DE1013094B - Device for the electrical measurement of vertical forces and vibrations occurring on vehicle wheels or axles, in particular motor vehicle wheels - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum elektrischen. Messen von an: Fahrzeugrädern oder Achsen, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern, auftretenden Vertikalkräften und -schwingungen.The invention relates to a device for electrical. Measure to: vehicle wheels or Axles, in particular of motor vehicle wheels, occurring vertical forces and vibrations.

Die Erfindung besteht darin, daß als Meßgeber eines an sich bekannten, mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meßgerätes ein mittels eines Schraubbolzens verstellbarer dreigliedriger Tauchkern dient, dessen durch einen nicht magnetisierbaren mittleren. Kernabschnitt getrennte magnetisierbare Kernabschnitte von außen her in eine in der Meßbrücke des Meßgerätes angeordnete Doppelspule eintauchen, wobei der Tauchkern von einem zentralen Schaftteil gehalten wird, von welchem zwei Biegeflansche abragen, die mit zwischengeordneten Abstandsringen und/oder Schultern an. einem an der zu untersuchenden Achse angeordneten, insbesondere U-förmigen Träger befestigt sind, an dem auch die zugehörige Tauchspule befestigt ist. Bei der Verwendung von Schraubenfedern als Federung für die Radführung kann der Tauchkern unter Zwischenschaltung eines die Radachse umgebenden starren Zwischengliedes am Federteller zwischen Feder und Achse befestigt werden. Beim Vorhandensein eines Stoßdämpfers wird dessen unteres Ende an dem starren Zwischenglied insbesondere elastisch angelenkt.The invention consists in that a known sensor with carrier frequency modulation is used as the encoder working measuring device a three-part plunger core adjustable by means of a screw bolt serves, its by a non-magnetizable middle. Separate magnetizable core section Immerse core sections from the outside in a double coil arranged in the measuring bridge of the measuring device, the plunger being held by a central shaft part from which two bending flanges protrude with intermediate spacer rings and / or shoulders. one at the too investigating axis arranged, in particular U-shaped carrier are attached to which the associated Moving coil is attached. When using coil springs as suspension for the wheel guidance can the plunger with the interposition of a rigid link surrounding the wheel axle be attached to the spring plate between the spring and the axle. In the presence of a shock absorber its lower end is articulated in particular elastically to the rigid intermediate member.

Die Erfindung hat den Zweck, ohne grundsätzlichen Umbau der Rad führung und deren Abfederung die Meßstelle so anzuordnen, daß unter normalen Betriebsbedingungen ein möglichst genaues Meßergebnis erzielt wird.The purpose of the invention is to guide and cushion the wheel without any fundamental modification Arrange the measuring point in such a way that the measurement result is as accurate as possible under normal operating conditions is achieved.

Es sind zwar schon elektrische Kraftmesser bekannt mit einem in einer Brückenschaltung liegenden Tauchspulensystem, die jedoch mit einem veränderlichen Luftspalt arbeiten. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß sich mit jeder Änderung des Luftspaltes auch die Empfindlichkeit des Meßgebers ändert. Es besteht daher bei solchen Geräten nur eine geringe Meßgenauigkeit. Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt.Electric force gauges are already known with a moving coil system located in a bridge circuit, but with a variable Working air gap. A disadvantage of this arrangement is that with every change in the air gap the sensitivity of the transducer also changes. There is therefore only a small amount in such devices Measurement accuracy. This disadvantage is eliminated by the present invention.

Es sind zwar auch schon mit einem in eine Spule eintauchenden Kern arbeitende Meßgeber für Trägerfrequenzmodulationsgeräte bekannt. Diese arbeiten jedoch mit einem einteiligen Kern und dienen ausschließlich zum Messen von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, aber nicht zum Messen eines Druckweges beim Messen von Vertikalkräften an Fahrzeugrädern, im Sinne der vorliegenden Erfindung, wofür nur in Verbindung mit der besonderen Ausbildung des Meßgebers Schutz begehrt wird.It is true that transducers for carrier frequency modulation devices that work with a core immersed in a coil are also used known. However, these work with a one-piece core and are used exclusively for measuring speeds and accelerations, but not for measuring one Pressure path when measuring vertical forces on vehicle wheels, within the meaning of the present invention, for which protection is sought only in connection with the special training of the measuring transducer.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigtIn the drawing, the invention is illustrated in one embodiment. It shows

