!HU000009676T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 009 676
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 102004003606 2004. 01. 23.
(73) Jogosult: MAHA Maschinenbau Haldenwang GmbH & Co. KG, 87490 Haldenwang (DE)
DE
(72) Feltaláló: Knestel, Anton, 87496 Hopferbach (DE)
(54)
HU 009 676 T2
G01M 17/04
(21) Magyar ügyszám: E 05 001003 (22) A bejelentés napja: 2005. 01. 19. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050001003 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1557656 A2 2005. 07. 27. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1557656 B1 2010. 07. 21.
(2006.01)
(74) Képviselõ: Kovári György, ADVOPATENT Szabadalmi és Védjegy Iroda, Budapest
Eljárás és berendezés jármûvek lengéscsillapításának meghatározására
A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala nem vizsgálta.
1
HU 009 676 T2
A találmány tárgya eljárás és berendezés jármûvek lengéscsillapításának meghatározására, ahol legalább egy jármûkerék keréklengéseket gerjesztõ keréktámaszon áll. A gépjármûvekbe épített lengéscsillapítók hatásának meghatározásához a jármû kerekeit ismert módon egy vizsgálópad rázólapjaira vagy keréktámaszaira állítják. A rázólapokat a jármûtengely, illetve a jármûkerekek felfüggesztési rendszerének rezonanciafrekvenciája feletti frekvenciáktól a rezonanciafrekvencia alatti frekvenciákig gerjesztik. Ehhez általában egy lendítõkereket villamos motor segítségével megfelelõ fordulatszámra gyorsítanak fel. A lendítõkerékkel összekötött forgattyús mechanizmus egy rugalmas elemen át gerjeszti a keréktámaszt. A hajtás lekapcsolása után a keréktámasz csökkenõ frekvenciájú, függõleges, lengõmozgással mozog. Ilyen vizsgálópad ismert a DE 101 43 492 A1 számú német közzétételi iratból. Gépjármûvek lengéseinél két domináns lengésállapot van. Ezeket a lengésállapotokat egyrészt a felépítmény tömege a jármûrugóval, és másrészt a rugózatlan tömegek (kerék és tengely) határozzák meg a felépítmény rugójával. Mindkét lengésállapotnak saját rezonanciafrekvenciája van. Ha még egy talpponti rugót is alkalmaznak a vizsgálópadban, mint a DE 101 43 492 A1 szerint, egy harmadik domináns lengésállapot keletkezik egy harmadik rezonanciafrekvenciával, amely az úgynevezett vizsgálópad-rezonancia. Ennek a vizsgálópad-rezonanciának lehetõleg távol kell lennie a másik két rezonanciafrekvenciától, hogy pontosan lehessen mérni a kerékfelfüggesztés csillapítását. Tipikusan a felépítmény rezonanciája (elsõ rezonanciafrekvencia) 1 és 2 Hz között, és a tengelyrezonancia (második rezonanciafrekvencia) 12 és 20 Hz között van. Mivel, ahogy leírtuk, a lengéscsillapított jármûtengely rezonanciafrekvenciája általában a 12 és 20 Hz közötti frekvenciatartományban van, a lenditõkereket a hajtás körülbelül 1000 1/min fordulatszámra gyorsítja. A keréktámasznak a forgattyús mechanizmuson és a rugalmas elemen át történõ gerjesztése átfut a jármûtengely felfüggesztési rendszerének rezonanciatartományán. A jármûkerék függõleges mozgásának a rezonanciafrekvenciánál fellépõ amplitúdója jellemzi a jármûtengely felfüggesztési rendszerének lengéscsillapítását, amelynek alapján megítélhetõ a lengéscsillapítók mûködõképessége. A technika állásából ismert vizsgálóberendezéseknél a keréktámaszok a viszonylag lágy talpponti rugók miatt erõsen lesüllyednek, amikor nehezebb jármûvek (SUV, kisteherautó) hajtanak rá a vizsgálópadra. Ennek az a következménye, hogy egyrészt a talpponti rugók megmaradó rugóútja túlságosan kicsi a lengéscsillapítás mûködõképességének megfelelõ meghatározásához, és másrészt a lesüllyedt keréktámasz és a mûhely padlója, illetve a felhajtó között lépcsõ keletkezik, amely akadályozhatja a jármû fel- és lehajtását. Ennek elkerülése érdekében az ismert vizsgálóberendezéseknél a viszonylag lágy talpponti rugókat viszonylag kemény talpponti rugókkal, azaz nagyobb rugóállandójú rugókkal lehet helyettesíteni.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
Ez az ismert vizsgálóberendezéseknél azzal a hátránnyal jár, hogy keményebb rugóelemek és állandó tömegû keréktámasz esetén nõ a vizsgálópad rezonanciafrekvenciája. Mivel a vizsgálópad rezonanciafrekvenciája általában a felépítmény rezonanciafrekvenciája és a tengely rezonanciafrekvenciája között van, a vizsgálópad rezonanciája a tengely rezonanciájának irányában nõ, és megnehezíti a tengelyrezonancia amplitúdójának mérését. Az ismert vizsgálóberendezések további hátránya az, hogy nagy tengelyterhelésnél a mechanikai szerkezet, különösen a keréktámaszokat tartó himbakarok, nagy mechanikai terheléseknek vannak kitéve. Mivel a jármû tengelyterhelésének nagy része a forgattyús mechanizmusra támaszkodik, a hajtómotort is mechanikailag megfelelõen kell kialakítani. Az ismert vizsgálóberendezések egy másik hátránya az, hogy a felépítmény nagy súlya miatt vagy a csapágyelemeknek kell nagyon nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezniük, vagy a mozgó alkatrészek kopása, és ebbõl adódóan a karbantartási költségek nõnek meg. A jelen találmány feladata tehát az, hogy kiküszöböljük a technika állásának leírt hátrányait, és olyan berendezést és eljárást dolgozzunk ki jármûvek lengéscsillapításának meghatározására, amely lehetõvé teszi jármûvek, különösen nagyobb tömegû jármûvek lengéscsillapításának pontos meghatározását, miközben a szerkezeti ráfordítás, a vizsgálópad mozgó alkatrészeinek mechanikus terhelése, valamint a költségek csekélyek. Ezt a feladatot a találmány szerint a fõigénypontoknak megfelelõen oldjuk meg. Az aligénypontok a találmány elõnyös kiviteli alakjait tartalmazzák. A találmány szerinti vizsgálóberendezés, amely jármûvek lengéscsillapításának meghatározására szolgál, legalább egy keréktámaszt (támasztólapot) tartalmazhat egy jármûkerék számára. A keréktámasz egy elsõ rugalmas elemen át egy hajtással köthetõ össze. A rugalmas elem lehetõvé teszi a keréktámasz és a hajtás mozgásának elválását. A hajtással végzett gerjesztés miatt lengõ keréktámasznak ezáltal más lehet a kitérése, valamint fáziskülönbsége és esetleg különbözõ frekvenciája is lehet, mint a hajtás gerjesztõ mozgásának. Annak érdekében, hogy a vizsgálópad rezonanciája a lehetõ legjobban elkülönüljön a jármû-rezonanciáktól (felépítményi és tengelyrezonancia), a vizsgálópad tömegét és a rugóállandót úgy választjuk meg, hogy a vizsgálópad rezonanciafrekvenciája a jármû rezonanciafrekvenciái között középen körülbelül 7 Hz¹nél legyen (lásd 4. ábra). A hajtás célszerûen villamos motort és forgattyús mechanizmust és/vagy excentert tartalmazhat. Az egyszerû és pontos vezérelhetõség miatt különösen alkalmasak a váltakozó áramú motorok, elsõsorban az aszinkronmotorok. A keréktámasz egy második rugalmas elemen át is összeköthetõ a vizsgálópad alapjával, ahol a keréktámasz és a jármû súlya megoszlik az elsõ és a második
1
HU 009 676 T2
