DE102016110830B4 - Vorrichtung zur Befestigung einer Adaptionsplatte an einer Radnabe eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betrieb einer Adaptionsplatte an einer Radnabe eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Befestigung einer Adaptionsplatte (301, 402) an einer Radaufnahme eines Fahrzeugs für ein Fahrzeugrad, wobei die Adaptionsplatte (301, 402) Führungsstifte (302) aufweist, die im montierten Zustand der Adaptionsplatte (301,402) in die Aufnahmegewinde für die Radbolzen eines zu montierenden Rades eingreifen, wobei den Führungsstiften (302) jeweils wenigstens ein Klemmelement (305, 621, 710) zugeordnet sind, wobei das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) in eine Klemmposition bringbar ist, in der dieses kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt, und das in eine gelöste Position bringbar ist, in der dieses nicht kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt, wobei zu jedem dieser wenigstens einen Klemmelemente (305, 621, 710) ein Aktor (403, 623, 711) vorhanden ist, der in axialer Richtung des jeweiligen Aufnahmegewindes bewegbar ist, wobei durch diese Bewegung des Aktors (403, 623, 711) das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) von der gelösten Position in die Klemmposition gebracht wird oder von der Klemmposition in die gelöste Position, wobei die Aktoren (403, 623, 711) als Stangen ausgebildet sind, die durch die Adaptionsplatte (301, 402) hindurchgeführt sind (401) und an ihrem Ende, das sich auf der anderen Seite der Adaptionsplatte befindet wie die Führungsstifte, an einer Hubplatte (208, 501, 601, 712) befestigt sind, wobei die Hubplatte (208, 501, 601, 712) formschlüssig mit der Adaptionsplatte (301, 402) gegenüber einer Rotation um eine Achse gekoppelt ist, die als Flächennormale der Adaptionsplatte (301, 402) durch den Mittelpunkt der Adaptionsplatte (301, 402) verläuft, wobei Klemmantriebsmittel vorhanden sind zur Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) in axialer Richtung dieser Achse gegenüber der Adaptionsplatte (301, 402), wobei durch diese Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) gegenüber der Adaptionsplatte (301, 402) in dieser axialen Richtung die Klemmelemente (305, 621, 710) aus der gelösten Position in die Klemmposition gebracht werden oder aus der Klemmposition in die gelöste Position, wobei die Klemmantriebsmittel als Kurventrieb (513) ausgestaltet sind, durch den eine Rotationsbewegung eines Antriebselementes des Kurventriebs in eine Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte (301, 402) umsetzbar ist, wobei weiterhin lösbare Axialbewegungs-Kopplungsmittel (704) vorhanden sind, die aus lösbaren Rotationsblockademitteln bestehen, die in deren blockierter Stellung eine Rotation der Hubplatte (208, 501, 601, 712) mittelbar oder unmittelbar verhindern und wobei weiterhin ein Motor (608) vorhanden ist, über den das Antriebselement des Kurventriebs (513) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Aktoren (403, 623, 711) der Klemmelemente (305, 621, 710) weitere Rotationsfestlegungsmittel (617) vorhanden sind zur formschlüssigen Kopplung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) mit der Adaptionsplatte (301, 402) gegenüber einer Rotation relativ zueinander.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Adaptionsplatte an einer Radaufnahme eines Fahrzeugs für ein Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Adaptionsplatte an einer Radnabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
• Es erweist sich bei der Herstellung von Fahrzeugen mit zunehmenden Funktionsumfängen von Fahrassistenzsystemen mit Funktionalitäten zur Unterstützung eines Fahrzeugführers bis hin zum Betriebszustand des „Autonomen Fahrens“ als vorteilhaft, wenn die Funktionsprüfungen und Einstellarbeiten der Fahrassistenzsysteme möglichst frühzeitig bei der laufenden Produktion vorgenommen werden können und nicht erst am Bandende. Bei einer Prüfung und Durchführung entsprechender Einstellarbeiten derartiger Fahrassistenzsysteme erst am Bandende sind dort in erheblichem Umfang Prüf- und Einstellarbeiten vorzunehmen, so dass sich am Bandende eine vergleichsweise lange Verweildauer der Fahrzeuge ergibt.
• Für die Prüfung der Funktionsumfänge und die Durchführung der Einstellarbeiten derartiger Fahrassistenzsysteme ist es erforderlich, die Sensorik dieser Systeme in die Prüfung einzubeziehen. Soweit diese Fahrassistenzsysteme Hindernisse bzw. Objekte erkennen sollen, ist die Richtung von Bedeutung, in der diese Objekte bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs detektiert werden.