Fig. 1 die Antriebsachse eines Fahrzeuges mitSchraubenfederabfederung und Stoßdämpfen im Aufriß,Fig. 1 shows the drive axle of a vehicle with coil spring suspension and shock absorption in elevation,

Einrichtung zum elektrischen MessenDevice for electrical measurement

von an Fahrzeugrädern oder Achsen,from on vehicle wheels or axles,

insb es onder e Kraftfahrzeugrädern,in particular on motor vehicle wheels,

auftretenden Vertikalkräftenoccurring vertical forces

und -schwingungenand vibrations

Anmelder:Applicant:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,Daimler-Benz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Untertürkheim,Stuttgart-Untertürkheim,

Mercedesstr. 136Mercedesstrasse 136

Dipl.-Ing. Hans Steinbrenner, Stuttgart,Dipl.-Ing. Hans Steinbrenner, Stuttgart,

und Otto Hahn, Stuttgart-Untertürkheim,and Otto Hahn, Stuttgart-Untertürkheim,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem durch eine Kreislinie II gekennzeichneten Bereich der Fig. 1, FIG. 2 shows a detail from the area of FIG. 1 marked by a circular line II,

Fig. 3 das Schaltschema für ein miitTrägerfrequenzmodulation arbeitendes elektrisches Meß- und Anzeigegerät. Fig. 3 shows the circuit diagram for a carrier frequency modulation working electrical measuring and display device.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Kraftfahrzeugpendelachse 1 über eine Hauptfeder 2 an einem ausladenden Rahmenteil 3 abgestützt. Innerhalb der als ungeführte Schraubenfedern ausgebildeten Hauptfeder 2 ist eine Zusatzfeder 4 angeordnet. Diese ist nur am Rahmen befestigt und tritt erst in Tätigkeit, wenn die Pendelachse 1 so- weit nach oben ausgeschwenkt ist, daß das. freie Ende dieser Zusatzfeder auf einem Widerlager 5 des unteren Federtellers 6 aufschlägt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a motor vehicle pendulum axle 1 is via a main spring 2 supported on a projecting frame part 3. Within the designed as unguided coil springs Main spring 2, an additional spring 4 is arranged. This is only attached to the frame and only occurs in action when the pendulum axle 1 is swiveled upwards so far that the free end of it Additional spring hits an abutment 5 of the lower spring plate 6.

Um die an der Achse 1 bzw. am Fahrzeugrad auftretenden Vertikalstöße messen zu können, ist nach der Erfindung unter den unteren Federteller 6 z. B.In order to be able to measure the vertical impacts occurring on axle 1 or on the vehicle wheel, of the invention under the lower spring plate 6 z. B.

mittels eines Schraubenbolzens 7 ein tunnelartiger Körper 8 mit einem U-förmigen Querschnitt befestigt, durch welchen das radführende Ende der Achse 1 hindurchtritt und dessen Schenkel mit einer Grundplatte 9 z. B. durch Schrauben lösbar verbunden sind.a tunnel-like body 8 with a U-shaped cross-section is fastened by means of a screw bolt 7, through which the wheel-leading end of the axle 1 passes and its legs with a base plate 9 z. B. are releasably connected by screws.

Von der Grundplatte 9 ragt ein mittlerer Schaft 10 nach unten, von welchem wiederum zwei in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Biegeplatten 11 und 12 quer abragen. Mit Hilfe eines Abstandsringes 13 und Schrauben 14 sind die beidenA middle shaft 10 protrudes downward from the base plate 9, of which in turn two in one Bending plates 11 and 12 arranged at a certain distance from one another protrude transversely. With help of a Spacer ring 13 and screws 14 are the two

