PL223845B1 - Kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu sił na kole kierownicy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu sił na kole kierownicy, mająca zastosowanie w badaniach pojazdów.

Podczas badań pojazdów, w szczególności - układów kierowniczych, zachodzi nieraz potrzeba pomiaru momentu sił przyłożonych do koła kierownicy. Istnieją różne metody pomiaru momentu. Po dstawową zasadą jest takie wykonanie pomiaru, które nie wpływa na mierzoną wielkość. W przypadku pomiaru momentu siły na kole kierownicy podczas badań trakcyjnych należy zapewnić osobie kierującej badanym pojazdem takie warunki, jakie panują podczas zwykłej jazdy. Wynika z tego, że podczas pomiarów kierownica powinna być ustawiona w takiej samej pozycji jak podczas normalnej jazdy.

Do pomiaru momentu sił na kole kierownicy stosuje się tzw. kierownice dynamometryczne. Są to urządzenia montowane zamiast kierownicy pojazdu.

Jednym ze znanych rozwiązań jest kierownica dynamometryczna firmy Corrsys Datron Sensorsysteme GmbH z Kistler Group, montowana na końcówce wału kierownicy po demontażu oryginalnej kierownicy. Wadą tego rozwiązania jest konieczność demontażu oryginalnej kierownicy oraz zmiana położenia koła kierownicy - przesunięcie go o kilkanaście centymetrów w stronę kierującego w stosunku do położenia oryginalnej kierownicy.

Innym rozwiązaniem tej samej firmy jest kierownica dynamometryczna montowana do oryginalnego koła kierownicy. Zaletą tego rozwiązania jest brak konieczności demontażu oryginalnego koła kierownicy. Wadą jest natomiast jeszcze większe niż w poprzednim rozwiązaniu przesunięcie kierownicy. Tak duża zmiana położenia koła kierownicy w stosunku do jej oryginalnego położenia zmienia w istotny sposób warunki pracy kierującego.

Oba rozwiązania zmniejszają bezpieczeństwo, ponieważ wykluczają zadziałanie poduszki gazowej kierowcy. W pierwszym przypadku jest ona zdemontowana wraz z oryginalnym kołem kierownicy, w drugim zasłonięta przez kierownicę dynamometryczną, z czego wynika konieczność jej wyłączenia. Niedogodnością jest też niemożliwość korzystania z elementów sterownia umieszczonych na kole kierownicy lub bezpośrednio pod nim w pierwszym przypadku, lub poważne utrudnienie w drugim.

Kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy, według wynalazku wyróżnia się tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny jest moc owany nieruchomo do oryginalnego koła kierownicy, a zewnętrzny jest ułożyskowany na pierścieniu wewnętrznym, korzystnie za pośrednictwem elementów tocznych zapewniających ruch kątowy pierścienia zewnętrznego względem osi koła kierownicy, przy czym między pierścieniem wewnętrznym a zewnętrznym są umieszczone czujniki pomiarowe do pomiaru momentu siły, zwłaszcza w postaci czujników siły. Ponadto pierścień wewnętrzny jest mocowany do koła kierownicy za pomocą pierścienia mocującego, a do pierścienia zewnętrznego jest przymocowany pierścień osłonowy.

Inna kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy, według wynalazku wyróżnia się tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny jest mocowany nieruchomo do oryginalnego koła kierownicy, a zewnętrzny jest osadzony na pierścieniu wewnętrznym za pośrednictwem elastycznych łączników zapewniających ruch kątowy pierścienia zewnętrznego względem osi koła kierownicy, przy czym między pierścieniem wewnętrznym a zewnętrznym są umieszczone czujniki pomiarowe do pomiaru momentu siły, zwłaszcza w postaci czujników siły. Ponadto pierścień wewnętrzny jest mocowany do koła kierownicy za pomocą pierścienia mocującego, a do pierścienia zewnętrznego jest przymocowany pierścień osłonowy.