• Hierbei ist zu beachten, dass die geometrische Fahrachse eines Fahrzeugs von der geometrischen Symmetrieachse eines Fahrzeugs abweichen kann. Bei einem Fahrzeug mit nicht gelenkten Hinterrädern ergibt sich die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs aus der Winkelhalbierenden der Gesamtspur der Hinterachse.
• Sofern die Fahrwerkparameter nach Verbauzustand der Hinterachse optimal eingestellt sind hinsichtlich der Spur- und Sturzwinkel der Hinterräder des Fahrzeugs deckt sich die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs annähernd mit der geometrischen Symmetrieachse des Fahrzeugs. Dass sich die geometrische Fahrachse und die geometrische Symmetrieachse des Fahrzeugs nur annähernd decken, liegt an fertigungstechnischen Toleranzen. Die geometrische Symmetrieachse ergibt sich aus der Verbindung der Mitte der Hinterachse zur Mitte der Vorderachse.
• Insbesondere Sensoren zur Erkennung von Objekten zur Auswertung durch ein Assistenzsystem mit einer Beurteilung, ob diese sich in der Fahrspur des Fahrzeugs oder neben der Fahrspur befinden, benötigen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs (geometrische Fahrachse) bei der Einstellung der Sensoren bei der Detektion von Referenzobjekten. Die Einstellung dieser Sensoren erfolgt, indem die Sensoren in definierten und bekannten Richtungen bezogen auf die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs justiert werden. Die Sensoren müssen dann so kalibriert werden, dass die Richtung, in der die Objekte detektiert werden, richtig ist bezogen auf die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs.
• Um die Produktion effizienter zu gestalten, bedeutet dies insbesondere, dass die Parameter der Fahrwerkgeometrie - insbesondere die Spur- und Sturzwinkel der Räder der Hinterachse - bereits voreingestellt oder auf den Fahrwerkständen des Bandendes eingestellt werden. Es ist bekannt, bei einer Fahrwerksvermessung bzw. -einstellung in der Montagelinie im laufenden Produktionsprozess Adaptionsplatten auf die Radnaben zu montieren. Die Adaptionsplatten repräsentieren die Radebenen, aus denen sich wiederum die Spur- und Sturzwinkel der Räder ergeben. Die Montage der Adaptionsplatten erfolgt dabei in der Produktion zu einem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug hängend fortbewegt wird. Insbesondere sind dabei noch keine Räder an dem Fahrzeug montiert.
• Dabei ist es das Ziel, die Adaptionsplatten schnell zu befestigen, um die Taktzeiten im Produktionsprozess nicht ungünstig zu beeinflussen. Dennoch müssen die Adaptionsplatten zuverlässig so montiert werden, dass diese im montierten Zustand den jeweiligen Radebenen entsprechen. Hierzu ist bekannt, dass die Adaptionsplatten vergleichbar der Befestigung der Fahrzeugräder mit Radbolzen in den Aufnahmegewinden für die Radbolzen verschraubt werden.
• Aus der DE 10 2011 011 407 A1 ist auch eine Lösung bekannt, bei der die Adaptionsplatten Führungsstifte aufweisen, die bei einer entsprechenden Positionierung der Adaptionsplatte gegenüber der Radebene hinsichtlich einer Rotation der Adaptionsplatte um die Radachse durch eine Bewegung der Adaptionsplatte in axialer Richtung dieser Radachse in die Aufnahmegewinde für die Radbolzen eingeführt werden können. Diesen Führungsstiften ist jeweils wenigstens ein Klemmelement zugeordnet, das in dem Ausführungsbeispiel der DE 10 2011 011 407 A1 aus einem Polyurethan-Element (PUR-Element) besteht, das eine Kompression in einer Richtung in einer anderen, quer dazu orientieren Richtung gespreizt werden kann.
• Durch eine Kompression der PUR-Elemente in Längsrichtung der Aufnahmegewinde für die Radbolzen werden die PUR-Elemente so gespreizt, dass diese an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes für den Radbolzen anliegen. Durch dieses Andrücken der PUR-Elemente können Kräfte übertragen werden, so dass die Adaptionsplatte mittels der PUR-Elemente an der Radnabe befestigt werden kann.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannte Vorrichtung zur Befestigung einer Adaptionsplatte weiterzubilden.
