PL114307B1 - Device for measurement of vehicle steering torques and angles - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.01.1983 114307 CZYiLLNIA . Urzedy Patentowego Int. Cl.2 G01L 5/22 Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Zahnradfabrik Friedrichschafen Aktiengesell- schaft, Friedrichshafen (Republika Federalna Niemiec) Urzadzenie do mierzenia momentów kierowania i katów kierowania przy pojazdach Wynalazek dotyczy urzadzenia do mierzenia mo¬ mentów kierowania i katów kierowania przy po¬ jazdach w szczególnosci przy pojazdach mecha¬ nicznych z piasta pomiarowa polaczalna z trzpie¬ niem kierowniczym, która to piasta zawiera obra- calna czesc mierzona z tensometrem elektrooporo- wym w ksztalcie paska do mierzenia momentów kierowania i czlon pomiarowy do mierzenia ka¬ tów kierowania.Urzadzenie omówionego wyzej rodzaju z piasta pomiarowa polaczalna z trzpieniem kierowniczym, zawierajaca obracalna czesc mierzona z tensome¬ trem elektrooporowym w ksztalcie paska'do mie¬ rzenia momentów kierowania i czlon pomiarowy do mierzenia katów kierowania — znane jest z niemieckiego opisu patentowego nr 1 573 957. Urza¬ dzeniem tym momenty kierowania okreslane sa przez pomiar obrotu cienkosciennej tulei przez tensometr elektrooporowy w ksztalcie paska, a katy kierowania przez potencjometr.Wada tego znanego urzadzenia jest to, ze jest ono wzglednie sklonne do awarii i w zwiazku z tym równiez nie zawsze dokladnie pracuje.Oprócz tego wytworzenie piasty pomiarowej jest bardzo kosztowne. Tuleja powinna byc dla ce¬ lów pomiarowych bardzo cienkoscienna (ok. 0,5 mm), przez co zachodzi niebezpieczenstwo jej uszkodzenia. Oprócz tego sily poprzeczne moga spowodowac — przez niedokladne dzialanie sil — niedokladnosci w pomiarach wzglednie bledy po¬ lo 15 20 30 miarowe. Dla mierzenia potencjometrem musi byc przedtem nastawiony srodek elektryczny. Poza tym mozliwy jest tylko ograniczony pomiar kata.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej wymienionych wad i niedogodnosci.Cel ten zgodnie z wynalazkiem osiagnieto przez to, ze czesc mierzona sklada sie z dwóch usytuo¬ wanych wspólosiowo jeden w drugim i równolegle do siebie pierscieni, przy czym oba pierscienie sa ze soba polaczone szprychami umieszczonymi rów¬ nolegle osiowo, które zaopatrzone sa w tensometry elektrooporowe i których profil przekroju poprze¬ cznego pozwala uzyskac korpus i jednakowej wy¬ trzymalosci.Szprychy urzadzenia wedlug wynalazku skladaja sie z gietkich pasków metalowych, których waskie strony umieszczone sa w kierunku promieniowym.Paski metalowe wykonane sa korzystnie z tytanu.Dwa tensometry elektrooporowe urzadzenia we¬ dlug wynalazku maja ksztalt pasków i sa umie¬ szczone przy dwu lezacych naprzeciw siebie szpry¬ chach w pelnym ukladzie mostkowym. Pierscienie czesci mierzonej zgodnie z wynalazfkiem maja pro¬ mieniowo przebiegajace otwory. Do przenoszenia mierzonych wartosci od obracajacej sie czesci piasty pomiarowej do umocowanej czesci obudowy piasty pomiarowej urzadzenie wedlug wynalazku ma pierscienie slizgowe wykonane z mosiadzu pierscieniowego, których powierzchnia pokryta jest 114 3073 114 307 4 -i rodem oraz ma suwaki wykonane z drutu stalo¬ wego.Urzadzenie wedlug wynalazku dzieki swej kon- . a ' strukcji daje \f duzym stopniu wolny od wplywów zaklócen pomiar. Moment kierowania okreslony jest teraz zgodnie z wynalazkiem poprzez obrót ; ^ ottu* pierscieni przez szprychy. Szprychy dzialaja i.L~ przy tym jak dwustronnie napiete nosniki. Przez tensometry elektrooporowe w ksztalcie paska przy szprychach okreslone jest wydluzenie wzgledne szprych przy obrocie, jak równiez moment kiero¬ wania.Dzieki temu, ze szprychy skladaja sie z gietkich pasków metalowych, których waskie boki sa mie¬ rzone w kierunku promieniowym, urzadzenie we¬ dlug wynalazku staje sie bardziej mocniejsze, a w szczególnosci bardziej nieczule na sily po¬ przeczne.Dzieki temu, ze paski metalowe sa wykonane z tytanu, otrzymuje sie wzglednie wysokie ich wy¬ dluzenie wzgledne, przy równoczesnym nizszym naprezeniu materialowym i mniejszym ciezarze calkowitym urzadzenia.Dzieki temu, ze urzadzenie wedlug wynalazku ma dwa tansometry elektrooporowe w ksztalcie paska, które sa umieszczone przy dwu naprzeciw siebie lezacych szprychach w pelnym ukladzie mo¬ stkowym, osiaga sie bardzo precyzyjny pomiar.Okreslona jest mianowicie tylko róznica w oporach obu tensometrów elektrooporowych w ksztalcie paska. Czynniki zaklócajace, jak np. zmiany tem¬ peratury sa wiec wyeliminowane.Dzieki temu, ze pierscien dolny i górny sa zaopa¬ trzone w promieniowo wywiercone otwory, uzys¬ kuje sie dodatkowe zmniejszenie ciezaru urzadze¬ nia wedlug wynalazku.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ne przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie pomiarowe w widoku ogól¬ nym, fig. 2 — piaste pomiarowa w przekroju wzdluznym, fig. 3 — piaste pomiarowa w prze¬ kroju III—III wedlug fig. 2, a fig. 4 — zasadniczy widok skretu.Jak to przedstawiono na fig. 1 piasta pomiarowa I nasadzona jest na trzpien kierowniczy 2, przy czym jest stosowane specjalne kolo kierownicy 3 albo normalne kolo kierownicy. Polozenie kola oryginalnego jest zaznaczone kresko-kropkami.Przez unieruchomiajaca dzwignie 4 zabezpieczona jest przeciw obrotowi piasta pomiarowa 1 umie¬ szczona na desce przyrzadów 5. Piasta pomiarowa mierzy moment kierowania i kat kierowania.Jeden lub wiele silomiefzy puszkowych 6 do mierzenia sil sciskajacych jest przylaczony do ko¬ mory cisnieniowej silownika w przekladni kieru¬ jacej. Uklad hydrauliczny kierownicy zasilany ole¬ jem cisnieniowym poprzez serwopompe 7 napedza¬ na przez silnik 8. Przez kable elektryczne 9, 10, II i 12 przyrzady polaczone sa z urzadzeniem re¬ jestrujacym 13.Jako urzadzenie rejestrujace stosowany jest pi¬ sak X—Y z wlacznikiem miejsca pomiarowego i urzadzenie obliczeniowe o znanej konstrukcji z napedem bateryjnym.Do pisaka jest dobudowana przystawka 14, która zawiera konieczne do pomiarów elektroniczne agregaty i przelacznik. Dodatkowy pobór mocy wynosi okolo 1,5 wata i pochodzi z baterii pisaka.W przystawce znajduje sie: 5 — 6-czesciowy zestaw do nadawania impulsów cis¬ nieniowych do przelaczania pieciu wariantów po¬ miarowych i przycisk do nastawiania zerowego dla cyfrowego pomiaru katów; — elektroniczny przetwornik symetryczny do wy- 10 twarzania potrzebnych ustabilizowanych napiec roboczych przy malym zapotrzebowaniu mocy: — cyfrowe urzadzenie obliczeniowe dla kata kola kierownicy z piecioma elektronicznymi stopniami przekladni obnizajacej i wyjsciami analogowego 15 sygnalu, oraz — gniazda przylaczeniowe wtykowe nadajnika.Konstrukcja piasty pomiarowej 1 jest blizej opi¬ sana na fig. 2 -i- 4. Piasta pomiarowa 1 jest umo¬ cowana na trzpieniu kierowniczym 12. Poprzez 20 duzy wolny przekrój wewnetrzny, przy pomocy spotykanego zazwyczaj w handlu klucza nasado¬ wego, moze byc dokrecana oryginalna nakretka mocujaca.W zwiazku z tym jest nakrecane na górnym 25 koncu piasty pomiarowej albo specjalne kolo kie¬ rownicy 3 albo przy pomocy dalszego adaptera 16 oryginalne kolo kierownicy 3a. Obudowa 17 piasty pomiarowej jest zabezpieczona przed wspólnym obracaniem sie. Nastepuje to alternatywnie przez 30 umocowanie dzwigni wylaczajacej 4 wprost przy rurze pochwowej kierownicy lub innej stalej czes¬ ci pojazdu. Po umieszczeniu elektrycznej wtyczki polaczeniowej, nie przedstawionej na rysunku, pia¬ sta pomiarowa jest gotowa do funkcjonowania, 35 a element pomiarowy do mierzenia momentów kierowania sklada sie z pierscienia dolnego 18 i pierscienia górnego 19, które sa ze soba polaczo¬ ne przez szesc rozmieszczonych na obwodzie szprych, które sa wykonane jako paski metalo- 40 we 20.Przez uruchomienie kola • kierownicy 3 lub 3a wprowadzany jest odpowiednio do oporu kierowa¬ nia moment obrotowy do trzpienia kierownicy 2 przez piaste pomiarowa i adaptery 15 i 16. Przy 45 wprowadzeniu momentu obrotowego oba pierscie¬ nie 18 i 19 sa w stosunku do siebie obarczane.Przez to zginaja sie paski metalowe 20.Wystepujace na paskach metalowych naprezenie gnace (wydluzenie wzgledne) jest proporcjonalne 50 do przeniesionego momentu obrotowego i jest mierzone tensometrem elektrooporowym w ksztal¬ cie paska 21. Wystarczajace jest, gdy tylko dwa lezace naprzeciw siebie paski metalowe sa zla¬ czone z tensometrami elektrooporowymi 21, które 55 sa wlaczone w pelny uklad mostkowy. Paski me¬ talowe 20 wykonane jako nosniki o równej wy¬ trzymalosci, przesznurowane w srodkowym obsza¬ rze, sa wykonane z tytanu.Na obwodzie pierscieni 18 i 19 znajduja sie licz- w ne wywiercone otwory 22.Elektryczna wartosc mierzona przenoszona jest przez pierscienie slizgowe 23 i kontakty suwakowe 24 do gniazda przylaczeniowego wtykowego w nie¬ ruchomej czesci obudowy 17. W obudowie tej jest m nastepnie wbudowany nadajnik elektrooptyczny5 impulsów 25, spotykany zazwyczaj w handlu na¬ dajnik jako wzmacniajacy, do mierzenia kata wy¬ chylania. Naped nastepuje przez zebnik 26 i kolo zebate 27, Obudowa 17 jest umieszczona przez lo¬ zysko kulkowe 28 na piascie pomiarowej i musi ayc tylko zabezpieczona przeciw obracaniu.Na górnym koncu piasty pomiarowej umie¬ szczone jest, nie przedstawione na rysunku, - urza¬ dzenie do mierzenia katów w ksztalcie nastawial- nej tarczy o skali 29 od 0° do 360°. Sluzy ono do wstepnego nastawiania z grubsza, np. mechanicz¬ nego srodka przewodzenia, w polozeniu jazdy na wprost.Pierscienie slizgowe 23 sa skonstruowane jako pierscien mosiezny o powierzchni pokrytej rodem, a kontakty suwakowe 24 — jako drut. stalowy.Przez to calkowicie metalowe przenoszenie piers¬ cienia slizgowego . — zmniejszane jest tarcie.Oprócz tego potrzebuja one mniej miejsca i rów¬ niez pózniejszy dozór ich w ruchu jest mniejszy. PL PL PL

Claims (6)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do mierzenia momentów kierowa¬ nia i katów kierowania przy pojazdach, w szcze¬ gólnosci przy pojazdach mechanicznych z piasta pomiarowa polaczalna z trzpieniem kierowniczym, która to piasta stanowi obracalna czesc mierzona z tensometrem elektrooporowym w ksztalcie paska do mierzenia momentów kierowania i czlon pomia- 1307 6 rowy do mierzenia katów kierowania, znamienne tym, ze czesc mierzona sklada sie z dwóch umie¬ szczonych wspólosiowo jeden w drugim i równo¬ legle do siebie pierscieni (18, 19), przy czym oba 5 pierscienie sa ze soba polaczone szprychami umie¬ szczonymi równolegle osiowo, które posiadaja ten- sometry elektrooporowe (21) oraz których profil przekroju poprzecznego pozwala uzyskac korpus o jednakowej wytrzymalosci.

2. M2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze szprychy sa wykonane jako gietkie paski meta¬ lowe (20), których waskie strony umieszczone sa w kierunku promieniowym.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, 15 ze paski metalowe (20) wykonane sa z tytanu.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dwa tensometry elektrooporowe (21) w ksztalcie paska sa umieszczone przy dwu lezacych naprze¬ ciw siebie szprychach w pelnym ukladzie mostko- 20 wym-

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pierscienie (18, 19) czesci mierzonej maja prze¬ biegajace promieniowo otwory (22).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 25 ze do przenoszenia mierzonych wartosci od obra¬ cajacej sie czesci piasty pomiarowej (1) do umoco¬ wanej czesci obudowy (17) piasty pomiarowej (1) ma pierscienie slizgowe (23) wykonane z mosiadzu pierscieniowego z powierzchnia pokryta rodem, 30 oraz ma kontakty suwakowe wykonane z drutu stalowego (24). FIG.1 3114 307 FfG.2 K-J FIG.3 FIG./; PZGraf. Koszalin A-41 100 A-4r. Cena 100 zl PL PL PL