rugalmas elem között. Elõnyösen az elsõ rugalmas elem a súly 10–50%¹át – különösen elõnyösen 10%¹át – és a második rugalmas elem a súly 50–90%¹át – különösen elõnyösen 90%¹át – viseli. A rugalmas elemek kialakításánál figyelembe kell venni, hogy a kívánt lengés gerjesztéséhez a rugótörvény alapján gyenge elsõ rugalmas elemekhez, például kis rugóállandójú rugóelemekhez, a hajtás löketét meg kell növelni, hogy megfelelõ erõ hasson a keréktámaszra. Ezért a vizsgálópad, különösen a rugalmas elemek konstrukciójánál, illetve kialakításánál korlátozottak a lehetõségek. A találmány szerint a keréktámasz mozgását mérõkészülékkel érzékeljük. A mérõkészülék a keréktámasz függõleges mozgásának amplitúdóját és/vagy frekvenciáját mérheti. A találmány szerint a keréktámasz mozgása más módon, például szög- vagy erõméréssel is érzékelhetõ. Mivel a rezonanciafrekvenciánál fellépõ amplitúdó a jármû vizsgált lengéscsillapítójának a csillapítási mértékét adja meg, az amplitúdó nagysága a lengõ rendszer rezonanciájánál különösen jól alkalmas a vizsgált jármû lengéscsillapítójának kiértékelésére és megítélésére. A találmány szerint a vizsgálóberendezésen egy mz póttömeggel rendelkezõ tömegelem helyezhetõ el. A tömegelem a keréktámaszra hat, és befolyásolja a vizsgálóberendezés fR rezonanciafrekvenciáját. Elõnyösen a tömegelem úgy van méretezve, hogy a keréktámasznak a hajtással végzett gerjesztésekor egy elõre meghatározott fR rezonanciafrekvencia áll be. Az mz póttömeg úgy helyezhetõ el a vizsgálóberendezésen, hogy a vizsgálópad eredõ fR rezonanciafrekvenciája lényegében állandó marad annak ellenére, hogy a vizsgálópad rugójának c rugóállandója hozzá van igazítva egy megváltozott hasznos teherhez. A vizsgálópad fR rezonanciafrekvenciája elõnyösen 2 Hz és 12 Hz között van, elõnyösebben 4 Hz és 10 Hz között, még elõnyösebben 6 Hz és 8 Hz között, legelõnyösebben 7 Hz¹nél. A rezonanciafrekvencia és a rugókeménység, valamint a mozgó tömeg közötti összefüggést általánosságban az 1. formula adja meg. Itt fR a rezonanciafrekvencia, c a vizsgálópad rugójának rugóállandója, és m a keréktámasz tömege: fR =
1 c m 2p
1. formula
Ha a keréktámasz tömegét a nagyobb rugóállandókhoz igazítjuk, hogy állandó rezonanciaviszonyokat kapjunk, nõ a vizsgálóberendezés teljes súlya, amihez a vizsgálóberendezés egész szerkezeti kialakítását hozzá kell igazítani. Általában a keréktámaszok számára rendelkezésre álló tér is korlátozott. Elõnyösen az elsõ és/vagy második rugalmas elemet csavar- vagy laprugóként lehet kialakítani. Az ilyen jellegû rugóelemek jellemzõje az, hogy alig van saját csillapításuk, és lehetõvé teszik a vizsgálóberendezés nagy mérési pontosságát. Magától értetõdõen más rugalmas elemek is alkalmazhatók, például pneumatikus vagy hidraulikus rendszerek. Változtatható rugóállandóval rendelkezõ talpponti rugó megvalósításához cél-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
szerû, ha a második rugalmas elem légrugóként van kialakítva. Célszerûen a keréktámasz egy himbán át köthetõ össze a hajtással. A keréktámaszt a himba tarthatja és mozgathatja. A keréktámasz a himbán és az elsõ rugalmas elemen át lehet összekötve a hajtással. Egy ilyen elrendezés lehetõvé teszi a keréktámasz egyszerû és terhelhetõ vezetését függõleges mozgásokhoz. A második rugalmas elemmel, amely a himbát az alapra támasztja, tovább csökkenthetõ a himba terhelése, és egyszerûbb szerkezetû himbát lehet alkalmazni. A találmány szerint ez az elõny a keréktámasz más jellegû vezetésénél is elérhetõ. A találmány egy elõnyös kiviteli alakjánál a tömegelem a himbán át hat a keréktámaszra. A tömegelemet itt egy toldalékkaron lehet rögzíteni, amely a himbán van elhelyezve. Ezáltal az mz póttömeg a toldalékkaron át hat a himbára, és onnan a rendszernek (toldalékkar és himba) az alapon levõ forgáspontjára vonatkoztatott tehetetlenségi nyomatékával fejt ki hatást a lengési folyamatra. Az mz póttömeg a lengési irányban a tehetetlenségi nyomaték szerint hatásos mz’ tömegével adódik hozzá a keréktámasz tömegéhez. Annak érdekében, hogy elérjük egy kívánt hatásos mz’ póttömeg hatását, csak egy tényleges redukált mz tömeget szükséges a toldalékkaron elhelyezni. A tehetetlenségi nyomatékra vonatkozó j=m·d2 egyenletbõl a hatásos mz’ tömeg: mz ’ = mz