• Nach Anspruch 1 weist die Adaptionsplatte Führungsstifte auf, die im montierten Zustand der Adaptionsplatte in die Aufnahmegewinde für die Radbolzen eines zu montierenden Rades eingreifen. Den Führungsstiften ist jeweils wenigstens ein Klemmelement zugeordnet, das in eine Klemmposition bringbar ist, in der dieses kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt. Weiterhin ist das wenigstens eine Klemmelement in eine gelöste Position bringbar, in der dieses entweder überhaupt nicht mehr oder zumindest nicht kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt. Zu jedem dieser wenigstens einen Klemmelemente ist ein Aktor vorhanden, der derart bewegbar ist, dass durch diese Bewegung des Aktors das wenigstens eine Klemmelement von der gelösten Position in die Klemmposition gebracht wird oder von der Klemmposition in die gelöste Position, wobei wobei die Aktoren als Stangen ausgebildet sind, die durch die Adaptionsplatte hindurchgeführt sind und an ihrem Ende, das sich auf der anderen Seite der Adaptionsplatte befindet wie die Führungsstifte, an einer Hubplatte befestigt sind, wobei die Hubplatte formschlüssig mit der Adaptionsplatte gegenüber einer Rotation um eine Achse gekoppelt ist, die als Flächennormale der Adaptionsplatte durch den Mittelpunkt der Adaptionsplatte verläuft, wobei Klemmantriebsmittel vorhanden sind zur Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung dieser Achse gegenüber der Adaptionsplatte, wobei durch diese Bewegung der Hubplatte gegenüber der Adaptionsplatte in dieser axialen Richtung die Klemmelemente aus der gelösten Position in die Klemmposition gebracht werden oder aus der Klemmposition in die gelöste Position, wobei die Klemmantriebsmittel als Kurventrieb ausgestaltet sind, durch den eine Rotationsbewegung eines Antriebselementes des Kurventriebs in eine Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte umsetzbar ist, wobei weiterhin lösbare Axialbewegungs-Kopplungsmittel vorhanden sind, die aus lösbaren Rotationsblockademitteln bestehen, die in deren blockierter Stellung eine Rotation der Hubplatte mittelbar oder unmittelbar verhindern und wobei weiterhin ein Motor vorhanden ist, über den das Antriebselement des Kurventriebs antreibbar ist.
• Durch die Montage der Stangen gemeinsam an einer Hubplatte erweist es sich als vorteilhaft, dass die Klemmelemente durch eine Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung gegenüber der Adaptionsplatte zumindest weitgehend (bis auf Materialabweichungen) gleichmäßig angezogen werden.
• Die Stangen können in Führungshülsen durch die Adaptionsplatte hindurch geführt sein. Die Stangen können als Zugstangen wirken oder als Druckstangen, durch deren Bewegung in Längsrichtung die Klemmelemente komprimiert werden, so dass diese an den Innenflächen der Aufnahmegewinde anliegen.
• Die Klemmelemente können auch so ausgestaltet sein, dass diese segmentiert sind in Umfangsrichtung des Aufnahmegewindes. Durch eine beispielsweise konische Gestaltung der Stangen können diese zwischen die segmentierten Klemmelemente in einem Aufnahmegewinde eingeführt werden und die Klemmelemente nach außen drücken.
• Dieses „Aufspreizen“ ist bei einer entsprechenden Elastizität des Materials auch möglich ohne eine Segmentierung der Klemmelemente.
• Die Klemmantriebsmittel bestehen aus einem Kurventrieb, durch den eine Rotationsbewegung in eine Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte umsetzbar ist.
• Der Kurventrieb ist ein Antriebsmittel in Verbindung mit einem Kurvengetriebe. Das Kurvengetriebe ist ein Oberbegriff für verschiedene technische Ausgestaltungen. Ein Kurvengetriebe kann beispielsweise durch eine Gewindespindel realisiert sein und diese wiederum durch ein Trapezgewinde.
• Das Kurvengetriebe kann auch als Kugelumlaufgetriebe realisiert sein.
• Das Antriebselement des Kurventriebs ist das Element, das die axiale Bewegung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte bewirkt.
• Zusätzlich zu den Aktoren der Klemmelemente sind weitere Rotationsfestlegungsmittel zur formschlüssigen Kopplung der Hubplatte mit der Adaptionsplatte gegenüber einer Rotation relativ zueinander vorhanden.
• Durch diese zusätzlichen Rotationsfestlegungsmittel werden die Stangen vorteilhaft von Scherkräften entlasten, die bei einer mechanischen Belastung durch den motorischen Antrieb auftreten können zwischen der Hubplatte und der Adaptionsplatte. Wenn die weiteren Rotationsfestlegungsmittel entsprechend dimensioniert sind, wirken keine Scherkräfte auf die Stangen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel einer Gewindespindel ist die Hubplatte zentrisch mit einem zum Gewinde der Gewindespindel korrespondierenden Gewinde gelagert. Es sind weiterhin lösbare Axialbewegungs-Kopplungsmittel vorhanden, durch deren Aktivierung bei einem motorischen Antrieb die Hubplatte relativ zur Gewindespindel rotiert.
