DE2334737A1 - Verfahren zur pruefung der funktionsfaehigkeit von stossdaempfern - Google Patents

Description

TOLKSWAGBNWEHK
Aktiengesellschaft
5180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 1522
1702-Pt-Gn/Sa

-6.7.73

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Stoßdämpfern

Me Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Stoßdämpfern, insbesondere von Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge, unter Verwendung von Stoßdämpfer-Prüfvorrichtungen, in denen das Fahrzeug durch schlagartiges Absenken in Schwingungen versetzt wird, und auf Schaltungsanordnungen zur Durchführung der Verfahren.

Stoßdämpfer stellen ein wesentliches Bauelement für die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeuges dar, weil sie durch Dämpfung der Radschwingungen dafür sorgen, daß die Räder einen möglichst guten Kontakt zur Fahrbahn halten. Defekte Stoßdämpfer führen dazu, daß die Räder ungedämpft auf- und abschwingen und insbesondere bei schlechten Straßen mehr über die Straße hüpfen als rollen, so daß das Fahrzeug weder richtig geführt noch richtig gebremst werden kann. Wegen der großen Bedeutung der Stoßdämpfer ist eine Reihe verschiedenartig aufgebauter Stoßdämpfer-Prüfgeräte entwickelt worden, mit denen die Stoßdämpferwirkung im eingebauten Zustand überprüft werden kann. Eine Art der bekannten Stoßdämpfer-Prüfgeräte arbeitet nach dem Fallprinzip» Dabei wird das zu überprüfende Rad geringfügig, d.h. etwa um 10 cm, angeho-

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ben und anschließend schlagartig abgesenkt. Die dadurch erzeugten Schwingungen werden zur Beurteilung der Stoßdämpferwirkung ausgewertet.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art enthält zwei Fallrampen, auf die die beiden Räder einer Fahrzeugachse gefahren werden, und zwei Kartenschreiber, von denen die Schwingungen der Karosserie aufgezeichnet werden. Zu diesem Zwecke wird jeweils ein Hebel des Kartenschreibers über ein Gestänge mit der Karosserie verbunden. Wenn die Räder mit Hilfe der beiden Fallvorrichtungen schlagartig abgesenkt werden, beginnt das Fahrzeug und insbesondere die Karosserie des Fahrzeuges zu schwingen. Die Schwingungen, d.h. die Auf- und Abbewegungen der Karosserie werden über das Gestänge mechanisch auf die beiden Kartenschreiber übertragen. Aus den Aufzeichnungen der Kartenschreiber lassen sich Rückschlüsse auf die Qualität der Stoßdämpfer ziehen. Um verwertbare Aufzeichnungen zu erhalten, ist eine genaue Ausrichtung des Fahrzeuges und des Gestänges der beiden Kartenschreiber erforderlich. Darüberhinaus muß das Gestänge mib einem bestimmten Druck an der Karosserie befestigt werden, wobei darauf geachtet werden muß, daß einerseits zwischen dem Gestänge und der Karosserie kein Spiel besteht"und andererseits das Gestänge nicht bereits in der Ruhestellung von der Karosserie heruntergedrückt wird. Die Gefahr, daß durch eine unsachgemäße Bedienung des Prüfgerätes bzw. durch eine nicht korrekte Ausrichtung des Prüfgerätes falsche oder nicht auswertbare Aufzeichnungen geliefert werden, ist bei dieser bekannten Anordnung offensichtlich groß. Unangenehm ist darüberhinaus, daß eine Überprüfung der Stoßdämpfer einige Zeit in Anspruch nimmt, weil die Prüfvorrichtungen zuvor erst ausgerichtet und mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden werden muß. Von Nachteil ist auch, daß die aufgezeichneten Kurven keine echten Schwingungsverläufe zeigen und somit die Dämpfung der Schwingung ebenfalls nicht korrekt entnommen werden kann.

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Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem die Funktionsfähigkeit der Stoßdämpfer im eingebauten Zustand in einfacher Weise korrekt überprüft werden kann und welches sich insbesondere für eine Automatisierung des Prüfvorganges eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwingung des Fahrzeuges mittels eines mechanisch-elektrischen Meßwert umwandlers in ein entsprechend schwingendes elektrisches Meßsignal umgeformt und einer elektronischen Auswerteschaltung zugeführt wird, in welcher zwei aufeinanderfolgende Schwingungsamplituden des Meßsignals erfaßt, gespeichert und miteinander ins Verhältnis gesetzt werden und der so ermittelte, ein Maß für die Funktionstüchtigkeit des Stoßdämpfers darstellende Wert entweder direkt mit einem Referenzwert für einwandfreie Stoßdämpfer verglichen oder zur weiteren Auswertung einem Anzeige- oder Schreibgerät zugeführt wird. Vorzugsweise werden dabei zwei Schwingungsamplituden gleicher Polarität erfaßt. '