d12 d22
2. formula
ahol d1 a távolság a póttömeg és a himbának az alapon levõ forgáspontja között, valamint d2 a távolság a himbának az alapon levõ forgáspontja és a keréktámasz és a himba kapcsolódási pontja, illetve a lengõ test keréktámaszt hordozó elemén levõ forgáspont között. A 2. formula szerint tehát a d1 távolság négyzetesen befolyásolja a hatásos mz’ póttömeg és a tényleges, az emelõkaron elhelyezett mz póttömeg közötti összefüggést. A találmány szerint, ha megkettõzzük a rugóállandót, az 1. formula szerint meg kell kettõzni a keréktámasz mA_régi tömegét egy ugyanolyan nagyságú mz póttömeggel. A 2. formula szerint azonban az emelõkar kétszeresére növelésekor az mz póttömeg egynegyede is elegendõ ahhoz, hogy elérjük a vizsgálópad rezonanciafrekvenciájára gyakorolt kívánt hatást. Ezt egy példával szemléltetjük. Ha kezdetben a keréktámasz tömege mA_régi=100 kg, és megkétszerezzük a rugóállandót, ebbõl a keréktámasz kívánt mA_új tömegére 200 kg adódik. A kiegészítõ hatásos 100 kg¹os mz’ tömeg azonban az emelõkar hosszának megkettõzésével 25 kg¹ra (a hatásos póttömeg 1/4¹ére) csökkenthetõ. Ez a 25 kg¹os redukált mz póttömeg megfelel a kiegészítõ hatásos 100 kg¹os mz’ tömeg egynegyedének. Azáltal, hogy a ténylegesen elhelyezendõ póttömeg kisebb, mint a szükséges póttömeg, csökkenteni lehet a vizsgálóberendezés teljes tömegét. Azzal, hogy a találmány szerint egy olyan tömegelemet alkalmazunk,
1
HU 009 676 T2
amely egy emelõkaron át hat a keréktámaszra, változatlan rugóállandó mellett is kisebb lehet a vizsgálóberendezés teljes tömege, mint a technika állásából ismert, ugyanolyan rezonanciafrekvenciájú vizsgálóberendezéseknél. Ezenkívül a kisebb összsúlyból adódóan kisebb a mozgó alkatrészek kopása. A toldalékkart oldhatóan lehet a himbával összekötni. A toldalékkar legalább egy további rugalmas elemen át is hathat a keréktámaszra. Ilyenkor a toldalékkar közvetlenül a keréktámaszra szerelhetõ. Célszerûen a toldalékkar hossza és/vagy legalább egy rugalmas elem, elõnyösen a talpponti rugó, rugóállandója változtatható lehet. A toldalékkar hosszát csavarmenettel vagy más alkalmas módon lehet beállítani. Ezenkívül az mz póttömeg nagyságát a toldalékkar hosszától, a hasznos tehertõl és/vagy legalább egy rugalmas elem rugóállandójától függõen lehet meghatározni és változtatni. Ennek az elrendezésnek az elõnye az, hogy a találmány szerinti berendezés a hasznos teher nagysága szerint állítható be. Ezáltal egyetlen vizsgálóberendezéssel lehet meghatározni a különbözõ jármûtípusoknál (személygépkocsi, SUV, kisteherautó) a lengéscsillapítást. A himbát kettõs himbaként, különösen párhuzamos himbaként is ki lehet alakítani. Egy párhuzamos himba egy elsõ himbakarból és egy második himbakarból áll. Az elsõ és/vagy a második himbakar lehet összekötve a hajtással. Az mz póttömeg a toldalékkaron át az elsõ és/vagy második himbakarral lehet összekötve. Ha a himba párhuzamos himbaként van kialakítva, nem szükséges a keréktámasz vízszintes megvezetése. A párhuzamos himba lehetõvé teszi a keréktámasz függõlegessel párhuzamos, lineáris mozgását anélkül, hogy szükség volna egy további vezetékre, amely megakadályozza a keréktámasz megbillenését. A keréktámasz egy hordozóelemen át forgathatóan köthetõ össze a két himbakarral. Elõnyösen