Druga inna kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy, według wynalazku wyróżnia się tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny jest mocowany nieruchomo do oryginalnego koła kierownicy, a zewnętrzny jest zamocowany na pierścieniu wewnętrznym za pośrednictwem pierścienia pomiarowego złożonego z dwóch obręczy, mniejszej i większej, połączonych sprężystymi żebrami, przy czym na żebrach są umieszczone czujniki pomiarowe, korzystnie tensometryczne, do pomiaru momentu siły na podstawie odkształceń żeber. Ponadto pierścień wewnętrzny jest mocowany do koła kierownicy za pomocą pierścienia mocującego, a do pierścienia zewnętrznego jest przymocowany pierścień osłonowy, przy czym żebra stanowią płaskie elementy sprężyste rozmieszczone w płaszczyznach promieniowych leżących w osi koła kierownicy.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest brak konieczności demontowania oryginalnego koła kierownicy i zmiany płaszczyzny ustawienia koła kierownicy w stosunku do pozycji kierowcy. Rozwiązanie według wynalazku zapewnia też możliwość prawidłowego działania poduszki gazowej i nie

PL 223 845 B1 ogranicza możliwości korzystania z elementów sterowania samochodem umieszczonych na kole kierownicy lub bezpośrednio pod nim.

Kierownica według wynalazku jest uwidoczniona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kierownicę dynamometryczną z elementami tocznymi w przekroju poprzecznym, fig. 2 przedstawia zamocowanie czujnika siły w kierownicy dynamometrycznej w płaszczyźnie koła kierownicy w przekroju wzdłużnym, fig. 3 przedstawia kierownicę dynamometryczną z łącznikiem elastycznym w przekroju poprzecznym, fig. 4 przedstawia kierownicę dynamometryczną z pierścieniem pomiarowym w przekroju poprzecznym, a fig. 5 przedstawia rozmieszczenie żeber w pierścieniu pomiarowym w płaszczyźnie koła kierownicy w przekroju wzdłużnym.

Kierownica dynamometryczna według wynalazku jest montowana w płaszczyźnie oryginalnego koła kierownicy 1.

Jak przedstawiono na fig. 1, 2, kierownica dynamometryczna jest zamocowana na oryginalnym kole kierownicy 1 za pomocą dwóch nieruchomych pierścieni, pierścienia mocującego 2 i pierścienia wewnętrznego 3, stycznych do zewnętrznej powierzchni na obwodzie koła kierownicy 1. Na pierścieniu wewnętrznym 3 jest ułożyskowany współosiowo pierścień zewnętrzny 4 połączony z pierścieniem osłaniającym 5. Pomiędzy pierścieniem wewnętrznym 3 a zewnętrznym 4 są umieszczone elementy toczne 7, które zapewniają ruch kątowy pierścienia zewnętrznego 4 względem pierścieni nieruchomych i osi koła kierownicy 1. Pierścień wewnętrzny 3 i zewnętrzny 4 są połączone czujnikami pomiarowym w postaci jednego lub kilku czujników siły 6 umieszczonych w szczelinie między tymi pierści eniami.

Podczas pomiaru kierujący przykłada siłę do pierścienia zewnętrznego 4, a jego oddziaływanie przekazywane jest na pierścień wewnętrzny 3 za pośrednictwem jednego lub kilku czujników pomiarowych, umieszczonych pomiędzy tymi pierścieniami, co po uwzględnieniu promienia, na którym umieszczone są czujniki, umożliwia zmierzenie momentu sił oddziaływania kierowcy.

W innym wykonaniu kierownicy dynamometrycznej, przedstawionym na fig. 3, jej konstrukcja różni się tym od przedstawionej na fig. 1 i fig. 2, że pierścień zewnętrzny 4 jest osadzony na pierści eniu wewnętrznym 3 za pośrednictwem elastycznych łączników 8 zapewniających ruch kątowy pierścienia zewnętrznego 4 względem osi koła kierownicy 1. W tym wykonaniu czujniki pomiarowe, zwłaszcza czujniki siły 6, także umieszczone są między pierścieniem wewnętrznym 3 a zewnętrznym 4. Działanie jest analogiczne.

Jak przedstawiono na fig. 4, 5, w drugim innym wykonaniu kierownicy dynamometrycznej jest ona zamocowana na oryginalnym kole kierownicy 1 za pomocą dwóch nieruchomych pierścieni, pierścienia mocującego 2 i pierścienia wewnętrznego 3, a do pierścienia wewnętrznego 3 jest pr zymocowany współosiowo pierścień zewnętrzny 4 za pośrednictwem pierścienia pomiarowego 9. Pierścień pomiarowy 9 jest wykonany z dwóch koncentrycznych obręczy, mniejszej i większej, połączonych sprężystymi żebrami 10. Pierścień zewnętrzny 4 jest zamocowany do pierścienia pomiarowego 9 od strony obręczy większej. Do pierścienia zewnętrznego 4 jest przykręcony pierścień osłonowy 5. Żebra 10 stanowią płaskie elementy sprężyste rozmieszczone w płaszczyznach promieniowych leżących w osi koła kierownicy 1. W szczelinie między obręczami są umieszczone czujniki pomiarowe, korzystnie tensometryczne, do pomiaru momentu siły na podstawie pomiaru odkształceń sprężystych żeber 10.