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich aus durch einen Analog-Dividierer und einen ersten und einen zweiten Speicher, die eingangsseitig jeweils mit dem Ausgang des das elektrische Meßsignal liefernden Meßwertumwandlers oder einer diesem nachgeschalteten Aufbereitungsschaltung und ausgangsseitig mit je einem Eingang des Analog-Dividierers verbunden sind, wobei der erste Speicher zur Speicherung der ersten Schwingungsamplitude und der zweite Speicher zur Speicherung der darauffolgenden Schwingungsamplitude ausgelegt ist. Eine bevorzugte Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Speicher als Momentanwertspeicher nach Art der Sample-and-Hold-Speicher ausgebildet sind, die mittels einer, Steuerschaltung jeweils vor dem Auftreten der zu erfassenden

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Schwingungsamplitude in die Sample-Phase und beim Auftreten der Amplitude in die Hold-Phase schalt "bar sind. In einer anderen bevorzugten Schaltungsanordnung sind die steuerbaren Speicher als nur positive Werte speichernde Spitzenwertspeicher ausgebildet, wobei der zweite Spitzenwertspeicher erst nach der ersten positiven Schwingungshalbwelle durch eine Steuerschaltung einschaltbar ist. Torzugsweise ist der zweite Spitzenwertspeicher dabei in Abhängigkeit vom Beginn der ersten positiven Schwingungshalbwelle zumindest angenähert nach Ablauf einer fest einstellbaren Zeit einschaltbar.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Pig. 1 eine Schaltungsanordnung mit Momentanwertspeichern und der dazugehörigen Steuerschaltung, ;

Pig. 2 die zur Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 zugehörigen Spannungs- und Signalverlaufe,

Pig. 5 eine Schaltungsanordnung mit Spitzenwertspeichern und der dazugehörigen Steuerschaltung und

Pig. 4 die zur Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 zugehörigen Spannungs- und Signalverlaufe.

In Figur 1 wird das Ausgangssignal eines mechanisch-elektrischen Meßwertumwandlers 1 über einen Meßverstärker 2 und einen Bandpaßfilter 5 den beiden Speichern 4 "und 5 zugeführt, deren Ausgang mit je einem Eingang eines Analog-Dividierers 6 verbunden sind.

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Das der Anordnung zugeführte Meßsignal kann beispielsweise dadurch gewonnen werden, daß dem Had oder den Hadern des Kraftfahrzeuges je eine elastisch verformbare Platte o.a. zugeordnet wird, deren Verformung den durch die plötzliche Absenkung hervorgerufenen Schwingungen der darauf befindlichen Räder folgt, und daß unmittelbar an der Platte der mechanisch-elektrische Meßwertumwandler 1, wie z.B. ein Dehnmeßstreifen, eine Druckmeßdose o.a., befestigt ist. Der Meßwertverstärker 2 hat die Aufgabe, das vom mechanisch-elektrischen Meßwertumwandler 1 gelieferte Meßsignal zu verstärken. Hierfür können beliebige bekannte Spannungsverstärker eingesetzt werden, um störende Oberschwingungen aus dem Meßsignal zu entfernen, ist dem Meßverstärker 2 der Bandpaßfilter 3 nachgeschaltet. Grundsätzlich können sowohl passive als auch aktive Filter verwendet werden. Aktive Filter sind, da sie schärfere Übergänge erzeugen, vorzuziehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind als Speicher Momentanwertspeicher nach Art der Sample-and-Hold-Speicher eingesetzt. Sample-and-Hold-Speicher sind Anordnungen, die einem Eingangssignal folgen und den Momentanwert auf einen Steuerbefehl hin speichern. Solche Speicher sind bekannt ("Operationsverstärker*¹ von H. Vahldiek, Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, 1970, Seiten 101 und 102; "Operational Amplifiers von J. Graeme, G. Tobey und L. Huelsman, McGraw-Hill Book Company, 1971» Seiten 348 bis 353)· Diese bekannten Sample-and-Hold-Speicher enthalten in der Hegel mindestens einen Operationsverstärker mit einem Speicherkondensator, wobei in dem Ladekreis des Speicherkondensators ein Schalter, beispielsweise ein Transistorschalter, insbesondere ein FET, angeordnet ist. Solange dieser Transistorschalter durchgeschaltet ist, folgt die Ausgangsspannung des Speichers dem Eingangssignal. Diese Zeit wird die Sample-Phase genannt. Sowie der Transistorschalter sperrt, beginnt die Speicher- oder Hold-Phase. Der im Speicher enthaltene Kondensator speichert dann den entsprechenden Momentanwert. Soll ein

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neuer Momentanwert erfaßt werden, dann muß der Schalttransistor wieder durchgesteuert werden, so daß der Ausgangswert wieder dem Eingangssignal folgen kann.

Gemäß der Erfindung sollen zwei aufeinanderfolgende Schwingungsamplituden, insbesondere zwei Sehwingungsamplituden gleicher Polarität, erfaßt werden. Und zwar soll insbesondere der erste Speicher 4 die erste Schwingungsamplitude und der zweite Speicher 5 die darauffolgende Schwingungsamplitude erfassen. Demzufolge ist die Steuerschaltung in Figur 1 so ausgelegt, daß der erste Moment anwert speicher 4 vor dem Auftreten der zu erfassenden ersten Schwingungsamplitude in die Sample-Phase und beim Auftreten der ersten Schwingungsamplitude in die Hold-Phase geschaltet wird. Entsprechend sorgt der von der Steuerschaltung gelieferte Steuerbefehl für den zweiten Monjentanwertspeloher 5 dafür, daß dieser zweite Momentanwertspeicher jeweils vor dem Auftreten der su erfassenden zweiten Schwingungsamplitude in die Sample-Phase und beim Auftreten der zweiten Schwingungsamplitude in die Hold-Phase geschaltet wird. Daher werden die beiden Momentanwertapeicher 4 und 5 jeweils während der positiven Meßsignaländerung, insbesondere zu Beginn der positiven Meßsignaländerung in die Sample-Phase und am Ende der positiven Meßsignaländerung in die Hold-Phase umgeschaltet. Um diese Zeitpunkte genau bestimmen zu können, wird das aufbereitete Meßsignal einem Differenzierglied 8 zugeführt, dessen Ausgangssignal gegen das Eingangssignal um 90° in der Phase verschoben ist. Das bedeutet, daß dieses Ausgangssignal gerade immer dann durch 0 verläuft, wenn das Eingangssignal, d.h. das Meßsignal sein Maximum aufweist. Das phasenverschobene Ausgangssignal wird einem Komparator 9» im Beispiel ein nicht beschalteter Operationsverstärker, zugeführt, in dem das Ausgangssignal des Differenziergliedes 8 in eine trapezförmige Impulsfolge umgeformt wird. Durch den Einsatz des Comparators 9 werden die Hulldurchgänge unabhängig davon, wie der Verlauf des

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Ausgangssignala des Differensiergliedes 8 ist_s sehr genau erfaßt , weil der Komparator praktisch "bei 0 Volt schaltet. Durch eine dem Komparator 9 nschgeschaltete Zenerdioden-Dioden-Kom-Mnation 1C wird die positive Ealbwelle des Komparatorsignales, die während der positiven Meßsignalär>derung auftritt, ausgewählt uad sn den Fegel der iiachge schalt st en logischen Elemente angepaßt. Dara so umgeformte Signal wird einem Impulserzeugungsglied 22 zugeführt, welches die eigentliche Steuerschaltung dar?«eilt. Dieses Impulserzeugungsglied besteht im wesentlichen aus zwei Flip-Flops 13 und 14» d.h. zwei "bistabilen Kippstufen, deren Ein- und Ausgänge in der Weise direkt und über weitere logische Elemente miteinander gekoppelt sind, daß der erste Momentanwertepeicher 4 für den Zeitraum der ersten positiven Meßsignaländerung und der zweite Momentanwertspeieher 5 für den Zeitraum der zweiten positiven MeßSignaländerung eingeschaltet werden. Als bistabile Kippstufen 13, 14 sind sogenannte JE-Flip-Flops eingesetzt. Die erste bistabile Kippstufe 13 besitzt einen Takteingang C, zwei zueinander inverse Ausgänge Q1, Q2, einen Setzeingaag S und einen herausgeführten Bedingungseingang J. Die zweite bistabile Kippstufe 14 besitzt einen Takteingang C, einen Ausgang Q und einen Setzeingang S. Die erste bistabile Kippstufe 13 spricht auf eine am. Takteingang C erfolgende Signaländerung von "1" nach "O" an, während die zweite bistabile Kippstufe 14 auf eine Signaländerung von "0" nach "1" reagiert. Die zweite bistabile Kippstufe 14 ist eingangsseitig mit dem inversen Ausgang Q2 und ausgangs3eitig mit dem Bedingimgseingang J der ersten "bistabilen Kippstufe 13 verbunden. Weiterhin enthält das Impulserzeugungsglied 22 zwei NAND-Gatter 15 und 16, von denen das eine dem ersten Momentanwertspeicher 4 und das andere dem zweiten Moffisntanwertspeicher 5 zugeordnet ist. Je ein erster Eingang der !MD-Gatter 15 und 16 ist über ein Nicht-Glied 12 und einen Schmitt-Trigger- mit Nicht-Glied 11 mit dem Ausgang des Zenerdioden-Dioden-Gliedes 10 verbunden. Je ein aweiter Eingang der

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HAFD-Gatter 15» 16 ist mit dem Ausgang der zweiten bistabilen Kippstufe 14 und ein dritter Eingang des dem ersten Momentanwertspeicher 4 zugeordneten NANB-Gatters 15 mit dem inversen zweiten Ausgang Q2 der ersten bistabilen Kippstufe 13 und ein dritter Eingang des dem zweiten Moment anwert speicher 5 zugeordneten NAITD-Gatters 16 mit dem ersten Ausgang Q1 der ersten bistabilen Kippstufe 13 verbunden. Der Schmitt-Trigger 11 ist vorgesehen, um die Steilheit der Impulsflanken zu erhöhen. Sie Hegation des Schmitt-Triggers ist erforderlich, weil die im Beispiel gewählte erste bistabile Kippstufe auf eine Signaländerung von "1" nach ¹¹O" anspricht. Bei Einsatz einer anderen bistabilen Kippstufe müßte diese Negation und demzufolge auch das Hichtglied 12 entfallen. !Dargestellt ist noch ein sogenannter Eeset-Schalter I7, der vor dem Prüf Vorgang betätigt wird und die beiden bistabilen Kippstufen 13 und 14 in ihre Ausgangsposition bringt. Nach Betätigung des Schalters 17 nimmt der Ausgang Q der zweiten bistabilen Kippstufe den Wert "0" und der erste Ausgang Q1 der ersten bistabilen Kippstufe den Wert "1" an. Der Wert des inversen zweiten Ausganges Q2 der ersten bistabilen Kippstufe 13 beträgt demzufolge "Ο".

Aus den in Figur 2 dargestellten Spannungs- und Signalverläufen ist die Funktionsweise der Anordnung gemäß Figur 1 zu erkennen. Sie einzelnen Spannungen bzw. Signale sind mit Buchstaben bezeichnet, die in der Anordnung nach Figur 1 wiederkehren, unter A ist das durch den Meßverstärker 2 und den Bandpaßfilter 3 aufbereitete Meßsignal dargestellt. Sie erste Schwingungsamplitude Y₁ und die darauffolgende zweite Schwingungsamplitude V„ der gleichen Polarität sollen von der Anordnung erfaßt werden. Bei entsprechender Abwandlung der Meßanordnung könnte auch der Amplitudenwert V, zur Auswertung herangezogen werden. Bieses aufbereitete Meßsignal wird durch das Differenzierglied 8 um 90° ver-

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schoben, so daß die erste positive Halbwelle dieses verschobenen Signales den Bereich angibt, in dem das Meßsignal A eine positive Signaländerung aufweist. Entsprechendes gilt für die zweite positive Halbwelle dieses Signals. Die Nulldurchgänge des verschobenen Signals fallen mit den Amplituden des Meßsignals A zusammen. Im Gegensatz zu den Amplituden selbst sind solche NuIldurchgänge leicht zu erfassen. Die Kurve D zeigt den Verlauf der vom Komparator 9 abgegebenen Impulsfolge. Die Nulldurchgänge dieser Impulsfolge stimmen genau mit den Nulldurchgängen des Spannungsverlaufs gemäß B überein, weil der Komparator praktisch bei der Spannung 0 durchschaltet. Die Amplitude dieser Impulsfolge ist unabhängig von der Amplitude der verschobenen Spannung B. Am Ausgang des Schmitt-Triggers mit Negation 11 ist ein Signal gemäß E zu entnehmen. Man erkennt, daß die Planken dieses Signales im Vergleich zur Ausgangsspannung des Komparators 9 sehr steil sind. Durch den Pfeil ist angedeutet, bei welchen Planken die erste bistabile Kippstufe 13 anspricht» Die Kurve P gibt den Verlauf des Signales hinter dem Nicht-Glied 12 an. Die Kurven gemäß G, H und L zeigen den Verlauf der Signale an den Ausgängen Q1 und Q2 der ersten bistabilen Kippstufe und Q der zweiten bistabilen Kippstufe. In der Kurve H ist durch die Pfeile wiederum die Planke gekennzeichnet, bei welcher die zweite bistabile Kippstufe 14 anspricht. Wie bereits ausgeführt wurde, werden die beiden bistabilen Kippstufen 13 und 14 vor dem Prüfvorgang durch Betätigung des Schalters 17 in ihren Ausgangszustand versetzt, und zwar derart, daß der Ausgang Q1, d.h. das Signal G den Wert "1¹J aufweist, während die beiden Ausgänge Q2 und Q, d.h. die Signale H und L den Wert "0" annehmen. Der Ausgang Q der zweiten bistabilen Kippstufe 14 ist auf den Bedingungseingang J der ersten bistabilen Kippstufe 13 zurückgekoppelt. Demzufolge weist auch dieser Eingang J zu Beginn der Prüfung den Wert !'O" auf. Aus den Kurven G und H ist zu erkennen, daß die erste bistabile Kippstufe 13 anspricht, wenn das Eingangssignal E

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von "I" auf "0" abfällt. Dementsprechend nimmt der Ausgang von Q1 den Wert ¹¹O" und der inverse Ausgang Q2 den Wert "1" an. Der Ausgangswert H stellt den Eingangswert für die zweite bistabile Kippstufe 14 dar. Diese spricht, wie bereits ausgeführt, auf eine Signaländerung von "0" auf "1" aru Dementsprechend ergibt sich am Ausgang K der zweiten Kippstufe 14 ein Ausgangssignal "1", welches auf den Bedingungseingang J der ersten Kippstufe zurückgeführt wird. Die Änderung des Eingangssignales E von "0" auf ⁿ1ⁿ hat keinen Einfluß auf den Zustand der ersten bistabilen Kippstufe 13· Demzufolge verändern sich die Ausgangswerte der ersten bistabilen Kippstufe 13 erst wieder dann, wenn das Eingangssignal E von "1" auf "0" umspringt. Dann nimmt der Ausgang Q1 wieder den Wert "1" und der inverse Ausgang Q2 den Wert "O¹* an. Der Ausgang der zweiten bistabilen Kippstufe 14 verändert sich nicht, weil die zweite bistabile Kippstufe nur auf eine Signaländerung von "0" auf "1" anspricht. Daher tritt eine Änderung des Ausgangswertes L dieser Kippstufe erst beim nächsten Schaltzyklus ein. Wie Figur 2 zeigt, wird- das Signal L dann "0". Da dieses Signal auf den Bedingungseingang J der ersten bistabilen Kippstufe 13 zurückgekoppelt ist, wird in der Folge eine weitere Änderung der Ausgangswerte der beiden bistabilen Kippstufen verhindert. Dieses Verhalten ist durch die Art der verwendeten JK-Plip-Flops bedingt. Der Zustand dieser Flip-Flops hängt nämlich insbesondere von der Beaufschlagung der Bedingungseingänge ab. Diese Abhängigkeit wird in den Applikations-Blättern durch eine sogenannte Wahrheits- oder Funktionstabelle angegeben. Im gewählten Ausführungsbeispiel ist für die erste bistabile Kippstufe 13 ein JK-Flip-Flop eingesetzt, bei dem lediglich der Bedingungseingang J herausgeführt ist und extern, nämlich durch die Rückkopplung, beaufschlagt werden kann. Im Ausführungsbeispiel gilt: Steht am Bedingungs eingang J ein "O"-Signal an, dann ändert sich der Schaltzustand am Ausgang QI beim Anlegen des Taktimpulses E nicht oder auf "0", je nachdem, ob dieser Ausgang zu-

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vor dem Zustand "0" oder "1" hatte. Ist das am Bedingungseingang J anstehende Signal dagegen ein "1"-Signal, dann kippt das Flip-Flop mit jedem eintreffenden Taktimpuls E immer in die jeweils entgegengesetzte Lage. Die beiden Signale M und N stellen die hinter den beiden NAND-Gattern 15 und 16 abgegriffenen Signale dar, die den beiden Momentanwertspeichern 4 "und 5 zwecks Steuerung derselben zugeführt werden. Solche NAND-Gatter haben bekanntlich die Eigenschaft, daß immer nur dann kein Ausgangssignal ansteht, wenn an allen Eingängen ein Eingangssignal ansteht, d.h. daß das Ausgangssignal nur dann "0" ist, wenn alle Eingangssignale "1" sind. Daraus ergibt sich, daß das Ausgangs signal M nur dann ¹¹O" ist, wenn die Signale F, H und L gleichzeitig den Wert "1" haben. Während der übrigen Zeit weist das Ausgangssignal M den Wert "1" auf. Entsprechend gilt, daß das Ausgangssignal N des NAND-Gatters 16 nur dann den Wert "0" besitzt, wenn gleichzeitig die Signale F, G und L den Wert "1" haben. Durch den internen Aufbau der nicht näher dargestellten Moment anwert speicher 4 und 5 ist dafür gesorgt", daß die beiden Sample-and-Hold-Speicher 4 und 5 jeweils in die Sample-Phase geschaltet werden, wenn die ihnen zugeführten Steuersignale M bzw. N null werden und daß sie in die Hold-Phase geschaltet werden, wenn diese Steuersignale wieder den Wert "1* annehmen. Dementsprechend wird der erste Momentanwertspeicher 4 in die Sample-Phase geschaltet, wenn das Meßsignal A erstmalig eine positive MeßSignaländerung aufweist, und in die Hold-Phase, wenn das Meßsignal gerade die erste positive Amplitude V₁ durchläuft. Entsprechend wird der zweite Momentanwertspeicher 5 gerade dann in die Hold-Phase geschaltet, wenn das Meßsignal A die zweite positive Amplitude V_ durchläuft.

Die Ausgangssignale 0 und P der beiden Momentanwertspeicher 4 und 5 werden dem Analog-Dividierer 6 zugeführt, in welchem das Verhältnis der beiden Werte gebildet wird.

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Die in Figur 1 dargestellte Steuerschaltung ist nicht die einzig mögliche zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Je nach Art der eingesetzten logischen Bausteine können sich auch andere Verknüpfungen und Zusammenschaltungen der einzelnen Bausteine ergeben.

In Figur 3 ist eine Anordnung dargestellt, in der im Gegensatz zu Figur 1 keine Momentanwert speicher nach Art der Sample-and-Hold-Speicher eingesetzt werden, sondern Spitzenwertspeicher, die nur positive Werte speichern können. Der die zweite Schwingungsamplitude speichernde Spitzenwertspeicher wird dabei durch eine Steuerschaltung erst nach der ersten positiven Schwingungshalbwelle eingeschaltet. Biese Einschaltung erfolgt nach Ablauf einer fest einstellbaren Zeit. Die Grundschaltung ist die gleiche wie in Figur 1. Das von einem mechanisch-elektrischen Meßwertumwandler 1 umgeformte Heßsignal wird also über einen Meßwertverstärker 2 und einen Bandpaßfilter 3 den beiden Speichern 4 und 5 zugeführt, deren Ausgangswerte in' einem Analog-Dividierer 6 in Verhältnis gesetzt werden. Das vom Bandpaßfilter 3 abgegebene Signal A wird einer Steuerschaltung zugeführt, die den zweiten Spitzenwertspeicher 5 zum richtigen Zeitpunkt einschaltet. Der Aufbau dieser^Steuersehaltung ist wesentlich einfacher als der in Figur 1, weil es nicht erforderlich ist, den Zeitpunkt des Auftretens der Schwingungsamplituden genau zu erfassen, sondern lediglich darauf, den zweiten Spitzenwertspeicher nach Ablauf der ersten Schwingungsamplitude und vor dem Auftreten der zweiten Schwingungsamplitude einzuschalten. Demzufolge können der in Figur 1 verwendete Komparator und das Differenzierglied entfallen. Die Steuerschaltung besteht im wesentlichen aus einer monostabilen Kippstufe 19, mit deren Hilfe einerseits verhindert wird, daß der zweite Spitzenwertspeicher 5 auch die erste Schwingungsamplitude erfaßt, und die andererseits dafür sorgt, daß dieser Speicher rechtzeitig wieder bereit ist, die zweite Schwin-

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gungsamplitude zu speichern. Das vom Bandpaßfilter 3 gelieferte Meßsignal wird über eine Zenerdioden-Widerstandskombination 10 einem Schmitt-Trigger mit negierendem Ausgang 11 zugeführt. Das steilflankige Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ist mit dem Takteingang C einer bistabilen Kippstufe 18 verbunden, deren Ausgang Q1 einerseits auf einen Bedingungseingang K zurückgekoppelt ist und andererseits mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 19 verbunden ist. Die bistabile Kippstufe 18 besitzt darüberhinaus noch einen Setzeingang, der mit einem Reset-Schalter 17 verbunden ist. Der Ausgang Q₁ der monostabilen Kippstufe 19 ist an einem Eingang eines NOR-Gatters 21 angeschlossen. Dieses NOR-Gatter besitzt einen weiteren Eingang, der ebenfalls mit dem Reset-Schalter 17 verbunden ist. Als bistabile Kippstufe 18 ist wiederum ein JK-Flip-Flop eingesetzt, der wiederum auf Signaländerungen von "1" auf "O" anspricht. Auch die monostabile Kippstufe 19 spricht auf entsprechende Signaländerungen an. Im stabilen Zustand besitzt der Ausgang Q1 der monostabilen Kippstufe 19 den Wert "1".

Vor Beginn der Messung wird mit dem Re set-Schalt er 17 an das Nicht-Glied 20, an-das NOR-Gatter 21 und an den Setzeingang der bistabilen Kippstufe 18 kurzzeitig ein "O"-Signal gelegt, wodurch die beiden Spitzenwertspeicher 4 und 5 sowie die bistabile Kippstufe 18 in ihre Ausgangsstellung gesetzt werden. Durch die kurzzeitig angelegten Impulse M und N werden die beiden Spitzenwertspeicher, da an ihren Eingängen kein Signal ansteht, gelöscht. Der Ausgang Q1 der bistabilen Kippstufe 18 wird durch den angelegten Impuls auf den Wert ⁿ1ⁿ gebracht. Die zugehörigen Spannungsund Signalverlaufe sind in Figur 4 dargestellt. Das vom Bandpaßfilter 3 gelieferte Meßsignal A wird sowohl dem ersten Spitzenwertspeicher 4 als auch dem zweiten Spitzenwertspeicher 5 zugeführt. Der Aufbau dieser Spitzenwertspeicher 4 und 5 entspricht weitgehend dem Aufbau der in Figur 1 verwendeten Momentanwert-

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speicher. Auch diese Speicher enthalten also einen oder mehrere Operationsverstärker und einen Speicherkondensator, in dessen Ladekreis jedoch in diesem Falle eine Diode angeordnet ist, so daß dieser Speicher automatisch den höchsten Wert, d.h. den Spitzenwert speichert. Diese Diode ist durch einen Schalter, insbesondere einen elektronischen Schalter,überbrückbar. Dieser Schalter wird durch die vom Nicht-Glied 20 bzw. vom NOR-Gatter 21 gelieferten Steuersignale betätigt. Dem ersten Spitzenwert speicher 4 wird, wie zuvor ausgeführt, lediglich vor Meßbeginn ein vorzeitiger Impuls zugeführt, so daß die Diode im Aufladekreis des SpitzenwertSpeichers bei Beginn des Meßvorganges nicht mehr überbrückt ist. Dementsprechend folgt die Ausgangsspannung O des ersten Spitzenwertspeichere 4 der ersten positiven Halbwelle des Meßsignales A und speichert die Amplitude V.. Wegen der im Speicher vorhandenen Diode tritt der negative Teil des Meßsignals A nicht am Ausgang des SpitzenwertSpeichers 4 auf. Wenn das Meßsignal A einen bestimmten Wert überschritten hat, spricht der Schmitt-Trigger mit negierendem Ausgang 11 an. Sas Signal E, das dem Takteingang der bistabilen Kippstufe 18 zugeführt wird, geht dann von "1" auf "0" über. Entsprechend dieser Signaländerung spricht auch die bistabile Kippstufe 18 an und das Signal G am Ausgang (L nimmt ebenfalls den Wert "0" an. Da der Ausgang Q1 mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe verbunden ist,kippt auch diese um und ihr Ausgangs signal L nimmt den Wert "0" an. Demzufolge nimmt das dem zweiten Spitzenwertspeicher 5 zugeführte Steuersignal N den Wert "1" an, wodurch die im Ladekreis des Speicherkondensators angeordnete Diode überbrückt wird, so daß das Ausgangssignal P dieses Speichers dem Eingangssignal, d.h. dem Meßsignal A folgt. Am Ausgang des zweiten SpitzenwertSpeichers 5 steht demzufolge zunächst die erste positive Halbwelle und dann die negative Halbwelle des Ileßsignals an, ohne daß der Speicher 5 einen dieser Werte speichert,

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denn seine Fähigkeit, Werte zu speichern, wurde durch Überbrükkung der Diode kurzzeitig aufgehoben. Die monostabile Kippstufe 19 kippt nach einer durch ihre Beschaltungsglieder einstellbaren Zeit wieder in ihren stabilen Zustand zurück, so daß sich ihr Ausgangssignal L von "0" auf "1" ändert. Dementsprechend wird auch das Steuersignal N zu null, so daß die Überbrückung der Diode des zweiten Spitzenwertspeichers 5 aufgehoben wird und dieser seine Speicherfähigkeit wiedererlangt. Das Ausgangssignal des zweiten Spitzenwertspeichers 5 behält daher den Wert der zweiten Schwingungsamplitude Yp bei. Die gespeicherten Werte V.. und Vp werden wiederum im Analog-Dividierer 6 ins Verhältnis gesetzt.

Die in Figur 3 dargestellte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt mit weniger Bauelementen und Baugruppen als die Anordnung gemäß Figur 1 aus. Sie ist besonders dann mit Vorteil anzuwenden, wenn die Schwingfrequenz der zu prüfenden Fahrzeuge sich nur etwa im Verhältnis 2:1 bewegt, weil man dann mit einem festen Zeitraster für den zweiten Speicher arbeiten kann. Die Anordnung gemäß Figur 1 ist demgegenüber aufwendiger. Sie weist dafür aber den entscheidenden Vorteil auf, daß sie auf die Schwingfrequenz der zu überprüfenden Fahrzeuge keine Rücksicht nehmen muß, weil ihre Steuersignale direkt vom Meßsignal abgeleitet werden.

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Claims (20)

1. ANSPRÜCHE

   Verfahren zur Prüfung der Punktionsfähigkeit von Stoßdämpfern, insbesondere von Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge, unter Verwendung von Stoßdämpfer-Prüfvorrichtungen, in denen das Fahrzeug durch schlagartiges Absenken in Schwingungen versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung des Fahrzeuges mittels eines mechanisch-elektrischen Meßwertumwandlers (1) in ein entsprechend schwingendes elektrisches Meßsignal umgeformt und einer elektronischen Auswerte schaltung zugeführt wird, in welcher zwei aufeinanderfolgende Schwingungsamplituden des Meßsignals erfaßt, gespeichert und miteinander ins Verhältnis gesetzt werden und der so ermittelte, ein Maß für die Funktionstüchtigkeit des Stoßdämpfers darstellende Wert entweder direkt mit einem Referenzwert für einwandfreie Stoßdämpfer verglichen oder zur weiteren Auswertung einem Anzeige- oder Schreibgerät zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei SchwingungsampJLituden gleicher Polarität erfaßt werden.
3. 3· Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Analog-Dividierer (6) und einen ersten und einen zweiten Speicher (4» 5)» die eingangs se it ig jeweils mit dem Ausgang des das elektrische Meßsignal liefernden Meßwertumwandlers (1) oder einer diesem nachgeschalteten Aufbereitungsschaltung (2, 3) und ausgangsseitig mit je einem Eingang des Analog-Dividierers (6) verbunden sind, wobei der erste Speicher (4) zur Speicherung der ersten Schwingungsamplitude (V₁) und der zweite Speicher (5) zur Speicherung der darauffolgenden Schwingungsamplitude (V„) ausgelegt ist.

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4. 4· Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung steuerbarer, d.h. ab- und anschaltbarer Speicher.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Speicher (4» 5) als Momentanwertspeicher nach Art der Sample-and-Hold-Speicher ausgebildet sind, die mittels einer Steuerschaltung jeweils vor dem Auftreten der zu erfassenden Schwingungsamplitude in die Sample-Phase und beim Auftreten der Amplitude in die Hold-Phase schaltbar sind.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Momentanwertspeicher (4» 5) jeweils während der positiven MeßSignaländerung in die Sample-Phase schaltbar sind·
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Momentanwertspeicher (4, 5) jeweils zu Beginn der positiven Meßsignaländerung in die Sample-Phase und am Ende der positiven Meßsignaländerung in die Hold-Phase schaltbar sind.
8. 8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5 Ws 7» gekennzeich net durch ein Differenzierglied (θ) zur Feststellung der positiven und negativen MeßSignaländerung und durch ein Impulserzeugungsglied (22) zur Erzeugung der Steuersignale für die beiden Momentanwertspeicher (4, 5)·
9. 9· Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulserzeugungsglied (22) aus einer ersten bistabilen Kippstufe (13) mit einem ersten Ausgang (Q1) und einem dazu inversen zweiten Ausgang (Qp) ^un^· ^aus einer eingangsseitig mit dem inversen Ausgang (Q₂) der ersten Kippstufe (13) verbundenen zweiten bistabilen Kippstufe (14) mit nur einem Ausgang (Q), der mit einem Bedingungseingang (j) der ersten