a himbakarok és a himbakaroknak az alapon levõ forgáspontjait összekötõ vonal, valamint a himbakarok és a hordozóelemek közötti forgáspontokat összekötõ vonal parallelogrammát alkot. Magától értetõdõen a keréktámaszhoz más vezetékek és/vagy tartóelemek, illetve a hajtással összekötõ elemek is alkalmazhatók. Egy másik elõnyös kiviteli alaknál az mz póttömeg elosztható a két himbakarra. Mindkét himbakaron legalább egy toldalékkar helyezhetõ el, ezen pedig az mz póttömeg egy része. Célszerû lehet az is, ha az mz póttömeg vagy az mz póttömeg részei a keréktámaszon vannak elhelyezve. Különösen elõnyös, ha a póttömeg szimmetrikusan van elhelyezve, vagy több kisebb, mz össztömegû tömegelemként van kialakítva, amelyek szimmetrikusan vannak elhelyezve. Ezen a módon a keréktámasz vezetéke és csapágyazása egyenletesen van terhelve, és így egyoldali terhelés miatt nem keletkeznek mérési hibák. A jármûvek lengéscsillapításának meghatározására szolgáló eljárás tartalmazza a jármû kerekét alátámasztó keréktámasz meghajtását egy elsõ rugalmas elemen át, és a keréktámasz mozgásának érzékelését
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
egy mérõberendezéssel, ahol – ha legalább egy rugalmas elemnél a rugóállandó hozzá van igazítva a hasznos teherhez – egy mz póttömeg úgy van elhelyezve a vizsgálóberendezésen, hogy az említett berendezésnél a vizsgálópad fR rezonanciafrekvenciája lényegében állandó marad. Egy jármûvek lengéscsillapításának meghatározására szolgáló további eljárás tartalmazza több, az egyes jármûkerekekhez hozzárendelt keréktámasz meghajtását egy-egy elsõ rugalmas elemen át egy-egy hajtással, és a keréktámasz mozgásának érzékelését, ahol a keréktámaszok meghajtása fázisszinkronban történhet. A találmány szerinti berendezés úgy is felépíthetõ, hogy egy vizsgálandó jármû mindegyik kereke számára egy-egy keréktámasz van kialakítva, és a jármûtengelyek vagy jármûkerekek összes felfüggesztési rendszere egyidejûleg és/vagy egymás után vizsgálható. A berendezésnek két keréktámasza is lehet, amelyekkel a jármûtengelyek, illetve jármûkerekek elsõ vagy hátsó felfüggesztései egyidejûleg és/vagy egymás után vizsgálhatók. A találmány szerinti berendezés és a találmány szerinti eljárás lehetõvé teszi jármûvek lengéscsillapításának egyszerû és pontos meghatározását, ahol egy mz póttömeg alkalmazásával, amely közvetlenül a keréktámaszra kapcsolható vagy közvetve hat a keréktámaszra, részben tehermentesül a keréktámasz vezetéke és a hajtómotor a jármû és a keréktámasz súlyától. A találmány további jellemzõit és elõnyeit az ábrák és az elõnyös kiviteli alakok alábbi leírása alapján ismertetjük. Az ábrák a következõk: 1. ábra: mûködési vázlat a találmány magyarázatához; 2. ábra: egy terheletlen vizsgálóberendezés vázlata; 3. ábra: egy terhelt vizsgálóberendezés vázlata; és 4. ábra: a találmány szerinti vizsgálóberendezés tipikus frekvenciamenete. Az 1. ábrán látható funkciós vázlat a találmány mûködési elvét magyarázza. A vizsgálóberendezés 7 keréktámaszán áll a vizsgálandó jármû 2 kereke. A 2 jármûkereket az abroncs rugalmas tulajdonságai miatt abroncsrugóként ábrázoltuk. Az abroncsrugó merevségét az abroncs típusa az abroncskeresztmetszet és az abroncsnyomás függvényében befolyásolja. Könnyebb jármûveknél az abroncsrugó a konstrukciótól függõen lágyabb, mint a nehezebb jármûveknél, amelyek abroncsrugója merevebb. A jármû 1 lengéscsillapítóját az 1. ábrán csillapított rugórendszerként ábrázoltuk, ahol a tengelyre ható jármûtömeget a 20 egység, és a rugózatlan tengelytömeget a 15 egység jelzi. A vizsgálathoz az 1 lengéscsillapítót a 7 keréktámasszal a 2 jármûkeréken át különbözõ frekvenciájú lengésekbe hozzuk. A 7 keréktámasz mozgásának amplitúdóját egy 5 mérõkészülékkel érzékeljük. A 7 keréktámasz mozgása megfelel az 1 lengéscsillapító mozgásának, ha a 2 abroncsrugó befolyása elhanyagolható. A vizsgálóberendezés rugó-tömeg rendszeré-
1
HU 009 676 T2
nek és a jármû rugó-tömeg rendszerének megfelelõ összehangolásával biztosítható, hogy nem lép fel fáziskülönbség a 7 keréktámasz és a 2 kerék, illetve az 1 lengéscsillapító között. A 7 keréktámasz egy elsõ rugalmas 3 elemen át egy 4 hajtással van összekötve. A 4 hajtás például egy villamos motort, különösen váltakozó áramú aszinkronmotort tartalmazhat, amely excenteres vagy forgattyús mechanizmuson át az elsõ rugalmas 3 elemmel van összekötve. Az excenter forgómozgása függõleges lengõmozgásba hozza a 7 keréktámaszt. A 7 keréktámasz és a 4 hajtás közötti rugalmas csatolás miatt fáziskülönbségek léphetnek fel ezek között. A rugó-tömeg rendszer hangolásához elõnyös, ha az elsõ rugalmas 3 elem kisebb rugókeménységgel rendelkezik, mint a 2 abroncsrugó. Ebben az esetben a 2 abroncsrugó elhanyagolható, és az 1 lengéscsillapító és a 7 keréktámasz egyformán leng. Pontos mérési eredmény eléréséhez célszerû, ha a vizsgálópad lengõ rendszerének a lehetõ legkisebb saját csillapítása van. Annak érdekében, hogy a 7 keréktámasz egy nehéz jármûvel terhelve se süllyedjen le túlságosan, a 7 keréktámasz egy második rugalmas 6 elemmel van összekötve, amely a vizsgálóberendezés 8 alapjára támaszkodik. Ez az alap a vizsgálóberendezés kerete lehet. A második rugalmas 6 elem alátámasztja a 7 keréktámaszt, levezeti a jármû súlyerejének egy részét a 8 alapra, és ezért tehermentesítõ vagy bypass rugónak is nevezzük. A rugalmas 3, 6 elemek csavar¹, lap- vagy légrugókként alakíthatók ki. Változtatható rugómerevségû rugalmas elemek alkalmazása is lehetséges. Mivel legalább egy rugalmas elem rugóállandójának, illetve rugókeménységének változtatása megváltoztatja a vizsgálóberendezés egész lengési karakterisztikáját, a 7 keréktámaszon egy 30 póttömeg van elhelyezve. A rugóállandó hozzáigazítása különösen a nagyobb tengelyterhelésekhez (például nehezebb jármûveknél) keményebb 6 talpponti rugó alkalmazásával történik. A 30 póttömeggel a vizsgálóberendezés c rugókeménysége és a vizsgálóberendezés teljes mozgatott m tömege közötti c/m arányt lényegében ismét az eredeti értékre hozzuk, úgyhogy az 1. formula szerint a vizsgálópad fR rezonanciafrekvenciája állandó marad. A 2. ábrán egy terheletlen vizsgálóberendezés vázlata látható. A 7 keréktámaszt egy 35 tartóelem és egy 9 himba tartja, amely itt kettõs himbaként van kialakítva. Ezen a módon lehetséges a 7 keréktámasz közel súrlódásmentes, párhuzamos felfelé és lefelé mozgása. Az ábrázolt kettõs himba helyett egy egyszerû himba és egy vezetõmechanizmus is alkalmazható, amely biztosítja a 7 keréktámasz párhuzamos mozgását, és megakadályozza, hogy a 7 keréktámasz a terhelésnél megbillenjen. A 9 himba az elsõ rugalmas 3 elemen keresztül a vizsgálóberendezés 4 hajtásával van összekötve. A himba forgathatóan van összekötve egy elsõ 33 csapágyon át a vizsgálóberendezés 8 alapjával, és egy második 34 csapágyon át a 7 keréktámasszal. A 4 hajtás forgattyús mechanizmust tartalmaz a gerjesztõ löket elõállításához. A 4 hajtás forgómozgását a forgattyús mechanizmus és a 9 himba a 7 keréktámasz
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
