DE3002121C2 - Einrichtung zur Unwuchtbestimmung eines Rades - Google Patents

Description

vorbestimmten Amplitude aufweist
daß die beiden Meßwertgeber zur Bildung eines Meßwertsignals mit einer gleichfalls der Drehgeschwindigkeit des aufgespannten Rades entsprechenden Frequenz und einer den auf das Rad wirkenden Unwuchtkräften entsprechenden Amplitude dienen,
daß eine das Bezugssignal und das Meßwertsignal aufnehmende, die Sichtanzeigevorrichtungen ansteuernde Signalverarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, der die beiden Signale über einen gemeinsamen Kanal zugeführt werden und die dazu dient, den Wert des von ihr aufgenommenen Bezugssignals mit einem erwarteten Wert zu vergleichen, einen Korrekturfaktor zu bilden und das aufgenommene Meßwertsignal entsprechend dem Korrekturfaktor zu berichtigen.

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestlatung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Eine Einrichtung mit Selbsteichung gemäß der Erfindung, wie sie im weiteren beschrieben werden soll, wird am besten verständlich beim Einsatz in Verbindung mit einer dynamischen Rad-Auswuchtungseinrichtung der Bauart, in welcher gefordert wird, daß der Betrag des auswuchtenden Gegengewichtes und seine Position am Felgenrand des Rades genau bestimmt werden.

Im weiteren wird die Erfindung beispsielsweise und anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, schaubildliche Ansicht einer Rad-Auswuchtungseinrichtung zum Zweck der Erläuterung der Erfindung,

F i g. 2 eine grafische Darstellung der Bandpaßkennwerte eines Filters zum Zweck der Erläuterung,

Fig.3 eine schematische Seitenansicht eines Biegeträgers mit zugeordneten Dehnungsmeßstreifen,

F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht des von der Linie 4-4 in F i g. 3 umgrenzten Teilbereiches,

Fig. 5 ein schemaiisches Schaltbild, teilweise ais Blockschaltbild, eines Kanals einer Einrichtung zur Ermittlung der Position und des hinzuzufügenden Gewichtes,

F i g. ο ein Schaltbild zur Erläuterung der Arbeitsweise von Teilbereichen der Anordnung nach F i g. 5 und

Fig. 7 ein Gesamtschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Allgemein wird die erfindungsgemäße Einrichtung zur Abfühlung von Meßwerten geschaffen und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Erzeugung eines Korrekturfaktors einschließt, der durch Einspeisung eines vorbekannten Signals über eine vorgegebene Schaltung und Vergleich des empfangenen Ausgangssignals mit dem erwarteten Ausgangssignal oder Sollwert bestimmt wird. Sodann kann der Korrekturfaktor auf alle anderen, durch dieselbe Schaltung geleiteten Signale angewendet werden.

Wie in Fig. 1 gezsigt, umfaßt ein Teil einer dynamischen Rad-Auswuchtungseinrichtung bei 10 eine Aufspannvorrichtung 14 zur Anbringung eines Rades, die von einem Endbereich einer umlaufenden Antriebswelle 16 getragen wird. Ein zylinderlörmiges Lagergehäuse 17 enthält geeignete Lager zur Halterung der Antriebswelle 16 für den Umlauf in diesem Gehäuse. Schließlich wird eine Antriebs-Riemenscheibe 18, die vom anderen Endbereich der Antriebswelle 16 getragen wird, mittels eines umlaufend angetriebenen Antriebsriemens 19 in Umlauf versetzt. Die Antriebs-Riemenscheibe 18 schließt einen zylindeiförmigen Bund 18a ein, der mit einer Folge von fünfzig Zahlen, von 0 bis 49 einschließlich, ausgestattet ist, zur Beobachtung durch die Bedienperson der Einrichtung, oder es kann eine elektronische Sichtdarstellung vorgesehen sein.

Die obige Anordnung wird von der Oberseite 21 einer Trägerplatte getragen und durch zwei Biegeträger bei 22, 23 in einem bestimmten Abstand von dieser gehalten. Der obere Randbereich jedes Biegeträgers 22, 23 schließt eine zum zylinderförmigen Lagergehäuse 17 formschlüssige, gekrümmte Auflagefläche ein. die mit dem Lagergehäuse 17 verschweißt ist. während der untere Randbereich eines jeden Biegeträgers 22, 23 mit der Oberseite 21 der Trägerplatte verschweißt ist

Wie weiter unten ausgeführt sind die Biegeträger 22, 23 angeordnet und dienen dazu, die durch bei der Drehung erzeugte Unwuchtkräfte verursachten Bewegungen der Antriebswelle 16 auf eine vorbestimmte Ebene zu beschränken. Daher bilden die Biegeträger 22, 23 Biegeelemente, die derart angeordnet sind, daß sie sich in bestimmten Abständen im wesentlicher, parallel zur Rotationsebene der Felgenränder eines von der Antriebswelle 16 getragenen (nicht dargestellten) Rades bewegen.

Insofern, als jeder Biegeträger im wesentlichen dem anderen gleicht, ist eine Beschreibung der Biegeanordnung oder des Biegeträgers 22 zur Erläuterung beider Biegeträger 22,23 ausreichend.

Der E.:egeträger 22 ist derart ausgebildet, daß er eine kreisbogenförmige Mulde bei 24 aufweist, die in ihrem oberen Randbereich zur Abstützung des darauf angeschweißten Lagergehäuses 17 ausgelegt ist.

Der Biegeträger 22 umfaßt zwei voneinander beabstandete Tragstege 25, 27 und zwei Versteifungszonen 28, 29, die zwischen diesen in einer allen gemeinsamen Erstreckungsebena verlaufen. Die Versteifungszonen 28,29 schließen einander gegenüberliegende, halbkreisförmige Ausnehmungen 30, 32 ein. Die Versteifungszonen 28, 29 sind in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, derart, daß die oberen Endbereiche der Tragstege 25, 27 in der Erstreckungsebene der Versteifungszonen 28,29 zwischen einer vortetenden und einer zurücktretenden Stellung verbiegbar sind.

In dieser Weise kann jeder der Tragstege 25,27 einer Spannungsbeanspruchung aus den gegen das Lagergehäuse 17 wirkenden Unwuchtkräften von dem umlaufenden Rad und in einer im wesentlichen zu den Trag-Stegen 25,27 senkrecht verlaufenden Ebe.ie unterzogen werden, wie es unten noch ausführlicher erläutert wird.

Jede Biegeanordnung oder jeder Biegeträger 22, 23. w'e er hier gezeigt wird, trägt eine Meßwandlervorrichlung zur Erzeugung von Signalen, die von auf die Biegeanordnungen wirkenden, parallel zur Ebene des Umlaufes des von der Aufspannvorrichtung 14 getragenen (nicht dargestellten) Rades im wesentlichen verlaufenden, aufgebrachten Kräften abhängen. Somit können die auigebrachten Kräfte durch zwei von dem Tragsteg 25 getragene Dehnungsmeßstreifen 33, 34 festgesttüt v/erden. Zur Verbesserung des Signals können zwei weitere Dehnungsmeßstreifen 36,37 von dem Tragsteg 27 getragen werden.

Die Dehnungsmeⁿstreifen 33,34,36 und 37 erzeugen Signale in Abhängigkeit von der Bewegung der oberen Versteifungszone 28, die die oberen Endbereiche jedes Tragsteges 25,27 hält, in bezug deren unteren Endbereichen.

Die Tragstege 25, 27 werden gebildet durch zwei jeden Biegeträger 22, 2S durchsetzende, rechteckförmige Ausnehmungen, unter Einschluß der Versteifungszonen 28,29.

Im vorliegenden Fall sind die Dehnungsmeßstreifen

in einer Weise aufgebaut, daß sie unter Druckbeanspruchung einen vergrößerten Querschnitt zur Verminderung ihres Widerstandswsrtes annehmen. Setzt man sie einer Zugspannung aus. so wird bewirkt, daß sie einen verminderten Querschnitt zur Erhöhung ihres Widerstandswertes annehmen. Wenn sich beispielsweise, wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, die Versteifungszone 28 (nach Fig.3) nach links bewegt, so wird der Dehnungsmeßstreifen 33 etwas entlang der resultierenden konvexen Krümmung am Tragsteg 25 gestreckt, so daß der Dehnungsmeßstreifen 33 einer Zugspannung ausgesetzt wird. Demgegenüber wird der Dehnungsmeßstreifen 34 gleichzeitig unter einer Druckbeanspruchung entlang der konkaven Krümmung gezeigt, die dabei am Tragsteg 25 gebildet wird.

Wenn, wie in F i g. 5 gezeigt, + 5 V an eine Leitung 38 und -5 V an eine Leitung 39 gelegt und die Leitungen 38 und 39 an die Verbindungspunkte /V und 5 angeschlossen sind, ist die Spannung bei E theoretisch null, wenn sich beide Dehnungsmeßstreifen 33, 34 in ihren entlasteten Stellungen befinden, d. h., wenn der Tragsteg 25 senkrecht steht. Praktisch ergibt sich eine Offset- oder Verschiebungsgleichspannung infolge von bei jedem einzelnen Dehnungsmeßstreifen für ein vorbestimmtes Ausmaß an Krümmung entwickelten Widerstandswerten.

Wird jedoch ein nicht ausgewuchtetes Rad in Drehung versetzt, so wirken hin- und hergehende Kräfte in einer vorgegebenen Ebene, wie oben beschrieben, so daß beispielsweise eine in Richtung eines Pfeils 41 (siehe F i g. 3 und 4) v/irkende Kraft bewirkt, daß der Dehnungsmeßstreifen 33 einer Zugspannung unterworfen wird, seinen Querschnitt vermindert und seinen Widerstand damit vergrößert. Durch Vergrößerung des Widerstandes zwischen den Punkten N und E wird der zwischen den Dehnungsmeßstreifen 33, 34 bei E definierte Ausgangspunkt in seinem Widerstandswert oder Ordnung nach der in F i g. 5 gezeigten Art es im wesentlichen keine Erhöhung des Grundstörsignalanteils in dem elektrischen Signal gibt, und daß der Strom trotz der Änderung der auf die Dehnungsmeßstreifen wirkenden Unwuchtkräfte konstant bleibt.

Während es möglich ist, die Dehnungsmeßstreifen 36, 37 in der Brückenschaltung 43 durch Widerstände gleichen Wertes zu ersetzen und noch ein Ausgangssignal, wie in Fig. 1OB gezeigt, zu erhalten, wird das vorhandene Ausgangssignal bedeutend durch Einsatz von Dehnungsmeßstreifen auf beiden Tragstegen 25, 27 in der oben beschriebenen Weise verbessert, so daß ein noch wünschenswerteres Signal erzielt wird. Somit erscheint das Ausgangssignal von der Brückenschaltung 43 zwisehen den Leitungen 46, 47 zur Weiterleitung an einen Differenzverstärker 48.

Das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 48. auf der Leitung 49, wird durch ein Bandpaßfilter 51 geleitet, um Signale aus irgendwelchen Störsignalquellen zu beseitigen. Die Analogsignale vom Bandpaßfilter

51 werden sodann durch einen Analog/Digital-Wandler

52 in digitale Signale umgewandelt, so daß sie über eine Leitung 53 einer geeigneten Meßwertverarbeitungsschaltung bei 79 zugeführt werden können, um den Betrag der in jeder Ebene der Felgenränder des Rades hinzuzufügenden Gewichte aus der Bestimmung der Kräfte zu ermitteln. Eine Sichtdarstellungsvorrichtung 56 empfängt diese Daten und stellt sie zur Beobachtung und Anwendung durch eine Bedienperson dar.

Die Winkelstellung zur Anbringung des Gewichtes wird mittels eines Lichtfühlers 57 festgestellt, der derart angeordnet ist, daß er den Durchlauf einer Reihe von von der Antriebsriemenscheibe 18 getragenen Zähnen 58 feststellt. Beginnend mit einer durch den Lichtfühler 57 mittels eines langgestreckten oder überlangen Zahnes 58' erkennbar gemachte Rücksiellposition, die sich annähernd über die Länge zweier Zähne einschließlich

Potential abgesenkt, wie es durch die schernatSsche Dar- der gewöhnlich dazwischenliegenden Lücken erstreckt.

stellung der Spannungsteilung in Fig. 6B gezeigt wird. So wird in entsprechender Weise bei Biegung des Tragsieges 25 bis zu der gestrichelten Stellung bei 25'. in entgegengesetzter Richtung (nach Fig.4) der Ausgangspunkt in seinem Potential oder Widerstandswert über den in Fig. 6A gezeigten, mittigen Punkt angehoben und später wieder abfallen, wie in Fig. 6B gezeigt, wenn sich der Tragsteg in umgekehrter Richtung verbiegt.

Aus der in F i g. 3 gezeigten Darstellung wird ersichtlich, daß der obere ünke Dehnungsmeßstreifen 33 immer dann einer Zugspannung unterworfen wird, wenn sich die obere Versteifungszone 28 nach links bewegt, und der obere rechte Dehnungsmeßstreifen 36 einer Druckbeanspruchung unterzogen wird Wenn demgemäß der obere Dehnungsmeßstreifen 36 einer Druckbeanspnichung (und der ihm zugeordnete untere Dehnungsmeßstreifen 37 einer Zugbeanspruchung) unterworfen w ird. so wird der Widerstandsv/ert in dem Dehnungsmeßstreifen 36 vermindert, während der Widerstandswert im Dehnungsmeßstreifen 37 wesentlich erhöht wird, wie in Fig. 6C gezeigt, wonach der Ausgangspunkt IV in seinem Potential bzw. in seinem Widepitandswen bis über die Mittellinie bei 42 ansteigt. Somit fällt das Ausgangssignal bei E mit steigendem Ausgangssignal bei W und umgekehrt, v/odurch die Spannungsausbeute aus der Brückenschaltung 43 an der. Punkten E und V/ mit der sich ändernden Widerstandsverschiebung bei 44 verbessert wird.

Es wird ersichtlich, daß durch Verwendung einer Anwerden die Zähne 58 abgezählt. Die erhaltenen Zählimpulse werden über eine Eingangsleitung 97 der Meßwertverarbeitungsschaltung 79 zugeführt. Dementsprechend erzeugt diese Schaltung 79 ein Ausgangssignal für die Sichtdarstellungsvorrichtung 61. mittels welcher die Winkelstellung für einzufügendes Gewicht angezeigt wird. Die Drehstellung zur Hinzufügung eines Gewichtes kann durch Mittel, wie sie in der US-PS 39 10 121 genannt sind, oder durch andere vorbekannte Mittel bestimmt werden.
Zur Berechnung des geeigneten hinzuzufügenden Gewichtes ist es notwendig, einen Meßwert aus den Dehnungsmeßstreifen in der Ebene des Biegeträgers ~2. ebenso wie in der Ebene des Biegeträgers 23 zu erhalten. So ist es demgemäß für die Meßwertverarbeitungsschaltung 79 durch Abnahme der Meßwerte aus jeder dieser zueinander beabstandeten Ebenen möglich, in geeigneter Weise die zur Darstellung erforderlichen Daten zu berechnen.

Eine Einrichtung mit Selbsteichung gemäß der Erfindung, durch weiche der durch den Zustand dieser Einrichtung verursachte Fehler bestimmt und den Eingangssignalen zugesetzt werden kann, wird in F i g. 7 gezeigt. Diese Einrichtung 70 mit Selbsteichung dient zur Erzeugung eines Korrekturfaktors aufgrund eines durch beide Signalkanäle 67, 68 der Einrichtung 70 durchgeleiteten, vorbekannten Signals. Zur Bestimmung eines Korrekiurfaktcrs wird das Ausgangssignai mit einem zu erwartenden Ausgangssignai oder Sollwert verglichen, oder zur Bestimmung einer Änderung,

die notwendig ist, um andere Ausgangssignale derart abzugleichen, daß sie genau die am Eingang der Einrichtung abgefühlten Werte wiedergeben.

So ist ein einzelnes Paar von Dehnungsmeßstreifen 62a, 62b und eif» anderes Paar solcher Meßstreifen 63«, 63b jeweils einem jeden von zwei Biegeträgern zugeordnet. Jedes Dehnungsmeßstreifenpaar liefert aus der Bewegung seines Trägers abgefühlte oder gewandelte Meßwerte. Diese Meßwerte werden über einen zugeordneten Kanal der Einrichtung 70, die in F i g. 7 gezeigt wird, einer Meßwertverarbeitungsschaltung, wie beispielsweise einem Mikroprozessor bei 79, ^ugefühit.

Wenn, wie in F i g. 6 gezeigt, jeder Biegeträger 22, 23 gebogen wird, so nimmt die an dem mittigen Abgriffspunkt abgegriffene Spannung in Abhängigkeit von dem Biegevorgang zu oder ab. In entsprechender Weise liefert die Mittenanzapfung bei 72 oder 73 für die Dehnungsmeßstreifen 62 oder 63 ein Eingangssignal unbekannten Wertes an seinem zugeordneten Signalkanal bei 67 oder 68. Der Kanal 67 schließt einer, an ein Bandpaßfilter 76 angeschlossenen Vorverstärker 74 ein. Der Ausgang vom Bandpaßfilter 76 führt zu einer Muhiplexsteuerschaltung 77, die schematisch einfach als bistabiler Umschalter dargestellt ist, der auf Steuersignale aus dem Steuerteil 78 des Mikroprozessors 79 über eine Steuerleitung 85 anspricht.

Der andere Kanal 68 umfaßt ebenfalls einen Vorverstärker 81 und ein Bandpaßfilter 82, das sein Ausgangssignal an die Multiplexsteuerschaltung 77 abgibt. Die Analogsignale aus beiden Kanälen 67, 68 werden zur Multiplexsteuerschaltung 77 und zu einem Analog/Digital-'"andler 83 jedesmal dann weitergeleitet, wenn die Multiplexsteuerschaltung 77 zum Empfang solcher Signale umgeschaltet ist.

Der Mikroprozessor 79 empfängt das digitale Ausgangssignal vom Analog/Digital-Wandler 83 zum Vergleich des Ausgangssignals aus dem Kanal 67, das über die Eingangsleitung 86 empfangen wird, mit den Werten eines vorbekannten Signals, das über denselben Kanal übertragen wird.

Die Anordnung oder Vorricr.tung zur Erzeugung eines dem Kanal 67 über die Ein^angsleitung 87 zuzuführenden, vorbekannten Signals umfaßt eine erste und eine zweite Spannungsquelle 88, 89, von denen jede mit einer vorbestimmten Spannung, +V bzw. —V, dargestellt ist. Mittel zur periodischen Umschaltung zwischen diesen beiden Spannungsquellen 88,89 dienen dazu, eine im wesentlichen rechteckfömige Welle 91 auf einer Leitung 92 zur Abgabe als vorbekanntes Signal an die Eingangsleitung 87 zu erzeugen. Die genannten Mittel zum Umschalten umfassen den Lichtfühler 57, der ein Signal liefert, sobald jeder Zahn 58 an ihm vorbeiläuft. Diese Signale werden in eine Zählschaltung 93 eingespeist, die zur Abzählung von 25 Zähnen und sodann zur Umsteuerung eines Umschalters 94 von einer Spannungsquelle zur anderen, 88 bzw. 89, ausgelegt ist. Dann werden weitere 25 Zähne gez£hlt und der Schalter 94 erneut umgeschaltet Infolgedessen weist die Rechtwelle 91 eine erste und eine zweite Halbwelle 91a bzw. 91 b auf, von denen jede eine Dauer gleich einer halben Umdrehung besitzt

Eine Lückendetektorschaltung für die fehlenden Zähne, wie beispielsweise ein wieder triggerbarer, monostabiler Multivibrator, der nur bei dem fehlenden Zahn bis zum Kippen gelangt dient zur Synchronisation des Zählwertes in der Zählschaltung 93 mit der Drehstellung der mit Zähnen versehenen Antriebsriemenscheibe 18 und somit mit der Drehstellung des auszuwuchtenden Rad^s, wie es von der diese Antriebsriemenscheibe 18 haltenden Antriebswelle 16 getragen wird. Somit ist die Lückendetektorschaltung 96 mit einer Abtastimpulsleitung 97 verbunden, so daß bei Feststellung des fehlenden Zahnes bei 58' ein über eine Rückstelleitung 98 zum Rückstellteil 93a der Zählschaltung 93 gehendes Signal zur Rückstellung der Zählschaltung 93 auf null dient. Die den Abfühlvorgang eines jeden Zahnes 58 darstellenden Impulse werden über die Abtastimpulsleitung 97 weitergeführt und dienen als Eingangssignale des Mikroprozessors 79.

Schließlich werden auf Signale vom Mikroprozessor 79 über eine Leitung 102 ansprechende Umschalter 99, 101 umgeschaltet zur Aufschaltung auf die Eingangsleitung 87 beim ersten Teil jedes Auswuchtzyklus, zur Feststellung des geeigneten Korrekturfaktors für die Drehfrequenz des montierten Reifens.

Als ausgezogene Linien gezeigt, dienen Steuerleitungen 85 und 102 zur elektronischen Steuerung der Umschäiief 77 und 33/ίΟί. Die Verlängerung der Leitung 109 zwischen den Umschaltern 99 und 101 ist gestrichelt dargestellt zur Wiedergabe der gekoppelten Steuerung zwischen den Umschaltern 99 und 101.

Kurz gefaßt, steuert der Mikroprozessor 79 die Einrichtung 70 in Abhängigkeit von dem vorbekannten Signal bei 91 zur Ausführung eines Vorgangs, bei welchem die Filter bis zum Erreichen des stationären Betriebsfalls arbeiten und damit die Umlaufgeschwindigkeit des Reifens konstant wird. Meßwerte werden über die Eingangsleitung 86 abgenommen und daraufhin wird unter Einsatz dieser Meßwerte ein Korrekturfaktor während desjenigen Zeitraumes berechnet, wo die Schalter 99/101 umgeschaltet werden, um vom Reifen herstammende Signale durch dieselbe Schaltung zu leiten. Anschließend daran, nach einer hinreichenden Zeit für den Übergang der Filter in den stationären oder Ruhezustand, werden diese vom Reifen stammenden Signale genommen und dann mit demselben Korrckturfaktor korrigiert.

Beim Betrieb und nach der Anbringung eines Reifens an der Aufspannvorrichtung versetzt, wie beschrieben, die Auswuchteinrichtung den Reifen so lange in Umlauf, bis er einwandfrei seine Umlaufgeschwindigkeit erreicht hat. Daran anschließend wird das Bezugssignal 91 durch beide Verstärker/Filterketten, bei 67 und 68, so lange eingespeist, bis die Filter zur Ruhe kommen. Im wesentlichen werden gleichlaufend vom Lichtfühler 57 über die Abtastimpulsleitung 97 Impulse dem Mikroprozessor 79 zugeführt. Beim Zahn 58' beginnend zählt der Mikroprozessor 79 ein Viertel der gesamten Zähnezahl. Zu Beginn jeder Vierteldrehung oder jedes Quadranten werden Ablesewerte von der Eingangsleitung 86, beide Kanäle 67, 68 darstellend, dank der schnellen Umschaltung durch die Multiplexsteuerschaltung 77 in Abhängigkeit vom Steuerteil 78 des Mikroprozessors 79 abgenommen.

Anschließend daran wird ein Korrekturfaktor mittels des Mikroprozessors 79 berechnet und gespeichert Während der Korrekturfaktor berechnet wird, werden die Umschalter 99 und 101 umgeschaltet, um Signale aus ihnen zugeordneten Dehnungsmeßstreifen einzuspeisen, und die Filter läßt man dabei v/ieder zur Ruhe kommen. Dann werden die aus der Bewegung des Reifens stammenden Signale für jeden der vier Quadranten abgegriffen, während die zuvor aus einem vorbekannten Bezugssignal berechnete Korrektur auf die vom Reifen stammenden Signale angewendet wird. In dieser Weise behandelt sind die zur Sichtdarstellung gelangenden

Anweisungen zur Auswuchtung um den Betrag des Korrekturfaktors korrigiert worden und werden den beiden Sichtdarstellungsvorrichtungen bei 103 und 104 zur Sichtdarstellung von Gewicht und Position zugeleitet.

Es ist somit eine Einrichtung mit Selbsteichung zur Abfühlung veränderlicher Eingangs-Meßwerte geschaffen worden, die Steuersignale oder Befehle erzeugt oder Meßergebnisse darstellt. Allgemein umfaßt die Einrichtung Mittel zur Erzeugung von ersten Signalen bei einer einer ersten Geschwindigkeit im wesentlichen entsprechenden Frequenz und mit vorbestimmter Amplitude. Mittel zur Erzeugung anderer Signale mit einer der ersten Geschwindigkeit im wesentlichen entsprechenden Frequenz und von einer vom Maß der Änderung der abgefühlten Eingangsinformation oder des Meßwertes abhängenden Amplitude liefern die Eingangsinformation. Ein vorbestimmter, aus elektrischen Bauelementen bestehender Kanal, in dem sich die physikalischen Betriebsbedingungen mit der Alterung, der Temperatur usw. ändern können, dienen zur Weiterleitung des ersten und des zweiten Signals. Die zum Empfang des ersten und des zweiten Signals über den vorbestimmten Kanal angeordnete Meßwertverarbeitungsschaltung dient dazu, den Kennwert des ersten empfangenen Signals mit ihren erwarteten Werten oder Sollwerten zur Bestimmung eines Korrekturfaktors zum Abgleich für die Kennwerte anderer Signale, wie beispielsweise der zweiten, über den genannten Kanal übertragenen Signale, zu vergleichen.

Wie in Fig.7 gezeigt, umfaßt die oben beschriebene Einrichtung ferner Mittel zur Synchronisierung der Betriebsphase der Meßwertverarbeitungsschaltung oder des Mikroprozessors 79 auf die Mittel zur Erzeugung einer ersten Gruppe von Signalen (wie beispielsweise vorbekannter Signale), die auf der Leitung 87 erscheinen. Die Mittel zur Synchronisierung des Mikroprozessors 79 mit den Signalen auf der Leitung 87 umfassen eine Digital-Impulserzeugungsvorrichtung, dargestellt durch die Zähne 58 und den Lichtfühler 57, die mit der Umlaufgeschwindigkeit des Rades weiterzählen. Die Zählschaltung 93 schaltet periodisch die eine oder andere der beiden Spannungsquollen 88,89 auf die Kanäle 67 oder 68. Schließlich dient die Abtastimpulsleitung 97 dazu, die Impulserzeugungsvorrichtung 57, 58 und den Mikroprozessor 79 miteinander zu verbinden. In dieser Weise liefert die bei den »vorbekannten« Impulsen angewendete Taktsignalbildung dasselbe Taktsignal zum Mikroprozessor 79.

Wie hier offenbart, ist eine verbesserte Abfühleinrichtung geschaffen worden, in welcher die Meßfühler, beispielsweise Dehnungsmeßstreifen, auf Druck ansprechende, piezoelektrische Elemente, Hallsonden oder Fühler mit veränderlichem magnetischem Widerstand oder veränderlichem Kapazitätswert sind, die zum Abfühlen von Änderungen in bestimmten Zuständen, wie beispielsweise Bewegungen von Trägerelementen, verursacht durch auf diese einwirkende Unwuchtkräfte, ausgeführt sein können.

Nach einer anderen Ausführungsform kann der Kor to rekturfaktor in Korrekturfaktoren für die Phase als auch für die Amplitude aufgeteilt sein. Bei dieser Ausführungsform wird ein- und dasselbe Bezugssignal in derselben Weise in die Einrichtung eingeführt wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Die Phase des Ausgangssignals aus der Schaltung wird mit der Phase des erwarteten Ausgangssignals oder SoKwertes verglichen, und der Unterschied dazwischen bestimmt den Korrekturfaktor für die Phase. Dieser Korrekturfaktor wird sodann verwendet, um den Zeitpunkt zu verändern, wo das Bezugssignal wieder abzutasten ist.

So vorgehend wird die Korrektur für die Phasenänderung zwischen dem tatsächlichen und dem erwarteten Ausgangssignal (1st- bzw. Sollwert) aus der Schaltung festgelegt. Wenn das Bezugssignal zum zweiten Mal abgetastet wird, kann die Amplitude des Ausgangssignals mit der erwarteten Amplitude zur Bestimmung des Amplituden-Korrekturfaktors verglichen werden.

Wenn das sogenannte »zweite« (von Radunwuchten abgeleitete) Signal durch die Schaltung geleitet wird, so wird es bei jeder Vierteldrehung zu Zeitpunkten abgetastet, die von dem Phasen-Korrekturfaktor abgeändert werden. Die solcherart gemessene Amplitude wird ebenfalls durch die Amplituden-Korrekturfaktoren derart abgeändert, daß die Signale dann sowohl in der Amplitude als auch in der Phase einer vollständigen Selbsteichung unterzogen worden sind.

Es foigt ohne weiteres aus den obigen Ausführungen, daß eine verbesserte Einrichtung mit Selbsteichung zum Einsatz in Verbindung mit Abfühlsignalen geschaffen worden ist, wodurch Änderungen solcher Signale, wie sie durch Änderungen in den physikalischen Betriebseigenschaften der Bauelemente hervorgerufen werden, mit denen die Einrichtung arbeitet, überwacht werden, um einen Korrekturfaktor zum Abgleich der von der Einrichtung abgefühlten Signale zu bestimmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Unwuchtbestimmung eines Rades mit einer Aufspannvorrichtung für das Rad auf einer umlaufenden Antriebswelle, zwei Meßwertgebern, einem Drehwinkelgeber und Sichtanzeigevorrichtungen für das ermittelte Ausgleichgewicht und dessen Drehlage, dadurch gekennzeichnet,

daß sie einen Signalgenerator zur Bildung eines Bezugssignals mit einer der Drehgeschwindigkeit des aufgespannten Rades entsprechenden Frequenz und einer vorbestimmten Amplitude aufweist,
daß die beiden Meßwertgeber zur Bildung eines Meßwertsignals mit einer gleichfalls der Drehgeschwindigkeit des aufgespannten Rades entsprechenden Frequenz und einer den auf das Rad wirkenden Unwuchtkräften entsprechenden Amplitude dienen,

daß eine das B^zugssignal und das Meßwertsignal aufnehmende, <£e Sichtanzeigevorrichtungen steuernde Signalverarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, der die beiden Signale über einen gemeinsamen Kanal zugeführt werden und die dazu dient, den Wert des von ihr aufgenommenen Bezugssignals mit einem erwarteten Wert zu vergleichen, einen Korrekturfaktor zu bilden und das aufgenommene Meßwertsignal entsprechend dem Korrekturfaktor zu berichtigen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des Bezugssignals dienende Signalgenerator einen Lichtfühler (57, 58, 58') und eine in Abhängigkeit von-diesem gesteuerte Umschalteinrichtung (94) aufweist, die dazu dient, durch abwechselndes Anlegen zw ier Spannungsquellen (88, 89) an eine Signalleitung (92) ein das Bezugssignai (9i) in Form einer Rechieckweiie mit im wesentlichen der Drehgeschwindigkeit des umlaufenden Rades entsprechender Frequenz und mit gleichbleibender Amplitude zu bilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfühler (57) in Verbindung mit einem mit dem aufgespannten Rad umlaufenden Zahnkranz (58, 58') Zählimpulse erzeugt, die einer Zählschaltung (93) zugeführt werden, weiche die Umschaltvorrichtung (94) steuert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (58) an einer Stelle seines Umfangs eine als Winkelstellungsmarkierung dienende Unregelmäßigkeit (58') aufweist, und daß die Zählimpulse auch einer Lückendetektorschallung (96) zugeführt werden, welche zur Synchronisation des Zählwertes der Zählschaltung (93) mit der Drehstellung des aufgespannten Rades dient.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Zählimpulse des Lichtfühlers (57, 58, 58') über eine Verbindungsleitung (97) auch der Signalverarbeitungsvorrichtung (79) zugeführt werden.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßwertgeber (62a, 62b; 63a, 63b) über von der Signalverarbeitungsvorrichtung (79) gesteuerte Umschaltvorrichtungen (99, 101) abwechselnd mit der Signalverarbeitungsvorrichlung (79) verbindbar sind, die ihrer.scils über eine Stcucrlcitiing (102) die Umschaltvorrichtungen (99,101) betätigt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Unwuchtbestimmung eines Rades mit einer Aufspannvorrichtung für das Rad auf einer umlaufenden Antriebswelle, zwei Meßwertgebern, einem Drehwinkelgeber und Sichtanzeigevorrichtungen für das ermittelte Ausgleichsgewicht und dessen Drehlage.

Soweit solche oder ähnliche Einrichtungen bereits bekannt sind (DE-OS 27 24 696), findet bei ihnen eine selbsttätige Korrektur von Fehlern, die sich beispielsweise aus der Alterung von Schaltungsbauelementen oder Änderungen der Umgebungstemperatur ergeben können, nicht statt.

Bislang ist es bei Einrichtungen zur elektronischen Abfühlung von Informationen oder Meßwerten am Eingang zur Erzeugung von betriebsmäßigen Ergebnissen, Steuersignalen oder Befehlen nötig gewesen, daß jedes Element der Einrichtung im wesentlichen genau mit seinem Sollbetriebswert arbeitet, um nicht Fehler in die Rechenvorgänge zur Signalausgabe einzuführen. So kann beispielsweise ein gegebener Abfühlkreis bestimmte Kapazitäten und Widerstände umfassende Filterschaltungen einschließen, die sich mit dem Alter, der Umgebungstemperatur, der Eingangsfrequenz und anderen Bedingungen ändern. Infolgedessen ändern sich Amplitude, Phase usw. des Ausgangssignals aus solchen Schaltungen in ähnlicher Weise und liefern damit ungenaue Ergebnisse.

Ein Weg zur Vermeidung fehlerhafter Ausgangssignale bestand darin, aktive Filterschaliungen einzusetzen, deren Phase oder Amplitude sich nicht verändert Derartige Schaltungen bringen typischerweise kostspielige Abstimmelemente, insbesondere Kapazitätselemente, zum Einsatz. Auch erfordern diese Schaltungen eine periodische, manuelle Nacheichung zur Korrektur der Drift usw. Selbst wenn dies getan wird, so können jedoch Fehler noch infolge der Änderung der Eingangsirequenz auftreten, die eine ungenaue Radürnlauffrcquenz wiedergibt, die aus Änderungen der Netzfrequenz, der Radgröße, des Schlupfes des Antriebsriemens, der Motortemperatur usw. Folgt.

Das in F i g. 2 gezeigte Diagramm liefert eine Aussage über die kritische Natur des obigen Problems. Die Kurve bei 11 stellt den Frequenzgang der Kombination aus Filter und Verstärker, mit einer Mittenfrequenz f_c. dar. Sollten sich die dieses Filter bildenden Bauelemente derart verändern, daß die Durchlaßfrequenz des Filters sich zu der Lage de Kurve bei 11' verschiebt, so wird die Amplitude des Signals mit einem viel niedrigeren Pegel, dargestellt durch die Gerade 13', abgefühlt.

Es leuchtet demgemäß ein, daß bedeutsame Änderungen an den von der Einrichtung ausgelesenen Signalwerten bei einer vorgegebenen Eingangsfrequenz, wie beispielsweise /*. eingeiührt werden, wenn sich die Mittenfrequenz mit einer Drift des Widerstands- oder Kapazitätswertes im Filter oder in anderen Teilen der Schaltung verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei verringertem Aufwand an elektronischen Bauelementen wie Kondensatoren oder sonstigen hochstabilen Bauelementen eine selbsttätige Nacheichung durch Bildung und Einführung eines Korrekturfaktors in die Meßergebnisse ausführt.

Eine solche Einrichtung ist erfindiingsgemäß dadurch gekennzeichnet,

daß sie einen Signalgcncratorzur Bildung eines Bczugssignals mit einer der Drehgeschwindigkeit des aufgespannten Rades entsprechenden Frequenz und einer