Podczas pomiaru, na skutek przyłożenia siły do koła kierownicy 1, żebra 10 pierścienia pomiarowego 9 poddane są odkształceniom sprężystym. Wyznaczenie momentu siły na kole kierownicy 1 dokonywane jest przez pomiar naprężeń lub odkształceń żeber 10 za pomocą odpowiednich czujników pomiarowych, co po uwzględnieniu promienia, na którym umieszczone są czujniki, umożliwia zmierzenie momentu sił oddziaływania kierowcy.

W rozwiązaniu według wynalazku pierścień mocujący 2, służący do zaciśnięcia pierścienia wewnętrznego 3, na kole kierownicy 1, może być wykonany z wycinków pierścienia o takim kształcie przekroju, który ułatwia jego zaciśnięcie na kole kierownicy 1, na przykład klinowym. Pierścień osłonowy 5 zapobiega kontaktowi rąk kierującego z oryginalnym kołem kierownicy 1 i jest mocowany po przeciwnej stronie w stosunku do kierującego.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy, znamienna tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny (3) jest mocowany nieruchomo

   PL 223 845 B1 do oryginalnego koła kierownicy (1), a zewnętrzny (4) jest ułożyskowany na pierścieniu wewnętrznym (3), korzystnie za pośrednictwem elementów tocznych (7) zapewniających ruch kątowy pierścienia zewnętrznego (4) względem osi koła kierownicy (1), przy czym między pierścieniem wewnętr znym (3) a zewnętrznym (4) są umieszczone czujniki pomiarowe do pomiaru momentu siły, zwłaszcza w postaci czujników siły (6).
2. 2. Kierownica według zastrz. 1, znamienna tym, że pierścień wewnętrzny (3) jest mocowany do koła kierownicy (1) za pomocą pierścienia mocującego (2), a do pierścienia zewnętrznego (4) jest przymocowany pierścień osłonowy (5).
3. 3. Kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy, znamienna tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny (3) jest mocowany nieruchomo do oryginalnego koła kierownicy (1), a zewnętrzny (4) jest osadzony na pierścieniu wewnętrznym (3) za pośrednictwem elastycznych łączników (8) zapewniających ruch kątowy pierścienia zewnętrzn ego (4) względem osi koła kierownicy (1), przy czym między pierścieniem wewnętrznym (3) a zewnętrznym (4) są umieszczone czujniki pomiarowe do pomiaru momentu siły, zwłaszcza w postaci czujników siły (6).
4. 4. Kierownica według zastrz. 3, znamienna tym, że pierścień wewnętrzny (3) jest mocowany do koła kierownicy (1) za pomocą pierścienia mocującego (2), a do pierścienia zewnętrznego (4) jest przymocowany pierścień osłonowy (5).
5. 5. Kierownica dynamometryczna do pomiaru momentu siły na kole kierownicy znamienna tym, że składa się z dwóch współosiowych pierścieni, z których wewnętrzny (3) jest mocowany nieruchomo do oryginalnego koła kierownicy (1), a zewnętrzny (4) jest zamocowany na pierścieniu w ewnętrznym (3) za pośrednictwem pierścienia pomiarowego (9) złożonego z dwóch obręczy, mniejszej i większej, połączonych sprężystymi żebrami (10), przy czym na żebrach (10) są umieszczone czujniki pomiarowe, korzystnie tensometryczne, do pomiaru momentu siły na podstawie odkształceń żeber (10).
6. 6. Kierownica według zastrz. 5, znamienna tym, że pierścień wewnętrzny (3) jest mocowany do koła kierownicy (1) za pomocą pierścienia mocującego (2), a do pierścienia zewnętrznego (4) jest przymocowany pierścień osłonowy (5), przy czym żebra (10) stanowią płaskie elementy sprężyste rozmieszczone w płaszczyznach promieniowych leżących w osi koła kierownicy (1).