függõleges mozgásává alakítja át. A második rugalmas 6 elem az ábrázolt kiviteli példában úgy van elhelyezve a keréktámaszon, hogy a keréktámasz rajta keresztül a 8 alapra támaszkodik. A második rugalmas 6 elem változtatható rugókeménységû lehet. A 7 keréktámaszon két 30a, 30b tömegelem van a 7 keréktámasz vezetékére szimmetrikusan elhelyezve, hogy a két 30a, 30b tömegelem járulékos mz teljes tömege szimmetrikus terhelést jelentsen. Ez azzal az elõnnyel jár, hogy a 7 keréktámasz vezetéke a kettõs 9 himbán át nincs egyoldalúan terhelve a járulékos tömeggel, tehát itt nem fordulhatnak elõ az aszimmetrikus elrendezéseknél jelentkezõ mérési hibák. A fellépõ súlyerõket a 32a, 32b nyilakkal jelöltük. A két 30a, 30b tömegelem mz teljes tömegét az 1. formula szerint úgy állítjuk be, hogy a kívánt erõ hasson a 7 keréktámaszra, és a vizsgálópadnak a kívánt fr rezonanciafrekvenciája legyen. A 3. ábrán egy jármûvel terhelt vizsgálóberendezés vázlata látható, ahol a 9 himba egy elsõ 9a himbakart és egy második 9b himbakart tartalmazó párhuzamos himbaként van kialakítva. Az 1 lengéscsillapítót 1a rugóelemként és 1b csillapítóelemként ábrázoltuk. A 7 keréktámaszt a párhuzamos 9a, 9b himbakarok tartják. A 4 hajtás az elsõ rugalmas 3 elemen és az elsõ 9a himbakaron keresztül a vizsgálóberendezéssel van összekötve. Az elsõ 9a himbakar forgathatóan van összekötve egy elsõ 33a csapágyon át a vizsgálóberendezés 8 alapjával, és egy második 34a csapágyon át a 7 keréktámasszal. A második 9b himbakar forgathatóan van összekötve egy elsõ 33b csapágyon át a vizsgálóberendezés 8 alapjával, és egy második 34b csapágyon át a 7 keréktámasszal. A 9b himbakaron egy 31 toldalékkar van rögzítve. A 31 toldalékkar a második 34b csapágy felõl nézve a 33b csapággyal ellenkezõ irányban nyúlik ki. Nem szükséges, hogy a 9 himba és a 31 toldalékkar egy vonalban legyenek. A 31 toldalékkart lényegében vízszintesen is el lehet helyezni. A 31 toldalékkaron egy 30 póttömeg van elhelyezve. A 30 póttömegnek a 31 toldalékkarra szerelése következtében a 30 póttömeg a 2. formula szerinti emelõszabálynak megfelelõen 32 erõt fejt ki a 7 keréktámaszra. A 31 toldalékkar hossza beállítható lehet, hogy a 32 erõt a 6 talpponti rugó keménysége szerint lehessen állítani. Ez különösen akkor célszerû, ha beállítható rugóállandóval rendelkezõ, változtatható 6 talpponti rugókat alkalmazunk. A 30 póttömeget úgy lehet kialakítani, hogy szükség esetén további 30a póttömegeket lehessen a 30 póttömegen rögzíteni. A forgattyús mechanizmus lökete függõleges lengõmozgásba hozza a 7 keréktámaszt, amely gerjeszti a 2 jármûkerékkel és az 1 lengéscsillapítóval ellátott 10 jármûtengelyt. Az 1 lengéscsillapító vizsgálatához különbözõ frekvenciákkal történik a gerjesztés, különösen a 0–15 Hz¹es frekvenciatartományban. Általában ebben a frekvenciatartományban van a jármû kerékfelfüggesztésének rezonanciafrekvenciája. A rezonanciafrekvenciával történõ gerjesztésnél rezonancialengésbe jön a 10 jármûtengely a 2 jármûkerékkel és az 1 lengés-
1
HU 009 676 T2
csillapítóval. Ennek a rezonancialengésnek az amplitúdója a 7 keréktámasz mozgásán keresztül érzékelhetõ. A rezonancialengések amplitúdójának és/vagy menetének kiértékelésével beépített állapotban megbízhatóan megítélhetõ a vizsgálandó 1 lengéscsillapító. A 4. ábrán a felépítmény rezonanciájának, a vizsgálópad rezonanciájának és a tengely rezonanciájának frekvenciamenete látható (balról jobbra). A felépítmény rezonanciájának maximális értéke 1 és 2 Hz között van. A tengelyrezonancia maximuma 12 és 20 Hz között lép fel. A vizsgálópad rezonanciájának maximális értéke a felépítmény rezonanciájának és a tengelyrezonanciának a maximumai között van, tipikusan körülbelül 7 Hz¹nél.
