DE19937124C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Gelenke von Radaufhängungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Gelenke von Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen ohne Demontage von Radaufhängungsteilen, wobei an zumindest einem Teil der Radaufhängung ein Vibrationsmotor befestigt wird, mittels dem den Radaufhängungsteilen hochfrequente Schwingungen aufgeprägt werden, wobei dann die Gelenke akustisch, optisch, manuell und/oder meßtechnisch geprüft werden. Eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem mit einem Befestigungsflansch versehenen Vibrationsmotor und ggf. einem Beschleunigungssensor, die an einem Radaufhängungsteil, bevorzugt am Radflansch, befestigbar und mit einer Prüfeinrichtung verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Gelenke von Radaufhän­ gungen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 4.

Bei Radaufhängungen in Kraftfahrzeugen gelangen zumeist an den unteren und/oder oberen Lenkern, bei gelenkten Radaufhängungen auch an den Spur­ stangen, sowie ggf. auch an weiteren Radaufhängungsteilen Gelenke in Ein­ satz, die beispielsweise Kugelgelenke, Gummi-Metall-Drehgelenke und auch andere Lagerungen sein können.

Zur Erzielung einer präzisen Radführung und einer geräuschlosen komfortab­ len Funktion der Radaufhängung ist die Spielfreiheit dieser Gelenke ein wichti­ ger Faktor, wobei die Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion einzelner Gelenke im Radaufhängungsverbund teilweise nicht ohne weiteres möglich ist und Fehleinschätzungen auftreten können.

Zur örtlichen Ermittlung unerwünschter Geräusche verursacht durch lockere Verbindungen in Fahrzeugen ist es bekannt (US 2,013,235) eine Vibrationsvor­ richtung zur Erzeugung von Vibrationen zu verwenden. Konkret ist hier eine Vibrationsvorrichtung an einem Trittbrett einer Fahrzeugkarosserie ange­ klemmt, wodurch diesem Schwingungen aufgeprägt werden. Diese Schwingungen gelangen nicht oder allenfalls stark gedämpft in die Gelenke im Rad­ aufhängungsverbund, wobei diese Dämpfung insbesondere durch die gefe­ derte und gedämpfte Abstützung des Radaufhängungsverbunds gegenüber der Karosserie, sowie das große Fahrzeuggewicht bedingt ist, welches auf den ebenfalls als Federn und Dämpfer wirkenden Fahrzeugreifen ruht und eine hohe Trägheitsmasse darstellt. Damit kann die hier gezeigte Anordnung zur Ermittlung und Lokalisierung von unerwünschten Geräuschen an Karosserien von Fahrzeugen geeignet sein, nicht jedoch für eine Prüfung der Gelenke von Radaufhängungen.

Weiter ist ein Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von fehlerhaften oder fehlerhaft montierten Bauteilen in Baueinheiten der Kraftübertragungssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-OS 20 35 102). Dabei werden betriebsmäßig drehende Teile des Kraftübertragungssystems, beispielsweise eine Getriebe­ antriebsachse über einen Druckluftmotor fremdangetrieben und deren Laufge­ räusche, sowie ggf. Vibrationen und Schwingungen untersucht. Solche mögli­ chen Vibrationen werden somit hier nicht fremd aufgebracht und aufgeprägt, sondern als Reaktion fehlerhaft drehender, defekter Bauteile ermittelt. Eine Überprüfung von nichtdrehenden Gelenken von Radaufhängungen ist mit die­ sem Verfahren nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren aufzuzeigen mit dem schnell und problemlos Gelenke von Radaufhängungen überprüfbar sind, sowie eine bauli­ che einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.

Die verfahrensgemäße Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 werden zur Prüfung der Gelenke von Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

• a) das Rad der entsprechenden Radaufhängung wird abgenommen,
• b) am damit frei zugänglichen Radflansch des abgenommenen Rads wird ein Vibrationsmotor befestigt,
• c) mit dem Vibrationsmotor wird dem Radflansch und den weiteren zuge­ ordneten Radaufhängungsteilen eine hochfrequente Schwingung aufge­ prägt,
• d) die Reaktion der Gelenke der Radaufhängung auf die aufgeprägte hoch­ frequente Schwingung wird akustisch und/oder optisch und/oder manuell und/oder messtechnisch zur Ermittlung von Gelenkschäden geprüft.

Derartige Vibrationsmotoren sind handelsüblich. Durch deren Befestigung am Radflansch und bei deren Betrieb werden durch die umlaufende Unwucht der Radaufhängung hochfrequente Schwingungen von z. B. 1 KHz aufgeprägt. Überraschend hat sich gezeigt, dass dadurch relativ einfach defekte Gelenke erkennbar sind.

Der Defekt kann z. B. akustisch erkannt werden, indem dieses Gelenk deutlich hörbare Geräusche abstrahlt. Eine weitere Prüfmöglichkeit besteht darin, dass eine Prüfperson die entsprechenden Gelenke mit der Hand abtastet, wobei defekte Gelenke durch deutliches Rütteln, Brummen, etc. erkennbar sind. Z. B. kann sich das abgestrahlte Geräusch durch Abtasten mit der Hand hörbar ver­ ändern.

Es ist jedoch auch möglich, den Defekt eines Gelenkes messtechnisch zu er­ fassen, indem an geeigneter Stelle der Radaufhängung ein Schwingungsauf­ nehmer montiert und dessen Signale erfasst und schwingungstechnisch aus­ gewertet werden. Durch Veränderung der gemessenen Schwingungsamplituden im Vergleich zu einer ordnungsgemäßen Radaufhängung sind durch de­ fekte Gelenke "verstimmte" Amplitudenspektren erkennbar. Insbesondere kön­ nen sich die Schwingungsamplituden vergrößern.

Bei der Prüfung der Radaufhängung werden die Räder des Kraftfahrzeuges der entsprechenden Radaufhängung abgenommen, wodurch die Massenträg­ heit des gesamten Systems für eine Schwingungsaufprägung und sichere Prüfung verringert wird.

Der Vibrationsmotor wird bei abgenommenen Rädern an dem jeweiligen Rad­ flansch der Radaufhängung befestigt. Daraus resultiert sowohl eine schnelle Montage des Vibrationsmotors und ggf. des Schwingungsaufnehmers mit un­ mittelbarer Schwingungsaufprägung und Einleitung in die Radaufhängung.

Ferner kann durch Verdrehen des Radflansches in einfacher Weise eine Prü­ fung der Radaufhängung in zwei oder mehreren Schwingungsebenen (insbe­ sondere in Y- und Z-Richtung) erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass bei ver­ schiedenen Radaufhängungen durch diese zweifache Prüfung jeweils defi­ nierte Gelenke der Radaufhängung überprüfbar sind.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Vib­ rationsmotor mit einem Befestigungsflansch zur schnellen Befestigung des Vibrationsmotors an dem das Rad aufnehmenden Radflansch auf. Dabei kann der Schwingungsaufnehmer ebenfalls an diesem Befestigungsflansch ange­ ordnet und mit einer Prüfeinrichtung verbunden sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die einzige schematische Zeichnung zeigt in raumbildli­ cher Darstellung eine Seite einer vorderen Radaufhängung für ein Kraftfahr­ zeug mit daran befestigter Prüfeinrichtung für deren Gelenke.

Die dargestellte Radaufhängung 10 für ein linkes Vorderrad (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeuges setzt sich im wesentlichen zusammen aus zwei unteren Lenkern 12, 14 und zwei oberen Lenkern 16, 18, die über allgemein mit 20 be­ zeichnete Gelenke einenends mit dem nicht dargestellten Aufbau des Kraft­ fahrzeuges und andernends mit einem Radträger 22 verbunden sind. Ferner ist ein Federbein 24 an dem unteren Lenker 14 über ein weiteres Gelenk 20 angelenkt und über ein Dämpferlager 26 am Aufbau abgestützt. Weitere Ge­ lenke 20 befinden sich an der Spurstange 28 der nicht weiter dargestellten Lenkung des Kraftfahrzeuges und ggf. an der Anlenkung des Stabilisators 30.

In dem Radträger 22 ist ein Radflansch 32 in bekannter Weise über entspre­ chende Radlager drehbar gelagert, der das nicht dargestellte linke Vorderrad des Kraftfahrzeuges trägt, wobei in dem Radflansch 32 mehrere Gewindeboh­ rungen 34 zur Aufnahme der Rasschrauben 36 vorgesehen sind.

Mittels zwei der Radschrauben 36 ist an dem Radflansch 32 ein eine gezielte Unwucht mit einer Schwingungsfrequenz von z. B. 1 KHz erzeugender Vibrati­ onsmotor 38 befestigt. Der Vibrationsmotor 38 weist dazu einen Befestigungs­ flansch 40 auf, der zwei Bohrungen entsprechend dem Teilungsabstand der Gewindebohrung 34 im Radflansch 32 aufweist, wobei die Radschrauben 36 durch die Bohrungen hindurch in die Gewindebohrungen 34 eingeschraubt werden.

Ferner ist an dem Befestigungsflansch 40 ein elektrischer Beschleunigungs­ aufnehmer 42 handelsüblicher Bauart angeordnet.

Der Beschleunigungsaufnehmer 42 und der Vibrationsmotor 38 sind mit einer nicht dargestellten Prüfeinrichtung verbunden, über die der Vibrationsmotor 38 in Betrieb setzbar und die Signale des Beschleunigungsaufnehmers 42 aus­ wertbar sind. Das Amplitudenspektrum der gemessenen Schwingungen kann zur Auswertung entsprechend aufgezeichnet werden.

Zum Prüfen der Radaufhängung 10 bzw. deren Gelenke 20 wird das nicht dar­ gestellte Vorderrad abgeschraubt, wobei das Kraftfahrzeug selbstverständlich entsprechend angehoben werden muss (z. B. mittels einer Hebebühne).

Anschließend wird der Vibrationsmotor 38 mit dem Beschleunigungsaufneh­ mer 42 mittels des Befestigungsflansches 30 an den nunmehr frei zugängli­ chen Radflansch 32 durch zwei Radschrauben 36 (oder separate Schrauben) befestigt.

Die Schwingungseinleitung mittels des Vibrationsmotors 38 kann in den zwei eingezeichneten Schwingungsebenen Y (horizontal) und Z (vertikal) durch ent­ sprechende Inbetriebnahme des Vibrationsmotors 38 erfolgen.

Es hat sich gezeigt, dass bereits eine subjektive Auswertung bzw. eine manu­ elle und/oder akustische Prüfung der Gelenke 20 sehr zuverlässige Ergebnisse bringt. Defekte Gelenke 20 werden zu 100% durch die Prüfperson erkannt. Damit ergibt sich bereits z. B. für Werkstätten eine einfache handhabbare und montierbare Prüfeinrichtung, die ohne Demontagearbeiten ein schnelles Auf­ finden defekter Gelenke 20 ermöglicht.

Zudem oder alternativ kann durch entsprechende Verwendung und Auswer­ tung des Beschleunigungsaufnehmers 42 ein Amplitudenspektrum der Rad­ aufhängung 10 aufgezeichnet werden; z. B. durch Filterung und zweifache In­ tegration errechnete Wegsignale über eine definierte Messzeit. Bei Vorhan­ densein defekter Gelenke 20 ist der gemessene Amplitudenausschlag deutlich verändert bzw. erhöht.

Es versteht sich, dass die dargestellte Radaufhängung 10 von beliebiger Kon­ struktion sein kann. Die Prüfung kann sowohl für Kugelgelenke als auch für jegliche andere Drehgelenke und Schwenkgelenke angewendet werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Prüfen der Gelenke von Radaufhängungen von Kraftfahr­ zeugen gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) das Rad der entsprechenden Radaufhängung wird abgenommen,
• b) am damit frei zugänglichen Radflansch des abgenommenen Rads wird ein Vibrationsmotor befestigt,
• c) mit dem Vibrationsmotor wird dem Radflansch und den weiteren zugeordneten Radaufhängungsteilen eine hochfrequente Schwin­ gung aufgeprägt,
• d) die Reaktion der Gelenke der Radaufhängung auf die aufgeprägte hochfrequente Schwingung wird akustisch und/oder optisch und/oder manuell und/oder messtechnisch zur Ermittlung von Gelenkschäden geprüft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in weiteren Verfahrensschritten der Vibrationsmotor (38) für die Prüfung in mindes­ tens zwei Schwingungsebenen (Y, Z) geschwenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu­ mindest ein Beschleunigungsaufnehmer (42) verwendet und Gelenkschäden durch Herausfilterung und Auswertung der gemessenen Schwingungsamplituden definiert werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vibrationsmotor (38) mit einem Befestigungsflansch (40) zur schnellen Befestigung an einem Radaufhängungsteil (32) der Radaufhängung (10) vorgesehen ist, wobei der Befestigungsflansch (40) zur Befestigung an dem Radflansch (32) der Radaufhängung (10) des Kraftfahrzeuges angepasst und ausgebil­ det ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Befes­ tigungsflansch (40) ferner ein Beschleunigungsaufnehmer (42) angeord­ net ist, wobei der Vibrationsmotor (38) und der Beschleunigungsauf­ nehmer (42) mit einer Prüfeinrichtung verbunden sind.