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Biegeplatten 11 und 12 auf den Steg eines zweiten U-Stüekes 15 fest aufgespannt, das mit seinen Schenkeln an der Achse 1 z. B. durch Schweißen oder Schrauben fest verbunden ist. Zwischen der unteren Biegeplatte 12 und dem Steg des U-Stückes 15 befindet sich ein Spalt 16, welcher der Platte 12 einen Raum zum Ausbiegen nach unten frei läßt. Von dem erstgenannten U-Stück 8 ragt eine mit einem Auge 17 versehene Lasche 18 ab. Am Auge 17 ist das untere Ende des am Fahrzeug vorhandenen Teleskopstoßdämpfers 19 insbesondere mittels einer Metallgummibüchse elastisch gelagert.Bending plates 11 and 12 firmly clamped on the web of a second U-piece 15, which with its legs on axis 1 z. B. is firmly connected by welding or screws. Between the lower Bending plate 12 and the web of the U-piece 15 is a gap 16, which the plate 12 a Leaves free space for bending downwards. One with one eye 17 protrudes from the first-mentioned U-piece 8 provided tab 18. On the eye 17 is the lower end of the telescopic shock absorber present on the vehicle 19 mounted elastically in particular by means of a metal rubber bushing.

In der Mitte der unteren Biegeplatte 12 bzw. in das Stirnende des Zapfens 10 ist ein Schraubenbolzen 20 (Fig. 2) eingeschraubt. Von dem Kopf dieses Bolzens ragt ein stabförmige! Tauchkern 21 a, 21, 21 b nach unten, und zwar in eine Doppelspule 22 a, 22 b hinein. Die beiden äußeren Kernabschnitte 21 α und 21 & bestehen aus Weicheisen und der mittlere KernabschnittA screw bolt 20 (FIG. 2) is screwed into the middle of the lower bending plate 12 or into the front end of the pin 10. A rod-shaped one protrudes from the head of this bolt! Immersion core 21 a, 21, 21 b downwards, into a double coil 22 a, 22 b . The two outer core sections 21 and 21 & are made of soft iron and the middle core section

21 aus einem Nichteisenwerkstoff, z. B. aus Messing. Die Spulen 22 a, 22 b werden von einem Büchsenteil 23 gehalten (Fig. 1), der vom Steg des U-Stückes 15 nach unten ragt. Die Eintauchtiefe des Kernes ist derart eingestellt, daß die beiden Kernabschnitte 21a und 21 b von außen her jeweils gleich weit in ihre ^5 zugehörigen Spu^|lenabsehnitte22aund22& eintauchen. Die beiden Spulen gehören dem Meßzweig einer Meß brücke B an, die von einem Wechselstromgenerator G mit Trägerfrequenz versorgt wird. An die Brücke B schließt sich ein Verstärker V, an diesen ein Gleichrichter Gl und an diesen eine Siebkette J? an, deren Ausgang zu einem Anzeigegerät (Schreiber oder Oszillograph) führt.21 made of a non-ferrous material, e.g. B. made of brass. The coils 22 a, 22 b are held by a sleeve part 23 (Fig. 1) which protrudes from the web of the U-piece 15 downwards. The immersion depth of the core is set so that the two core portions 21a and 21b from the outside in each case equally far in their respective ^ 5 Spu ^| lenabsehnitte22aund22 & immerse. The two coils belong to the measuring branch of a measuring bridge B , which is supplied by an alternator G with carrier frequency. An amplifier V is connected to the bridge B , a rectifier Gl is connected to this and a filter chain J? whose output leads to a display device (recorder or oscilloscope).

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Sobald die Pendelachse 1 nach oben ausschwingt, zieht diese das U-Stück 15 mit nach oben und damit auch die Büchse 23 mit den inliegenden Spulen 22 a undThe mode of operation of the arrangement is as follows: As soon as the pendulum axle 1 swings upwards, it pulls this the U-piece 15 with upwards and thus also the sleeve 23 with the enclosed coils 22 a and

22 b, während die Feder 2 das U-Stück 8 in seiner Lage zu halten versucht. Dabei verändert sich die Eintauchtiefe der Kernabschnitte 21 a, 21 b in ihren Spulen 22a.,22&. Die Folge ist eine Änderung der Spuleninduktivität, die den Abgleich der Brücke stört und am Anzeigegerät A als der gesuchte Meßwert sichtbar wird. Außerdem können mehr als zwei Biegeplatten vorgesehen sein. Wesentlich ist dabei jeweils die zentrale Anordnung von Tauchkern und Spule, um außerhalb der Meß richtung verlaufende Kraftkomponenten als Fehlerquellen möglichst auszuschalten. 22 b, while the spring 2 tries to hold the U-piece 8 in its position. In this case, the immersion depth of the core portions 21 changes a, 21 b in its coil 22a., 22. The result is a change in the coil inductance, which disrupts the alignment of the bridge and is visible on display device A as the measured value being sought. In addition, more than two bending plates can be provided. The central arrangement of the plunger core and coil is essential in order to eliminate, if possible, force components running outside the measuring direction as sources of error.

Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung nicht nur auf durch Schraubenfedern abgefederte Radführungen und auf Fahrzeuge mit Pendelhalbachsen beschränkt, sondern für alle übrigen bekannten Abfederungen und Radführungen geeignet.It goes without saying that the invention is not only applied to wheel guides suspended by helical springs and limited to vehicles with pendulum half axles, but for all other known suspension systems and wheel guides suitable.

Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Einrichtung zum elektrischen Messen von an Fahrzeugrädern oder Achsen, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern, auftretenden Vertikalkräften und -schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgeber eines an sich bekannten, mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meßgerätes (Fig.3) ein mittels eines Schraubbolzens (20) verstellbarer dreigliedriger Tauchkern dient, dessen durc3J'i|jen nicht tnagnetisierbaren mittleren Kernabschiaitt (21) getrennte magnetisierbare Kernabschnitte (21 a, 21 b) von außen her in eine in der Meßbrücke (B) des Meßgerätes angeordnete Doppelspule (22 a, 22 &) eintauchen, wobei der Tauchkern von einem zentralen Schaftteil (10) gehalten wird, von welchem mindestens zwei Biegenansehe (11,12) abragen, die mit zwischengeordneten Abstandsringen (13) und/oder Schultern an einem an der zu untersuchenden Achse angeordneten, insbesondere U-förmigen Träger (15) befestigt sind, an dem auch die zugehörige Tauchspule (22 a, 22 V) befestigt ist.1. A device for the electrical measurement of vertical forces and vibrations occurring on vehicle wheels or axles, in particular vehicle wheels, characterized in that as a transducer of a per se known measuring device operating with carrier frequency modulation (FIG. 3) an adjustable by means of a screw bolt (20) tripartite plunger serves whose durc3J'i | not Jen tnagnetisierbaren middle Kernabschiaitt (21) separate magnetizable core portions (21 a, 21 b) from outside arranged in a in the measuring bridge (B) of the measuring instrument double coil (22 a, 22) immerse , the plunger being held by a central shaft part (10) from which at least two bending attachments (11, 12) protrude, which are arranged with intermediate spacer rings (13) and / or shoulders on an, in particular U-shaped, one on the axis to be examined Support (15) are attached to which the associated plunger coil (22 a, 22 V) is attached. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von Schraubenfedern (2) als Federung für die Radführung die Tauchkernhalterung (10) unter Zwischenschaltung eines die Radachse umgebenden starren Zwischengliedes (8) am Federteller (6) zwischen Feder (2) und Achse (1) befestigt ist.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that when using Coil springs (2) as suspension for the wheel guide, the plunger core holder (10) with the interposition a rigid intermediate member (8) surrounding the wheel axle is attached to the spring plate (6) between the spring (2) and the axle (1). 3. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein eines Stoßdämpfers (19) dessen unteres Ende an dem starren Zwischenstück (8) insbesondere elastisch angelenkt (17) ist.3. Measuring device according to claims 1 and 2, characterized in that when present of a shock absorber (19) whose lower end is attached to the rigid intermediate piece (8) in particular is resiliently hinged (17). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 744 036; Archiv für Technisches Messen (ATM), 186-3, Lieferung 221, Juni 1954, S. 139 bis 142.Documents considered: German Patent No. 744 036; Archive for Technisches Messen (ATM), 186-3, delivery 221, June 1954, pp. 139 to 142. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 709 59W171 T.© 709 59W171 T.