5
10
15 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Vizsgálóberendezés jármûvek lengéscsillapításának meghatározására, amely alapot (8), jármûkerék (2) számára keréktámaszt (7) – amely keréktámasz (7) kettõs himbán (9) és elsõ rugalmas elemen (3) át hajtással (4), és második rugalmas elemen (6) át az alappal (8) van összekötve – és a keréktámasz (7) mozgását érzékelõ mérõkészüléket (5) tartalmaz, továbbá a hajtás (4) a keréktámaszt (7) a kettõs himbán (9) át a függõlegessel párhuzamos lengésbe hozza, azzal jellemezve, hogy egy tömegelemmel (30) van ellátva, amely a keréktámaszra (7) hat, és befolyásolja a keréktámasz lengésének rezonanciafrekvenciáját (fR). 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tömegelem (30) úgy van méretezve, hogy a keréktámasz (7) gerjesztésekor elõre meghatározott rezonanciafrekvencia (fR) áll be. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a keréktámasz (7) a kettõs himbán (9) át mûködési kapcsolatban áll a hajtással (4), és a tömegelem (30) a himbán (9) át hat a keréktámaszra (7). 4. Az 1–3. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a póttömeg (30) toldalékkaron (31) van elhelyezve, és a toldalékkaron (31) át hat a keréktámaszra (7).
20
25
30
35
40
6
2
5. Az 1–4. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a toldalékkar (31) hossza változtatható. 6. Az 1–5. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a póttömeg (30) a toldalékkar (31) hosszától, a hasznos tehertõl és legalább egy rugalmas elem (3, 6) rugóállandójától függõen van meghatározva. 7. Az 1–6. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kettõs himba (9) egy elsõ himbakarból (9a) és egy második himbakarból (9b) áll, az elsõ himbakar (9a) a hajtással (4) van összekötve, és a póttömeg (30) a toldalékkaron (31) át a második himbakarral (9b) van összekötve. 8. Az 1–7. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elsõ rugalmas elem (3) a keréktámasz (7) tömegének lényegében a 10%¹át, és a második rugalmas elem (6) lényegében a 90%¹át támasztja alá. 9. Az 1–8. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a póttömeg (30) a keréktámaszon (7) van elhelyezve. 10. A 3–9. igénypontok legalább egyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kettõs himba (9) himbakarjai (9a, 9b), valamint a himbakaroknak (9a, 9b) az alapon (8) levõ forgáspontjait (33a, 33b) összekötõ vonal, és a himbakaroknak (9a, 9b) a keréktámaszt tartó elemen (35) levõ forgáspontjait (33a, 33b) összekötõ vonal parallelogrammát alkot. 11. Vizsgálóeljárás jármûvek lengéscsillapításának meghatározására, amely eljárás a következõ lépéseket tartalmazza: egy jármûkerék (2) keréktámaszát (7) egy elsõ rugalmas elemen (3) át meghajtjuk, és egy mérõkészülékkel (5) érzékeljük a keréktámasz (7) mozgását, azzal jellemezve, hogy egy tömegelemet (30) alkalmazunk, amely a keréktámaszra (7) hat, és befolyásolja a lengõ keréktámasz (7) rezonanciafrekvenciáját (fR). 12. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tömegelemet (30) úgy méretezzük, hogy a keréktámasz (7) gerjesztésekor elõre meghatározott rezonanciafrekvencia (fR) áll be.
HU 009 676 T2 Int. Cl.: G01M 17/04
7
HU 009 676 T2 Int. Cl.: G01M 17/04
8
HU 009 676 T2 Int. Cl.: G01M 17/04
9
Kiadja a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest
