| JP2005247255 | TORQUE DETECTING APPARATUS, AND POWER STEERING APPARATUS HAVING THE SAME |
| JP10281900 | NONCONTACT TORQUE METER |
| JP61059232 | TORQUE MEASURING APPARATUS |
Detlef, Waldorf
Gregor
Detlef, Waldorf
Gregor
| 1. | Anordnung für Drehmomentmessungen an Kraftfahrzeugen mit einer Meßnabe (26) , die einen ersten und einen zweiten Randbereich (24, 32) aufweist, einem ersten Adapter (20) , der am ersten Randbereich (24) der Meßnabe (26) befestigt ist und an einer Fahrzeugnabe (10) zu montieren ist, und einem zweiten Adapter (36) , der am zweiten Randbereich (32) der Meßnabe (26) befestigt ist, und an dem eine Radschüssel (48) zu montieren ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Radschüssel (48) zu einem Prüfrad (40) gehört und einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser der Fahrzeugnabe (20) ist, das Prüfrad (40) eine Felge (42) aufweist, die der Felge eines normalerweise an der Fahrzeugnabe (10) zu montierenden Fahrzeugrades entspricht, die Meßnabe (26) im wesentlichen radial innerhalb der Rad¬ schüssel (48) des Prüfrades (40) angeordnet ist, und die über die Meßnabe (26) und die beiden Adapter (20, 36) hergestellte Verbindung zwischen Fahrzeugnabe (10) und Prüf¬ rad (40) in axialer Richtung so bemessen ist, daß die Felgen¬ mittelebene (C) des Prüfrades (40) die gleiche Lage gegenüber der Fahrzeugnabe (10) hat wie die Felgenmittelebene des durch das Prüfrad (40) ersetzten Fahrzeugrades bei dessen un¬ mittelbarer Befestigung an der Fahrzeugnabe (10) . |
| 2. | Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Adapter (20) axial zwischen Fahrzeugnabe (10) und Meßnabe (26) angeordnet und gegen mindestens einen anderen, sich in seiner axialen Länge unterscheidenden ersten Adapter (20) austauschbar ist. ~ O *~ . |
| 3. | Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Adapter (36) einen Zentrieransatz (52) aufweist, der die Meßnabe (26) radial außen umgreift und in die Radschüs¬ sel (48) des Prüfrades (40) zentrierend eingreift. |
| 4. | Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Adpater (36) gegen eine Stirnfläche und eine äußere Mantelfläche der Meßnabe (26) abgedichtet ist. |
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für Drehmomentmessungen an Kraftfahrzeugen mit
- einer Meßnabe, die einen ersten und einen zweiten Randbereich aufweist,
- einem ersten Adapter, der am ersten Randbereich der Meßnabe befestigt ist und an einer Fahrzeugnabe zu montieren ist, und
- einem zweiten Adapter, der am zweiten Randbereich der Meßnabe befestigt ist, und an dem eine Radschüssel zu montieren ist.
Anordnungen dieser Gattung werden vor allem bei der Erprobung von Radbremsen verwendet, um deren Bremsmoment im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs, und nicht nur auf dem Prüfstand, zu ermitteln. Eine solche, bei Kraftfahrzeugen verschiedener Hersteller und Größen verwendbare Anordnung ist in dem Prospekt "Radnaben-Drehmoment-Aufnehmer" der Soemer GmbH, D-5940 Lenne- stadt 11 bekannt. Die Meßnabe dieser Anordnung ist ein Ring mit mehreren Kammern, die zwischen einem flanschartigen radial inneren Randbereich und einem äußeren Randbereich angeordnet sind und Dehnmeßstreifen enthalten. Die Dehnmeßstreifen sind über eine Schleifringanordnung mit einer Meßleitung verbunden, die an der Karosserie eines Versuchsfahrzeugs zu befestigen ist. Der flanschartige radial innere Randbereich der Meßnabe ist mittels eines ersten Satzes Schrauben zwischen einem Flansch einer Fahrzeugnabe und einem scheibenförmigen ersten Adapter eingespannt, welcher mit seinem inneren Rand auf einem Zentrieransatz der Fahrzeugnabe zentriert ist und mit seinem äußeren Rand die Meßnabe zentriert. An der von der Fahrzeugnabe abgewandten Stirnseite der Meßnabe ist ein zweiter Adapter
befestigt, der einen mit dem Zentrieransatz der Fahrzeugnabe fluchtenden und den gleichen Durchmesser aufweisenden Zentrier¬ ansatz hat. Auf diesem wird die Radschüssel eines Fahrzeugrades zentriert, das anstatt in üblicher Weise am Flansch der Fahr¬ zeugnabe festgeschraubt zu werden, mit einem Satz Radschrauben am zweiten Adapter befestigt wird.
Bei dieser bekannten Anordnung ist das Fahrzeugrad im Vergleich mit seiner normalen unmittelbaren Befestigung an der Radnabe um eine Strecke axial nach außen versetzt, die der Summe der Dicken der Meßnabe und des zweiten Adapters entspricht und trotz schlanker Gestaltung dieser beiden Bauteile 38 mm be¬ trägt. Dies bedeutet, daß die Spur eines Kraftfahrzeugs, dessen Räder über je eine solche Meßnabe samt Adaptern an der Fahr¬ zeugnabe befestigt sind, um 76 mm gegenüber dem Normalzustand verbreitert ist. Eine solche Spurverbreiterung kann das Fahr¬ verhalten eines Kraftfahrzeugs erheblich verändern; infolge¬ dessen sind Erfahrungen, die bei Versuchsbremsungen an einem solchen Kraftfahrzeug gewonnen werden, nicht ohne weiteres auf gleiche Kraftfahrzeuge übertragbar, deren Räder unmittelbar an den Radnaben befestigt sind. Dies gilt besonders für die Vorderräder, deren Lenkrollradius und sonstige geometrische Daten durch in der bekannten Weise angeordnete Meßnaben er¬ heblich verändert werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine An¬ ordnung für Drehmomentmessungen an Kraftfahrzeugen derart weiterzubilden, daß sich mit ihr Versuchsergebnisse an Fahr¬ zeugen gewinnen lassen, welche ohne weiteres auf gleiche Fahrzeuge mit unmittelbar an den Fahrzeugnaben befestigten Rädern übertragbar sind.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß - die Radschüssel zu einem Prüfrad gehört und einen Innen¬ durchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser der Fahrzeugnabe ist,
- das Prüfrad eine Felge aufweist, die der Felge eines normaler¬ weise an der Fahrzeugnabe zu montierenden Fahrzeugrades ent¬ spricht,
- die Meßnabe im wesentlichen radial innerhalb der Radschüssel des Prüfrades angeordnet ist, und
- die über die Meßnabe und die beiden Adapter hergestellte Verbindung zwischen Fahrzeugnabe und Prüfrad in axialer Rich¬ tung so bemessen ist, daß die Felgenmittelebene des Prüfrades die gleiche Lage gegenüber der Fahrzeugnabe hat wie die Felgen¬ mittelebene des durch das Prüfrad ersetzten Fahrzeugrades bei dessen unmittelbarer Befestigung an der Fahrzeugnabe.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß ein Fahrzeug an sämt¬ lichen Rädern mit je einer Meßnabe bekannter Art ausgestattet werden kann, ohne daß sich die Spur oder die Lenkgeometrie, insbesondere der Lenkrollradius des Fahrzeugs ändern. Deshalb ist es auch möglich, zu Versuchszwecken an einem Fahrzeug nur eines der normalen Fahrzeugräder durch eine erfindungsgemäße Anordnung zu ersetzen, ohne daß sich die Fahreigenschaften ändern. Die bisher verwendeten, bewährten Meßnaben einschlie߬ lich ihrer Schleifringanordnungen können in jedem Fall un¬ verändert weiterverwendet werden. Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung durchführbaren Messungen können Antriebsmomente ebenso wie Bremsmomente betreffen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten anhand je einer schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. l einen axialen Halbschnitt durch eine Anordnung- für Drehmomentmessungen an einem Personenkraftwagen und
Fig. 2 eine entsprechende Anordnung an einem Lastkraftwagen.
In Fig. 1 ist eine übliche Fahrzeugnabe 10 dargestellt, die einen axial inneren Zentrieransatz 12 und einen axial äußeren Zentrieransatz 14 aufweist, an denen ein radial innerer Flansch 16 einer Bremsscheibe 18 bzw. ein erster Adapter 20 zentriert sind. Der erste Adapter 20 hat an seinem von der Fahrzeugnabe 10 abgewandten Ende einen Zentrieransatz 22, der in einen flanschartigen, radial inneren Randbereich 24 einer handels¬ üblichen Meßnabe 26 eingreift, wodurch diese zentriert ist, also eine mit der Fahrzeugnabe 10 gemeinsame geometrische Achse A aufweist. Der radial innere Randbereich 24 der Meßnabe 26 ist zwischen einem Klemmring 28 und dem ersten Adapter 20 mittels eines ersten Satzes Schrauben 30 eingespannt. Die Schrauben 30 entsprechen in ihrer Anordnung den üblicherweise zur Befesti¬ gung eines Rades an der Fahrzeugnabe 10 verwendeten Schrauben, sind jedoch handelsübliche Maschinenschrauben von größerer Länge; sie erstrecken sich durch je ein Loch im Klemmring 28, je einen radial nach innen offenen Schlitz im inneren Rand¬ bereich 24 der Meßnabe 26 sowie durch je ein Loch im ersten Adapter 20 hindurch und sind in je eines der üblichen Befesti¬ gungslöcher der Fahrzeugnabe 10 eingeschraubt. Der erste Adapter 20 weist an seinen beiden Stirnseiten Ausdrehungen auf, so daß er die Meßnabe 26 und den radial inneren Flansch 16 der Bremsscheibe 18 nur in schmalen Ringzonen berührt, wodurch Wärmeübertragung durch Wärmeleitung von der Bremsscheibe auf die Meßnabe nur in geringem Maß stattfinden kann.
Die Meßnabe 26 hat einen in üblicher Weise mit Gewindebohrungen ausgestatteten radial äußeren Randbereich 32, an dem mittels eines zweiten Satzes Schrauben 34 ein zweiter Adapter 36 befestigt ist. An diesem ist mittels eines dritten Satzes Schrauben 38 ein Prüfrad 40 befestigt. Die Schrauben 34 und 38 sind ebenfalls handelsübliche Maschinenschrauben.
Das Prüfrad 40 hat eine Felge 42, die derjenigen eines üblichen Fahrzeugrades entspricht und axial innen sowie axial außen je
ein Felgenhorn 44 bzw. 46 aufweist. Unmittelbar radial inner¬ halb des axial äußeren Felgenhorns 46 ist eine im wesentlichen ebene, kreisringförmige Radschüssel 48 angeordnet, deren Innendurchmesser erheblich größer als derjenige eines normaler¬ weise an der Fahrzeugnabe 10 zu befestigenden Fahrzeugrades ist. Das Prüfrad 40 ist also derart gestaltet, daß es im Gegensatz zu dem Fahrzeugrad, an dessen Stelle es vorgesehen ist, nicht unmittelbar an der Fahrzeugnabe 10 befestigt werden kann. Dadurch wird radial innerhalb des Innenrandes 50 der Radschüssel 48 ein Freiraum zur Unterbringung der Meßnabe 26 gewonnen.
Der zweite Adapter 36 hat einen Zentrieransatz 52, mit dem er auf der zylindrischen äußeren Mantelfläche der Meßnabe 26 zentriert ist und seinerseits die Radschüssel 48 an deren Innenrand 50 zentriert. Gegen die äußere Mantelfläche sowie die von der Fahrzeugnabe 10 abgewandte Stirnfläche der Meßnabe 26 ist der zweite Adapter 36 durch je eine O-Ringdichtung 54 abgedichtet.
Die beiden Adapter 20 und 36 sind in ihren axialen Abmessungen derart an diejenigen der Meßnabe 26 und des Prüfrades 40 angepaßt, daß dessen Felge 42 dasselbe Mittenmaß aufweist, wie die entsprechende Felge eines normalerweise an der Fahrzeugnabe 10 zu befestigenden Fahrzeugrades. Das Mittenmaß b ist, wie üblich, als Abstand der Felgenmittelebene C von der axial äußeren Stirnfläche des Bremsscheibenflansches 16 definiert, an der sich der erste Adapter 20 abstützt.
Am ersten Adapter 20 sind mehrere zur Achse A parallele Steh¬ bolzen 56 mit je einem Gewindeabschnitt befestigt, der sich durch je einen radial nach innen offenen Schlitz im Klemmring 28 hindurcherstreckt. An den Stehbolzen 56 ist ein sich .mit dem Prüfrad 40 drehender Teil einer Schleifringanordnung 58 be¬ festigt, deren nichtdrehender Teil an ein Meßkabel 60 ange¬ schlossen ist.
Im allgemeinen genügt es im PKW-Bereich, wenn für sämtliche gängigen Fahrzeugtypen, an denen Antriebs- oder Bremsmomente gemessen werden sollen, Prüfräder 40 in insgesamt nur drei verschiedenen Felgengrößen bereitgehalten werden, nämlich beispielsweise 14"6J, 15"7J und 16"7J. Hierbei bedeutet die erste Zahl den Felgendurchmesser in Zoll, die zweite die Felgenbreite in Zoll und der Buchstabe J eine Felgenhorn¬ kennzeichnung.
Die vorstehende Beschreibung der in Fig. 1 dargestellten, für einen PKW vorgesehenen Anordnung gilt auch für die in Fig. 2 dargestellte, für einen LKW vorgesehene Anordnung. Während jedoch das Prüfrad 40 gemäß Fig. 1 aus Aluminiumguß besteht, ist das Prüfrad 40 gemäß Fig. 2 aus einer handelsüblichen Felge 42 und einer angeschweißten Radschüssel 48 aus Stahl herge¬ stellt. Der erste Adapter 20 ist gemäß Fig. 2 eine schmale Ringscheibe, deren Durchmesser an den im Vergleich zu Fig. 1 größeren Durchmesser der zu einem LKW gehörigen Fahrzeugnabe 10 angepaßt ist. Entsprechend der üblichen Anordnung der Gewinde¬ löcher in der LKW-Fahrzeugnabe 10 sind die Schrauben 30 gemäß Fig. 2 in einem größeren Abstand von der Achse A angeordnet als in Fig. 1. Infolgedessen haben die Schrauben 30 radial inner¬ halb der Meßnabe 26 keinen Platz, so daß es gemäß Fig. 2 erforderlich ist, einen Klemmring 28 von größerer axialer Dicke zu verwenden als in Fig. 1. Die Meßnabe 26 sowie der zweite Adapter 36 haben in Fig. 2 jedoch die gleichen Abmessungen wie in Fig. 1. Dabei bleibt es auch, wenn in der einen oder anderen dargestellten Anordnung der erste Adapter 20 zur Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugtypen durch einen ersten Adapter anderer axialer Abmessungen ersetzt wird.