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   Kippstufe (13) verbunden ist, sowie aus zwei jeweils einem Speicher (4 bzw. 5) zugeordneten NAND-Üattern (15, 16) besteht, wobei je ein erster Eingang der NAND-Gatter (15,16) mit dem Ausgang des Differenziergliedes (8), je ein zweiter Eingang der NAND-Gatter (15, 16) mit dem Ausgang (Q) der zweiten bistabilen Kippstufe (I4) und ein dritter Eingang des dem ersten Momentanwert speicher (4) zugeordneten NAlID_-Gatters (15) mit dem inversen zweiten Ausgang (Q₉) der ersten bistabilen Kippstufe (13) und ein dritter Eingang des dem zweiten Momentanwertspeicher (5) zugeordneten NAND-Gatters (16) mit dem ersten Aisgang (Q₁) der ersten bistabilen Kippstufe (13) verbunden ist.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kippstufe (13) neben dem mit den Ausgang (Q) der zweiten Kippstufe (I4) verbundenen Bedingungseingang (j) einen mit dem Differenzierglied (ö) verbundenen Takteingang (θ) und einen mittels eines Schalters (17) zu beaufschlagenden Setzeingang (S) enthält und daß die zweite Kippstufe (14) neben ihrem mit der ersten Kippstufe (13) verbundenen Takteingang (C) ebenfalls einen über den Schalter (I7) zu beaufschlagenden Setzeingang (S) aufweist.
11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Schalters (17) eier erste Ausgang (Q₁) der ersten bistabilen Kippstufe (I3) auf "1" und der Ausgang (Q) der zweiten bistabilen Kippstufe (Η) auf "0" gestellt wird, daß die erste Kippstufe (13) bei tibergang des Taktsignals (E) von ⁿ1ⁿ auf "0" anspricht und daß die zweite Kippstufe (14) beim Übergang des Eingangs-Signals (ll) von "0" auf "1" umschaltet.
12. 12. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Differenzierglied (ü) ein Komparator (9)

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    in Reihe geschaltet ist, dessen Ausgang über ein Dioden-Zenerdioden-Glied (10) und einen Schmitt-Trigger mit NichtGlied (11) mit dem Takteingang (C) der ersten Kippstufe (13) verbunden ist, und daß der Schmitt-Trigger mit Nicht-Glied (11) über ein weiteres Nicht-Glied (12) außerdem jeweils mit dem ersten Eingang der NAND-Gatter (I5i 16) verbunden ist.
13. 13. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (8) und der Komparator (9) jeweils mittels eines Operationsverstärkers aufgebaut ist.
14. 14· Schaltungsanordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Speicher (4, 5) als nur positive Werte speichernde Spitzenwertspeicher ausgebildet sind, wobei der zweite Spitzenwert speicher (5) erst nach der ersten positiven Schwingungshalbwelle durch eine Steuerschaltung einschaltbar ist.
15. 15· Schaltungsanordnung nach Anspruch I4» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spitzenwertspeicher (5) in Abhängigkeit vom Beginn deifersten positiven Schwingungshalbwelle zumindest angenähert nach Ablauf einer fest einstellbaren Zeit einschaltbar ist.
16. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine monostabile Kippstufe (19) enthält, deren Eingang das Meßsignal zufuhrbar ist und deren Ausgang (Q₁) mittelbar oder unmittelbar mit dem Steuereingang des zweiten SpitzenwertSpeichers (5) verbunden ist.
17. 17· Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dor im stabilen Zustand ein "1"-Signal abgebende Ausgang der monortabilen Kippstufe (19) über ein NOR-Glied (21), des-

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    sen zweiter Eingang über einen Reset-Schalter (17) beaufschlagbar ist, mit dem Steuereingang des zweiten Spitzenwertspeichers (5) verbunden ist.
18. 18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Übergang des Eingangs signals (G) von "1" auf "O^M ansprechende Eingang der monostabilen Kippstufe (19) am Ausgang (Q₁) einer beim Übergang des Taktsignals (E) von "I" auf "0" ansprechenden bistabilen Kippstufe (18) angeschlossen ist, deren Takteingang (C) über einen Schmitt-Trigger mit negierendem Ausgang (11) vom Meßsignal beaufschlagt ist und dessen einer Bedingungseingang (K) ebenfalls mit dem Ausgang (Q₁) verbunden ist.
19. 19· Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippstufe (18) einen mit dem Reset-Schalter (17) verbundenen Setzeingang besitzt, bei dessen Beaufschlagung durch den Reset-Schalter (I7) am Ausgang der bistabilen Kippstufe ein "1"-Signal ansteht. /
20. 20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18 und 19» dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmitt-Trigger (11) zwecks Signalbegrenzung eine Zenerdioden-Widerstande-Kombination (1O) vorgeschaltet ist.

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