DE2630998A1

DE2630998A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen von schwingungsdaempfer eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE2630998A1
Application number: DE19762630998
Authority: DE
Inventors: Heinrich Fehr; Guenther Himmler
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1974-09-23
Filing date: 1976-07-09
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2630998C3; DE2630998B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungs-
dämpfern eines Fahrzeugs Zusatz zu P 2445406.6-52 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand, bei dem bzw. bei der ein auf einer Radaufstandsplatte ruhendes Rad des Fahrzeuges mittels einer umlaufenden Erregereinrichtung in Schwingungen versetzt wird und bei Resonanz des schwingenden Systems die Impedanz durch Ermittlung des Quotienten aus dynamischer Radaufstandskraft und Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstands -platte gemessen und angezeigt wird nach P 24 45 406.6-52.
Aus der Hauptanmeldung (DT-AS 24 45 406) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand bekannt, bei denen eine Meßgröße gewonnen wird, die direkt proportional der Qualität des Schwingungsdämpfers ist und als unmittelbare Anzeigengröße zur Verfügung steht.
Diese Meßgröße ist der Quotient aus der dynamischen Radaufstands -kraft und der Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufs tands platte bei Resonanz des schwingenden Systems. Der-Resonanzpunkt kann hierbei mittels doppelter Differentiation des Schw ingungs ges chwindigkeitssignals der Radaufstandsplatte gewonnen werden.
Beim bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird zur Ermittlung der Radaufstandskraft ein Kraftmeßgeber verwendet. Bei der Kraftmessung können sich jedoch leicht Meßfehler ergeben, da es notwendig ist, daß die Kraft in den KraftmelJgeber in einer ganz bestimmten Richtung eingeleitet werden muß, wenn man genaue Meßergebnisse erzielen will. Das bedeutet, daß das Rad auf der Radaufstandsplatte auf einer bestimmten Stelle stehen muß, was bei der Prüfung der Stoßdälnpfer an einem einzigen Rad sich noch durchführen läßt. Es ergeben sich jedoch Schwierigkciten, wenn man einen Doppelstand zur gleichzeitigen Messung von zwei Rädern, beispielsweise den beiden vorderen Rädern, hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu zeigen, bei dem mit vereinfachten und sicheren Mitteln die Impedanz, also eine der Qualität des Stoßdämpfers proportionale Größe gemessen und angezeigt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Ermittlung des Quotienten aus dynamischer Radaufstandskraft und Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstands platte die Winkelgeschwindigkeit der umlaufenden Er -re gerelnr ichtung uiid der Schwinguiigswe g oder die Schw ingungs geschwindigkeit der Radaufstandsplatte gemessen und bei Resonanz der Quotient aus Winkelgeschwindigkeit und Schwingweg oder aus Quadrat der Winkelgeschwindigkeit und der Schwingungsgeschwindigkeit gebildet und angezeigt wird.
Die zur Durchführun g dieses Verfahrens dienende Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand ist mit einer schwingungsfähigen Radaufstandsplatte, die durch eine umlaufende Erregerschwingung in Schwingung versetzbar ist und deren Schwingungen mittels eines Wegaufnehmers erfaßbar sind, sowie mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Resonanz versehen und dadurch gekennzeichnet, daß mit der umlaufenden Erregereinrichtung ein Meßgerät zur Winkelgeschwindigkeitsmessung verbunden ist, dessen Ausgang entweder an einen Dividierer angeschlossen ist, an welchem außerdem ein die S chw ing ungsamplitude der Iladaufstands platte erfassender Wegaufnehmer angeschlossen ist oder dessen Ausgang über einen Quadrierer an einen Dividierer angeschlossen ist, mit welchem außerdem eine die Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstands platte erfassende Ges chwindigkeits meßeinrichtung verbunden ist.
Das Meßgerät zur Winkelgeschwindigkeitsmessung kann direkt mit dem Antriebsmotor der Erregereinrichtung verbunden sein.
Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß man zur Ermittlung des Quotienten aus dynamischer Radaufstandskraft und Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufs tands platte keine Kraftmeßgeber benötigt, so daß mit vereinfachten Mitteln eine sichere Messung der Impedanz und damit der Qualität des Stoßdämpfers möglich ist, wobei man eine Meßgröße erhält, die dem Quotienten der dynamischen Radaufstandskraft und der Schwingungsgeschwindigkeit entspricht, welcher direkt proportional der Dämpfung des Schwingungsdämpfers ist.
Die Erfindung geht hierbei von der folgenden neuen Erkenntnis aus.
Für die Erregerkraft FE, welche in der Erregereinrichtung durch eine umlaufende Unwucht erzeugt wird, gilt folgende Gleichung: FE = U . #² wobei U die Unwucht und Q die Winkelgeschwindigkeit bedeuten. Da die Unwucht U konstant ist, kann hierfür auch ein Proportionalitätsfaktor k1 eingesetzt werden, so daß FE = k1 sich ergibt.
Die Schwinggeschwindigkeitv der Radaufstandsplatte ist dem Produkt aus Winkelgeschwindigkeit n und Schwingweg s der Radaufstandsplatte proportional.
v=s Bestimmt man jetzt die der Qualität des Stoßdämpfers proportionale Größe 1 (Impedanz), welche sich aus der Quotientenbildung von FE/v ergibt, erhält man k1 . #² I = oder s . # = k1 # s Somit ist es also möglich, die Impedanz aus Erregerwinkelgeschwindigkeit und Schwingweg bzw. Schwingungsgeschwindigkeit zu errechnen, ohne daß man Kraftmeßgeber einsetzen muß.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Dämpfungsgröße des Schwingungsdämpfers getrennt für die Zug-und Druckstufe des Schwingungsdämpfers ermittelt und angezeigt wird.
Hierdurch wird die Gefahr beseitigt, daß ein Stoßdämpfer, der in der Zug- und Druckstufe starke Unterschiede bezüglich der Dämpfungsqualität aufweist, noch als in der zulässigen Toleranzgrenze liegend efngestuft wird. Diese Gefahr ergibt sich insbesondere dadurch, daß der Prüfstand zur Bestimmung der Impedanz die Mittelwerte der Kraft- und Ges chwindigke its meßwerte zur Weiterverarbeitung verwendet.
Mit Hilfe der Weiterbildung der Erfindung kann daher selektiv sowohl die Zugstufe als auch die Druckstufe auf die erforderlichen Dämpfungswerte hin überprüft werden.
Ferner kann die Erfindung noch dadurch weitergebildet sein, daß den Dividierern Gut-Schlecht-Anzeigen nachgeschaltet sind, deren Toleranzgrößen mittels Grenzwerte instelleinrichtungen, insbesondere Grenzwertpotentiometern, voreinstellbar sind.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in den Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Schwingungsdämpferprüfstand in Doppel- und Unterflurausführung und Fig. 2 die Meßwertverarbeitung als Blockschaltbild.
In der Fig. 1 sind ein Kraftfahrzeug 1, Fahrzeugfedern 2 und Radaufhängungen 3.sowie zu prüfende Schwingungsdämpfer 4 dargestellt, wobei Fahrzeugräder 5 auf Radaufstandsplatten 6 ruhen. Der Schwingungsdämpferprüfstand ist in der gezeigten Darstellu«g als 'Unterflurprüfstand ausgebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, ihn als Uberflurprüfstand mit entsprechenden Auffahrrampen auszuführen. Die Radaufstandsplatten 6 werden mittels Parallelfederlenker 7 geführt. Zur Aufnahme und Kompensierung des Fahrzeuggewichtes sind Federn 8 vorgesehen. Die unterschiedlichen Fahrzeuggewichte können durch eine Niveauregelung 9, die manuell oder automatisch arbeitet, ausgeglichen werden1 damit immer die gleiche Ausgangsstellung vorliegt. Die Einleitung der Kraft in die Schwingungsdämpfer 4 erfolgt über eine umlaufende Erregereinrichtung in Form von Unwuchterregern 10, die mittels eines Motors 11 angetrieben werden können. Damit eine getrennte Messung des rechten und linken Schwingungsdämpfers 5 möglich ist, sind Kupplungen 12 vorgesehen, die jeweils über Gelenkwellen 13 mit dem entsprechenden Unwuchterreger 10 gekoppelt werden können, Mit dem Motor 11 ist ein Meßgerät zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des umlaufenden Unwuchterregers 10 in Form eines Generators 14 gekoppelt.
An den Radaufstandsplatten 6 können Wegaufnehmer oder Geschwindigkeitsaufnehmer 15 angelenkt sein.
In Fig. 2 ist die Meßwertverarbeitung dargestellt, wobei die Winkelgeschwindigkeit mittels des Generators 14 gemessen wird und der Generator eine entsprechende Spannung abgibt, die in einem Verstärker 16 verstärkt und in einen Speicher 17 eingegeben wird. Der Schwingweg wird mittels des Wegaufnehmers 15 gemessen, in einem Verstärker 18 verstärkt und anschließend für die Zug- und Druckstufe des Stoßdämpfers mittels positiven und negativen Spitzenwertspeichern 19 und 20 getrennt.
Bei Erreichen der Resonanz, die z. B. gemäß der älteren Patentanmeldung P 25 56 073 ermittelt werden kann, werden die anliegenden Größen der Speicher 17, 19 und 20 den Dividierern 21 und 22 weitergeleitet, die dann die Impedanz getrennt für die Druck- und Zugstufe des Schwingungsdämpfers ermitteln und an Anzeigegeräten 23 und 24 sichtbar machen. Es könnte aber auch ein umschaltbares Anzeigegerat, entsprechend der zu messenden Zug- bzw. Druckstufe eingesetzt werden.
Des weiteren können noch Gut-Schlecht-Anzeigen 25, 26 vorgesehen sein, die mittels Grenzwertpotentiometern 27, 28 voreingestellt werden.
Anstatt der Wegaufnehmer 15 können Geschwindigkeitsaufnehmer für die Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstandsplatte vorgesehen sein.
In diesem Fall wird die Winkelgeschwindigkeit vor den Dividierern 21 und 22 mittels eines nicht dargestellten Quadrierers quadriert.

Claims

Patentans prüche 1. Verfahren zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand, bei dem ein auf einer Radaufstandsplatte ruhendes Rad des Fahrzeuges mittels einer umlaufenden Erregereinrichtung in Schwingungen versetzt wird und bei Resonanz des schwingenden Systems die Impedanz durch Ermittlung des Quotienten aus dynamischer Radaufstandskraft und Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstands -platte gemessen und angezeigt wird nach P 24 45 406.6-52, dadurch propp tionalen gekennzeichnet, daß zur Ermittlung deuotienten aus dynamischer Radaufstandskraft und Schwingungsgeschwindigkeit die Winkelgeschwindigkeit der umlaufenden Erregereinrichtung und der Schwingweg oder die Schwingungsgeschwindigkeit der Radaufstands platte gemessen und bei Resonanz der Quotient aus Winkelgeschwindigkeit und Schwingweg oder aus dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit und der Schwingungs geschwindigkeit gebildet und aufgezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsgröße bzw. Impedanz des Schwingungsdämpfers getrennt für die Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers ermittelt und angezeigt wird.
3. Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand mit einer schwingungsfähigen Radaufstandsplatte, die durch eine umlaufende Erregereinrichtung in Schwingung versetzbar ist und deren Schwingungen mittels eines Wegaufnehmers erfaßbar sind und einer Einrichtung zur Ermittlung der Resonanz zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der umlaufenden Erregereinrichtung (10, 11) ein Meßgerät (14) zur Winkelges chwind igkeitsmessung verbunden ist, des -sen Ausgang an einem Dividierer (21, 22) angeschlossen ist, an welchem außerdem ein die Schwingungsamplitude der Radaufstandsplatte erfassender Wegaufnehmer angeschlossen ist.
4. Vorrichtung zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand mit einer schwingungsfähigen Radaufstandsplatte, die durch eine umlaufende Erregereinrichtung in Schwingung versetzbar ist und deren Schwingungen mittels eines Wegaufnehmers erfaßbar sind, und einer Einrichtung zur Ermittlung der Resonanz zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennze ichnet, daß mit der umlaufenden Erregereinrichtung (10, 11) ein Meßgerät (14) zur Winkelgeschwindigkeitsmessung verbunden ist, dessen Ausgang über einen Quadrierer an einen Dividierer (21, 22) angeschlossen ist, mit welchem außerdem eine die Schwingungsgeschwindigke it der Radaufstandsplatte erfassende Ges chwindigke its meße inr ich -tung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h -net, daß Trenneinrichtungen (19, 20) den Dividierern (21, 22) vorgeschaltet sind, welche die Amplitudengrößen des Schwingungsdampfers für die Druckstufe und die Zugstufe trennen und getrennt an die Dividierer weitergeben,
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 biS;'5,'dådurch ge -kennzeichnet, daß den Dividierern (21, 22) Gut-Schlecht-Anzeigeeinrichtungen (25, 26) nachgeschaltet sind, deren Toleranz größen mittels Grenzwerteinstelleinrichtungen (27, 28) voreinstellbar sind.