• Durch die Drehung der Gewindespindel relativ zur Hubplatte erfolgt eine Bewegung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte in axialer Richtung.
• Dazu ist die Hubplatte gegenüber einer Rotation um die Achse der Gewindespindel blockierbar. Wenn die Gewindespindel rotiert, wird die Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte in axialer Richtung bewegt.
• Dazu bestehen die lösbaren Axialbewegungs-Kopplungsmittel aus lösbaren Rotationsblockiermitteln, die in der blockierten Stellung eine Rotation der Hubplatte mittelbar oder unmittelbar verhindern. Auch in dieser blockierten Betriebsstellung ist das Antriebselement des Kurventriebes über die Abtriebswelle des Motors antreibbar.
• Das Blockieren der Rotation der Hubplatte kann mittels lösbaren Rotations-Blockademittel erfolgen, die aus einem Bremselement bestehen können, bei dessen Aktivierung die Hubplatte mittelbar oder unmittelbar an einer Rotation gehindert wird. Die Hubplatte kann unmittelbar an einer Rotation gehindert werden, indem das Bremselement unmittelbar auf die Hubplatte einwirkt und diese gegenüber einer Rotation bremst. Die Hubplatte kann auch mittelbar an einer Rotation gehindert werden, indem das Bremselement beispielsweise auf die Adaptionsplatte einwirkt und diese an einer Rotation hindert. Da die Adaptionsplatte und die Hubplatte formschlüssig gegenüber einer Rotation gekoppelt sind, wird damit auch die Hubplatte an einer Rotation gehindert.
• Bei der beschriebenen Ausgestaltung wird die Hubplatte durch eine Aktivierung der Axialbewegungs-Kopplungsmittel bei einer Rotation der Gewindespindel zur Bewegung der Hubplatte in der axialen Richtung an einer Rotation gehindert, so dass die Hubplatte durch die Drehung der Gewindespindel in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte bewegt wird. Die Axialbewegungs-Kopplungsmittel (lösbare Rotations-Blockademittel) können formschlüssig und/oder kraftschlüssig wirken.
• Kraftschlüssig wirkende Axialbewegungs-Kopplungsmittel können Bremsmittel sein, mit denen unmittelbar die Hubplatte gegen eine Rotation gebremst wird oder die Adaptionsplatte. Da die Hubplatte rotationsfest mit der Adaptionsplatte gekoppelt ist, wird deswegen bei einer Bremsung der Adaptionsplatte gegen eine Rotation auch die Hubplatte gegen eine Rotation gebremst. Ebenso kann auch beispielsweise ein Gehäuse gebremst werden, an dem die Hubplatte wiederum rotationsfest angebracht ist.
• Es ist auch vorstellbar, als Bremsmittel die entsprechende Fahrzeugbremse anzusteuern, wenn die Führungsstifte in die entsprechenden Aufnahmegewinde eingeführt sind. Über diese Führungsstifte besteht eine rotationsfeste Kopplung der Radnabe mit der Adaptionsplatte - und damit auch mit der Hubplatte. Bei dieser Ausgestaltung muss im Radadaptionskopf keine zusätzliche Bremseinrichtung für die Hubplatte vorgesehen werden, wenn die Radbremse des Fahrzeugs entsprechend koordiniert angesteuert werden kann.
• Das Antriebselement des Kurventriebes ist das Element, das - bei festgehaltener Adaptionsplatte - so auf die Hubplatte einwirkt, dass diese in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte bewegt wird. In Kenntnis der Erfindung wird weiterhin noch auf die DE 60 2005 003 306 T2 verweisen. Dort ist eine Vorrichtung beschrieben zur Befestigung einer Platte auf der Außenfläche eines montierten Fahrzeugrades, wobei an dieser Platte Sensoren angebracht sind. Der Sensorhalter ist dort konzentrisch zu einem Fahrzeugrad montierbar. Dazu weist der Sensorhalter Koppelelemente auf, die kraftschlüssig auf der Außenseite des Rades mit den Radbolzen kraftschlüssig koppelbar sind. Die Koppelelemente bestehen aus Stangen, die in Hülsen längsbeweglich gelagert sind. An der einen Seite der Stange sind Klauen angebracht, die durch das Hineinziehen in die Hülsen bzw. das Hinausschieben aus den Hülsen geöffnet bzw. für den kraftschlüssigen Zugriff geschlossen werden. Die Hülsen sind auf einer ersten Platte konzentrisch angeordnet mit einem radialen Abstand zum Zentrum, der dem radialen Abstand der Radbolzen vom Zentrum entspricht. Die Stangen sind durch die Platte hindurchgeführt und hinter der ersten Platte in einer zweiten Platte gelagert. Über diese Stangen sind damit die erste Platte und die zweite Platte drehfest miteinander gekoppelt.
• Zum Lösen und Festziehen der Koppelelemente ist in der DE 60 2005 003 306 T2 beschrieben, dass eine Welle vorhanden ist. Diese ist in diesem Betriebszustand zum Lösen und Festziehen der Koppelelemente hinsichtlich der Platten so gelagert, dass die Welle über eine Gewindeverbindung mit der ersten Platte gekoppelt ist. Hinsichtlich der zweiten Platte ist die Welle so gelagert, dass die Welle gegenüber der zweiten Platte drehbar ist. Dabei ist die axiale Position der zweiten Platte auf der Welle festgelegt. Durch eine Drehung der Welle soll sich über die Gewindeverbindung der Welle mit der ersten Platte die axiale Position der ersten Platte auf der Welle ändern. Die axiale Position der zweiten Platte relativ zur Welle ist festgelegt, so dass sich damit durch die Drehung der Welle der Abstand zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte ändert, wenn sich die axiale Position der ersten Platte relativ zur Welle ändert.
• In der DE 60 2005 003 306 T2 ist ein weiterer Betriebszustand beschrieben, der dadurch eingestellt wird, dass ein Blockiermittel manuell eingeschraubt wird, so dass die zweite Platte drehfest mit der Welle verbunden wird. Dabei bleibt weiterhin die axiale Position der zweiten Platte auf der Welle festgelegt. Über die Koppelelemente ist die erste Platte mit der zweiten Platte drehfest verbunden, so dass damit auch die erste Platte drehfest mit der Welle verbunden ist.
• Bei dem Betriebszustand zum Lösen und Festziehen der Koppelelemente nach der DE 60 2005 003 306 T2 erweist es sich als nachteilig, dass kein definierter Zustand der ersten und zweiten Platte hinsichtlich eines Mitdrehens mit der Welle vorliegt. Ein solcher Zustand wäre nur dann erreicht, wenn die erste Platte bzw. die zweite Platte gebremst würden. Sofern die erste Platte und die zweite Platte unkontrolliert mitdrehen, würde sich keine Änderung des axialen Abstandes zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte einstellen.
• Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 sind lösbare Rotations-Kopplungsmittel vorhanden zur unmittelbaren oder mittelbaren rotationsfesten Kopplung der Hubplatte mit dem Antriebselement des Kurventriebs. Hierbei sind die Axialbewegungs-Kopplungsmittel, die im Zusammenhang mit Anspruch 1 beschrieben wurden, gelöst.
• In dieser Betriebsstellung rotieren die Hubplatte und damit auch die Adaptionsplatte synchron mit dem Antriebselement des Kurventriebs, ohne dass es zu einer axialen Bewegung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte kommt.
• Diese Betriebsweise kann eingestellt werden, um die Adaptionsplatte mit der Radnabe zu verbinden sowie auch zur Durchführung von Tests und Messungen an einem Fahrzeug nach der Montage der Adaptionsplatte an der Radaufanhme.
• In einem ersten Schritt müssen dabei die Führungsstifte der Adaptionsplatte auf die Aufnahmegewinde für die Radbolzen ausgerichtet werden.
• Dazu ist es notwendig, dass die Adaptionsplatte gegenüber der Radnabe drehbar ist, bis dieser Zustand erreicht ist. Dabei dürfen die Klemmelemente nicht angespannt werden, damit diese anschließend an diese Ausrichtung der Führungsstifte durch eine Bewegung des Radadaptionskopfes in Richtung der Radachse in die Aufnahmegewinde eingeschoben werden können.
• Dieser Zustand kann in der Betriebsstellung nach Anspruch 2 erreicht werden durch eine entsprechende Rotation der Adaptionsplatte.
• Im nächsten Schritt wird die Adaptionsplatte vollständig in Richtung der Radachse bewegt, so dass die Führungsstifte in die Aufnahmegewinde eingeschoben werden.
• Wenn dies erfolgt ist, wird der Betriebszustand gemäß Anspruch 1 eingestellt, in dem die Klemmelemente gespannt werden, so dass diese an den Innenflächen der Aufnahmegewinde für die Radbolzen kraftschlüssig anliegen.
• Daran anschließend erfolgt wieder ein Übergang zu dem Betriebszustand gemäß Anspruch 2.
• Es können dann Prüf- und/oder Einstellarbeiten vorgenommen werden zur Einstellung von Parametern der Fahrwerkgeometrie (Spur- und/oder Sturzwinkel), oder auch zur Durchführung von simulierten Fahrversuchen zum Testen von Assistenzsystemen. Dazu kann über den motorischen Antrieb der Adaptionsplatte von außen eine Kraft eingeleitet werden. Ebenso ist es möglich, den Motor des Radadaptionskopfes in den Freilauf zu schalten, um ein Drehen der Radnabe durch einen entsprechenden Freilauf der Adaptionsplatte zu ermöglichen. Der Antrieb der Radnabe wird dabei nicht durch ein Bremsmoment des Radadaptionskopfes gebremst. Es ist aber zu beachten, dass über den verbundenen Radadaptionskopf Trägheitsmomente an der Radnabe vorhanden sind. Damit kann der fahrzeugseitige Antrieb der Radnabe und damit auch eines später noch zu montierenden
• Rades simuliert werden. Anstelle des Freilaufs kann von dem Motor auch ein Bremsmoment aufgebracht werden, um einen Fahrwiderstand zu simulieren.
• Nach Durchführung der Prüf- und/oder Einstellarbeiten erfolgt wieder ein Übergang in den Betriebszustand gemäß Anspruch 1. Durch eine entsprechende Bewegung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte in axialer Richtung werden die Klemmelemente entspannt. In einem nachfolgenden Schritt kann wieder die Adaptionsplatte in Richtung der Radachse so bewegt werden, dass die Führungsstifte der Adaptionsplatte aus den Aufnahmegewinden der Radbolzen herausgezogen werden.
• Die Rotations-Kopplungsmittel können wiederum form- und/oder kraftschlüssig wirken.
• Durch die beschriebene Betriebsweise wird mit dem beschriebenen konstruktiven Aufbau die Möglichkeit eröffnet, in einer vollautomatisierten Betriebsweise die Adaptionsplatte an die Radaufnahme anzukoppeln. Nach dem Ankoppeln besteht die Möglichkeit mit verschiedenen Betriebsweisen des Antriebs der Adaptionsplatte über den Motor mit Einleiten einer Antriebskraft oder einer Bremskraft, die jeweils auf die Radaufnahme des Fahrzeugs wirkt, oder auch in einem Leerlaufbetrieb Prüfvorgänge und Tests des Fahrzeugs durchzuführen, bei denen über eine Vermessung der Lage der Adaptionsplatte die Parameter der Fahrwerkgeometrie erfasst werden können sowie auch verschiedene Belastungszustände des Fahrzeugantriebs bzw. der Fahrzeugbremsen simuliert werden können. Wenn die Prüfvorgänge und Tests an dem Fahrzeug abgeschlossen sind, kann ebenfalls im vollautomatisierten Betrieb die Adaptionsplatte wieder abgekoppelt werden.
• Mit der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, eine Adaptionsplatte in einfacher Weise auf eine Radnabe zu montieren. Im Weiteren ist es möglich, das Fahrzeug auch ohne montierte Räder über diese Adaptionsplatte in einem eingefederten Zustand stützend zu tragen.
• Dieser eingefederte Zustand ist wesentlich bei der Einstellung der Parameter der Fahrwerkgeometrie, weil die Spur- und Sturzwinkel von dem Höhenstand abhängig sind. Der Höhenstand hängt von dem jeweiligen Gewicht ab, das über das entsprechende Rad abgestützt wird. Dieses Gewicht bestimmt den Einfederweg. Nur bei eingefedertem Fahrzeug ist es daher möglich, die Fahrzeugparameter richtig einzustellen und damit auch in der konstruktiven Null-Lage (K0 - Lage) die richtige Einstellung der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs vorzunehmen. An der richtigen Einstellung der geometrischen Fahrachse hängen nachfolgend wiederum Mess- und Einstellarbeiten von Fahrerassistenzsystemen bzw. Systemen zum automatischen Fahren, soweit dort entsprechende Sensoren Bezug nehmen auf die geometrische Fahrachse.
• Durch die Möglichkeit, die entsprechenden Fahrzeugparameter frühzeitig im Fertigungsprozess einstellen zu können, wird es damit möglich, entsprechende Mess- und Einstellarbeiten an den Fahrerassistenzsystemen im Fertigungsprozess vom Bandende weg nach vorne zur Fließmontagelinie zu verlagern.
• Zur Durchführung der Mess- und Einstellarbeiten der Parameter der Fahrwerkgeometrie ist die Adaptionsplatte (soweit konstruktiv vorhanden dann auch zusammen mit einem Radadaptionskopf) kardanisch bzw. wenigstens teilweise kardanisch gelagert, um den einzustellenden Spur- und Sturzwinkeln folgen zu können sowie auch Änderungen der Spur- und Sturzwinkel bei sich ändernden Gewichtsbelastungen an der Position des jeweiligen Fahrzeugrades.
• Anspruch 3 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Adaptionsplatte gemäß einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche an der Radnabe eines Fahrzeuges. Bei dem Verfahren nach Anspruch 3 geht es zunächst darum, die Adaptionsplatte der Vorrichtung kraftschlüssig an der Radnabe zu befestigen. Dazu ist in einem ersten Schritt das wenigstens eine Klemmelement gelöst. Die Rotationskopplungsmittel sind aktiviert und die Axialbewegungs-Kopplungsmittel deaktiviert. Dadurch sind die Adaptionsplatte und die Hubplatte in diesem ersten Schritt synchron rotierbar ohne eine Verschiebung der Adaptionsplatte und der Hubplatte in axialer Richtung relativ zueinander. Weiterhin weist in diesem ersten Schritt die Adaptionsplatte mit den Führungsstiften einen solchen Abstand von der Radnabe auf, dass die Spitzen der Führungsstifte einen Abstand aufweisen zur Öffnung der Aufnahmegewinde der Radbolzen. Durch diesen Abstand wird ermöglicht, dass in diesem ersten Schritt die Adaptionsplatte durch eine Rotation relativ zur Radnabe so positioniert wird, dass die Führungsstifte unmittelbar vor den Aufnahmegewinden der Radbolzen der Radnabe positioniert sind. In einem zweiten Schritt wird die Vorrichtung insgesamt (d.h. mit der Adaptionsplatte) in Y-Richtung (quer zur Fahrzeuglängsachse in horizontaler Richtung) so verfahren, dass die Führungsstifte in die Aufnahmegewinde der Radbolzen eingeführt werden. In einem dritten Schritt wird das wenigstens eine Klemmelement in eine Klemmposition gebracht indem durch die dann deaktivierten Rotationskopplungsmittel und die aktivierten Axialbewegungs-Kopplungsmittel bei einer Rotation der Gewindespindel eine Verschiebung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte in axialer Richtung erfolgt. Nach dem Erreichen der Klemmposition durch das wenigstens eine Klemmelement wird nachfolgend für die Zeitdauer nachfolgender Bearbeitungsschritte wieder die Rotationskopplungsmittel aktiviert und die Axialbewegungs-Kopplungsmittel deaktiviert, so dass eine axiale Verschiebung der Adaptionsplatte und der Hubplatte relativ zueinander verhindert wird.
• Anspruch 3 beschreibt den Vorgang der mechanischen Ankopplung der Adaptionsplatte an die zugehörige Radnabe des Fahrzeugs. Es ist ersichtlich, dass ein Fahrzeug mehrere Radnaben aufweist, Deswegen müssen mehrere dieser Vorrichtungen vorhanden sein.
• Es ist ebenso ersichtlich, dass die Adaptionsplatte und die Radnabe relativ zueinander in vertikaler Richtung justiert werden müssen sowie in Längsrichtung des Fahrzeugs. Dies kann Bestandteil des ersten Schritts sein, so dass durch die Rotation der Adaptionsplatte relativ zur Radnabe die Führungsstifte ausgerichtet werden können. Ebenso kann diese Justierung vor dem ersten Schritt erfolgen. Ebenso kann eine derartige Justierung bereits durch die räumlichen Verhältnisse vorliegen, indem das (teilmontierte) Fahrzeug im Gehänge eine solche Position hat, dass die Justierung der Adaptionsplatte in vertikaler Richtung und in Längsrichtung des Fahrzeugs bereits gegeben ist.
• Durch das Verhindern der Bewegung der Hubplatte relativ zur Adaptionsplatte in axialer Richtung während der nachfolgenden Bearbeitungsschritte wird verhindert, dass sich das wenigstens eine Klemmelement während dieser nachfolgenden Bearbeitungsschritte löst.
• Gemäß Anspruch 4 wird die Adaptionsplatte während der nachfolgenden Bearbeitungsschritte unmittelbar oder mittelbar mit einem definierten Antriebs- bzw. Bremsmoment beaufschlagt.
• Beispielsweise kann die Adaptionsplatte mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden sein. Über diesen Antriebsmotor können definierte Antriebs- bzw. Bremsmomente aufgebracht werden, die auf die Adaptionsplatte wirken.
• Hierbei erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn zwischen der Adaptionsplatte und der Hubplatte die weiteren Rotationsfestlegungsmittel gemäß Anspruch 2 vorhanden sind. Der Elektromotor kann auch in den Freilauf geschaltet werden. In diesem Betriebszustand sind an die Radnabe die zusätzlichen Trägheitsmomente angekoppelt über die Adaptionsplatte, ohne dass jedoch weitere Antriebs- bzw. Bremsmomente wirken.
• Anspruch 5 beschreibt das Abkoppeln der Adaptionsplatte nachdem die als solche bezeichneten nachfolgenden Bearbeitungsschritte durchgeführt wurden. Gemäß Anspruch 6 wird nachfolgend zu den nachfolgenden Bearbeitungsschritten in einem vierten Schritt das wenigstens eine Klemmelement in eine gelöste Position gebracht. Dabei sind die Rotationskopplungsmittel deaktiviert und die Axialbewegungs-Kopplungamittel aktiviert. Durch eine Rotation des Antriebselementes des Kurventriebs erfolgt eine axiale Verschiebung der Adaptionsplatte und der Hubplatte relativ zueinander. In einem fünften Schritt wird die Vorrichtung mit der Adaptionsplatte in Y-Richtung (quer zur Fahrzeuglängsachse in horizontaler Richtung) so verfahren, dass die Führungsstifte aus den Aufnahmegewinden der Radbolzen herausgeführt werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei:
• 1: eine Prinzipdarstellung eines Mess-, Prüf- und Einstellstandes,
• 2: ein Ausführungsbeispiel eines Adaptionskopfes mit dessen Lagerung,
• 3: die Adaptionsplatte in einer vorderen Ansicht,
• 4: die Adaptionsplatte in einer hinteren Ansicht,
• 5: eine Konstruktion einer Antriebswelle des Radadaptionskopfes,
• 6: den Zusammenhang der Einzelkomponenten des kompletten Adaptionskopfs in einer Schnittdarstellung,
• 7: den kinematischen Kraftverlauf abhängig vom Schaltzustand über die Antriebseinheit, Wellen und Bremsen in einer Schnittdarstellung des Radadaptionskopfes.
• 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Mess-, Prüf- und Einstellstandes mit einem Fahrzeug 1, einer Halteeinrichtung 2, die das Fahrzeug hängend trägt und transportiert. Weiterhin ist ein Radadaptionskopf 3 zu sehen, der kardanisch gelagert ist und über eine Trägergabel 4 gestützt wird. Diese Trägergabel 4 ist auf einer Schwimmplatte 5 gelagert. Diese Schwimmplatte 5 ist wiederum insgesamt in y-Richtung (quer zur Fahrzeuglängsrichtung) verschiebbar sowie in x- Richtung (in Fahrzeuglängsrichtung), entsprechend den Darstellungen der Pfeile 6 und 7.
• Außerdem ist noch zu sehen, dass der Radaptionskopf 3 mittels eines Motors 8 bremsbar bzw. antreibbar ist.
• 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Adaptionskopfes mit dessen Lagerung.
• Auf der Schwimmebene 211 (Schwimmplatte) ist der gesamte Radadaptionskopf inklusive der Trägergabel und der Lagerungselemente, die zusammen die Trägereinheit 217 des Adaptionskopfes bilden, aufgebaut und mit ihr verbunden.
• Die Schwimmplatte ist auf Kugelrollen gelagert, die in der unteren Trägerplatte montiert sind.
• Von oberhalb ist die Schwimmplatte ebenfalls mit Kugelrollen in den vier Niederhaltern 212 gelagert. Das ist erforderlich, um die aufkommenden Momente bei rotatorischer Belastung des Adaptionskopfes abzufangen. Wenn der Adaptionskopf nicht belastet ist, entsteht ein Kippmoment, da der Schwerpunkt aufgrund der kardanischen Aufhängung außerhalb seiner Symmetrieachse liegt. Dieses Moment wird von den oberen Kugelrollen abgefangen und dadurch bei Entlastung ein Abkippen der Schwimmplatte von den Kugelrollen vermieden.
• Wegen Einzelheiten der Darstellung der 2 wird auf die Bezugszeichenliste verwiesen, in der die einzelnen Bauteile erläutert sind.
• Die 3 und 4 zeigen die Adaptionsflächen in der vorderen Ansicht in 3 mit der Fläche, die auf die Radnabe aufgesetzt wird und in der hinteren Ansicht in 4 mit der Fläche, die von der Radnabe weg orientiert ist.
• