird die Stange 34b in ihre zurückgezogene Position bewegt. Hierdurch wird das Verbindungsglied 35 in seinen strammen Zustand gebracht, so daß der Stützrollenaufbau 30 operativ mit der Festpunkt-Einstellvorrichtung gekoppelt ist. Wenn dann das Rad 1 in Drehung versetzt wird, werden zwischen dem Rad und dem Stützrollenaufbau 30 Kräfte wie z. B. ein Schub erzeugt, so daß sich der Stützrollenaufbau 30 allgemein in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeils A bewegt, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem ersten Eingriffsteil 33 und dem Verbindungsglied 35 als Festpunkt wirkt. Wenn der Stützrollenaufbau 30 eine Position erreicht hat, wo die Drehachsen der Stützrollen 31 im wesentlichen parallel zur Drehachse des Rades 1 liegen, d. h. bei der mit den durchgezogenen Linien in Fig. 6 gezeichneten Position des Stützrollenaufbaus 30, sind im allgemeinen die zwischen dem Rad 1 und den Stützrollen 31 wirkenden Kräfte ausbalanciert, so daß der Stützrollenauf­ bau 30 mit seiner Bewegung aufhört und in seinem Gleichge­ wicht bleibt. Falls die Richtung des Stützrollenaufbaus 30 unter dieser Bedingung als übereinstimmend mit dem Vorspur­ winkel des Rades 1 angesehen werden kann, kann der Vorspur­ winkel des Rades 1 gemessen werden, indem man die Orientie­ rung des Stützrollenaufbaus 30 unter dieser Bedingung mißt. Da sich das Rad 1 dreht, läßt sich außerdem das Maß des Flatterns des Rades 1 nach links und rechts dynamisch messen.

Wenn die Positionierung der geometrischen Mitte des Rades 1 bei beidseitig eingeklemmtem Rad durchgeführt werden soll oder wenn Justierungen der Orientierung des Rades 1 vorgenommen werden, sollte der Stützrollenaufbau 30 in einer Ebene frei beweglich sein, d. h. er sollte sich uneingeschränkt sowohl translatorisch als auch rotatorisch in einer Ebene bewegen können. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung das Verbindungsglied 35 einfach durch Vorrücken der Stange 34b in seinen schlaffen Zustand versetzt wird, ist der Stützrollenaufbau 30 praktisch in seinem freibeweglichen Zustand.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird als Verbindungsglied 35 ein Stück eines Drahtes oder Drahtseils verwendet, jedoch ist das Verbindungsglied 35 nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, es können auch irgendwelche anderen Materialien verwendet werden, solange sie einen praktisch gekoppelten Zustand herbeiführen, wenn eine Verbindung erforderlich ist, und einen praktisch entkoppelten Zustand, wenn eine Abtrennung gefordert ist. So können z. B. verschiedenartige Ketten wie etwa Schlangenketten verwendet werden, oder verschiedene elastische Materialien wie z. B. Gummi. Außerdem können als Festpunkt-Einstellvorrichtung statt eines Bestätigungszylinders (Kolben/Zylinder-Einheit), wie er bei der oben beschriebenen Ausführungsform benutzt wird, auch andere geeignee Einrichtungen verwendet werden. So läßt sich z. B. eine Auf- und Abwickeleinrichtung wie etwa eine Winde benutzen, oder eine Vorrichtung mit einer Haspel oder dergleichen, die ein Verbindungsglied auf- und abwickeln kann. Im Falle der Verwendung eines Betätigungs­ zylinders kann auch seine Kolbenstange selbst als Verbin­ dungsglied benutzt werden. In diesem Fall solle der Aufbau so sein, daß das vordere Ende der Stange direkt und normal mit dem Stützrollenaufbau 30 verbunden ist, und während des inaktiven Zustandes des Betätigungsszylinders sollte sich die Stange frei in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegen lassen, um den uneingeschränkten Zustand des Stützrollen­ aufbaus 30 herbeizuführen; wenn andererseits aber die Stange in ihre zurückgezogene Position bewegt ist, sollte sie dort unbeweglich gehalten werden, um den Stützrollen­ aufbau 30 in seinen eingeschränkten Zustand zu bringen. In diesem Fall muß die Kopplung des vorderen Stangenendes mit dem Stützrollenaufbau 30 nicht unbedingt eine direkte Verbindung sein, sondern kann auch über irgendeinen gewünschten Zwischenmechanismus erfolgen. Bei einer solchen Ausführungsform dient dieser Zwischenmechanismus als Verbindungsglied 35.

Anhand der Fig. 4 sei nun ein erfindungsgemäßes Radprüfver­ fahren beschrieben, das ein Radprüfgerät mit der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Schubauffangvorrichtung verwendet. Es sei zunächst angenommen, daß der Stützrollen­ aufbau 30 in seiner Anfangs-Ruheposition verriegelt ist, wie sie gestrichelt in der Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Zustand des Stützrollenaufbaus 30 wird ein Rad 1 auf die Stützrollen 31 gesetzt, was z. B. dadurch geschehen kann, daß das mit dem betreffenden Rad versehene Fahrzeug an die entsprechende Stelle gefahren wird. In diesem Fall ist, wie oben beschrieben, die Drehachse des Rades 1 normalerweise nicht parallel zu den Drehachsen der Stützrollen 31. Nun wird der verriegelte Zustand des schwimmenden Auflagetisches gelöst. Da der Stützrollenauf­ bau 30 drehbar auf dem schwimmenden Auflagetisch sitzt, der seinerseits translatorisch in einer Ebene bewegbar ist, und da der verriegelte Zustand des Stützrollenaufbaus 30 gelöst ist, kann sich nun der Stützrollenaufbau 30 frei in einer Ebene bewegen, und zwar sowohl translatorisch als auch rotatorisch.

Dann werden die Klemmrollen, die auch als Fühl- oder Detektorrollen dienen, in Kontakt mit den beiden Seiten des Rades 1 gebracht, so daß das Rad von beiden Seiten eingeklemmt ist. Hierdurch wird die geometrische Mitte des Rades 1 mit einer vorbestimmten Mitte des Klemmrollenauf­ baus in Vertikalrichtung ausgerichtet, womit die Positio­ nierung des Rades 1 beendet ist. Der Zustand für den statischen Prüfbetrieb ist nun hergestellt. Unter Verwendung der Klemmrollen und/oder irgendwelcher anderen Detektoren werden die Parameter des Rades statisch gemessen, und die Meßergebnisse werden wiedergegeben. Falls die Meßergebnisse von erwarteten Werten abweichen, werden die statischen Charakteristiken des Rades 1 nachjustiert. Dies entspricht der sogenannten Grobjustierung. Da bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Schubauffangvorrichtung noch in ihrem gelösten Zustand und somit das Verbindungsglied 35 in seinem lockeren Zustand ist, befindet sich der Stützrollenaufbau 30 in seinem Zustand uneingeschränkter Bewegungsfreiheit, so daß die statische Prüfung des Rades 1 mit äußerst hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Nach Beendigung des statischen Prüfbetriebs wird die Stange 34b in ihre zurückgezogene Position bewegt, um das Verbindungsglied 35 in seinen gestrafften oder strammen Zustand zu versetzen. Unter dieser Bedingung ist der Stützrollenaufbau 30 in seiner Bewegung eingeschränkt, und das vordere Ende der Stange 34b des als Festpunkt- Einstellvorrichtung verwendeten Betätigungszylinders definiert einen Festpunkt. Auf diese Weise wird der Betriebszustand für eine dynamische Prüfung hergestellt, bei welchem der Schubauffangbetrieb für den Stützrollenauf­ bau 30 erfolgen kann und auch irgendwelche anderen unerwünschten unausgeglichenen Kräfte aufgefangen werden können. Auf diese Weise kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Stützrollenaufbau 30 einfach dadurch in seinen Betriebszustand für die dynamische Prüfung versetzt werden, daß das Verbindungs­ glied 35 in seinen straffen Zustand gebracht wird, ohne den Stützrollenaufbau 30 wieder in seiner Anfangsposition zu verriegeln und die Klemmrollen abzunehmen. So kann die dynamische Prüfung schnell und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.

Nach der vorstehend beschriebenen Einstellung des Betriebszustandes für die dynamische Prüfung wird das Rad 1 in Drehung versetzt, um nach einem vorbestimmten Programm dynamische Messungen vorzunehmen und die Meßergebnisse zu verarbeiten. Die resultierenden verarbeiteten Werte werden wiedergegeben. Wenn die resultierenden Werte nicht mit erwarteten Werten übereinstimmen, werden die dynamischen Charakteristiken des Rades 1 nachjustiert. Diese Justierung ist die sogenannte Feinjustierung. Es sei erwähnt, daß der dynamische Prüfbetrieb nicht auf Messungen und Justierungen der dynamischen Charakteristiken des Rades beschränkt ist, sondern auch Messungen der statischen Charakteristiken des Rades 1 umfassen kann. Genauer gesagt können auf der Grundlage der während des dynamischen Prüfberiebs gewonnenen Messungen zusätzlich Justierungen der statischen Charakteristiken des Rades 1 vorgenommen werden. In diesem Sinne werden die im dynamischen Prüfbetrieb durchgeführten Justierungen als Feinjustierungen bezeichnet. Das heißt, die hier verwendeten Beiwörter "grob" und "fein" für die Justierungen sind in diesem Sinne zu verstehen. Ferner sei erwähnt, daß vor der Durchführung der Feinjustierungen in dieser Betriebsart die Stange 34b in ihre vorgerückte Position bewegt wird, um das Verbindungsglied 35 in seinen lockeren oder schlaffen Zustand zu versetzen, so daß der Stützrollenaufbau 30 in seinen Zustand uneingeschränkter Bewegung gebracht wird.

Nach Beendigung des dynamischen Prüfbetriebs werden die Klemmrollen vom Rad 1 genommen und in ihre Anfangspositio­ nen gebracht, und sowohl der schwimmende Auflagetisch als auch der Stützrollenaufbau 30 werden in ihre Anfangsposi­ tionen zurückgebracht und dort verriegelt. Dann wird das Rad 1 von den Stützrollen 31 genommen, z. B. durch Wegfahren des mit dem Rad 1 versehenen Fahrzeuges, und das System ist bereit zur Prüfung eines Rades eines nächsten Fahrzeugs.

Wie oben beschrieben, braucht man bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, wenn die Prüfung vom statischen auf den dynamischen Betrieb übergehen soll, lediglich das Verbindungsglied 35 in seinen schlaffen Zustand zu versetzen; es ist nicht notwendig, den Stützrollenaufbau 30 in seine Anfangsposition zurückzubrin­ gen und dort zu verriegeln, so daß die Anzahl der Betriebs­ schritte reduziert wird und der Prüfbetrieb in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann. Da außerdem der statische und der dynamische Prüfbetrieb nacheinander durchgeführt werden, lassen sich Messungen und Justierungen an einem Rad, z. B. hinsichtlich der Ausrichtung des Rades, mit äußerst hoher Genauigkeit durchführen.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind natürlich auch verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Einzel­ heiten sind also nur als Beispiele anzusehen und nicht als Einschränkung des von der Erfindung umfaßten Bereichs aufzufassen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Prüfen eines Rades eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
das Rad (1) eines Fahrzeuges wird auf eine Radauflage (30) gesetzt, die in einer Ebene frei beweglich ist;
erste vorbestimmte Parameter des Rades werden gemessen, wobei das Rad von beiden Seiten eingeklemmt und im nicht­ rotierenden Zustand gehalten wird;
wenn die gemessenen Werte der ersten vorbestimmten Parameter von ersten erwarteten Werten abweichen, wird das Rad zur Eliminierung dieser Abweichungen justiert;
zweite vorbestimmte Parameter des Rades werden gemessen, wobei das Rad um seine Drehachse gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: falls die gemessenen Werte der zweiten vorbestimmten Parameter von zweiten erwarteten Werten abweichen, wird das Rad zur Eliminierung dieser Abweichungen justiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte der Messung der ersten vorbestimmten Parameter und der Messung der zweiten vorbestimmten Parameter ohne Lösen des eingeklemmten Zustandes des Rades durchgeführt werden.

4. Anordnung zum Prüfen eines Rades eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch:
eine zur Auflage eines Fahrzeugrades (1) ausgelegte Stützvorrichtung (30), die eine Drehung des aufliegenden Rades erlaubt und in einen Zustand versetzbar ist, in welchem sie in einer Ebene frei beweglich ist;
eine Klemmvorrichtung zum Einklemmen des auf der Stützvorrichtung aufliegenden Rades von beiden Seiten;
eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer vorbestimmten Charakteristik des auf der Stützvorrichtung aufliegenden Rades;
eine zum Einstellen eines festen Punktes ausgelegte Einstellvorrichtung (33, 34a, 34b), die gegenüber der Stützvorrichtung (30) fest ist, wenn die Stützvorrichtung im freibeweglichen Zustand ist;
eine Verbindungseinrichtung (35), welche die Stützvorrichtung (30) ständig mit der Einstellvorrichtung (33, 34a, 34b) verbindet.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (33, 34a, 34b) einen Betätigungszylinder (34) aufweist, der eine hin- und herbewegliche Stange (34b) enthält, deren vorderes herausstehendes Ende (33) den festen Punkt definiert und operativ mit einem Ende der Verbindungseinrichtung (35) gekoppelt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (35) ein Stück eines Drahtes oder Drahtseils ist.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung eine Mehrzahl von Klemmrollen enthält, die in Berührung mit beiden Seiten des Rades (1) gebracht werden können, um das Rad von beiden Seiten einzuklemmen.

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (3) mindestens eine Stützrolle (31) zur drehbaren Unterstützung des Rades (1) aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (30) in einer Ebene sowohl translatorisch als auch rotatorisch bewegbar ist.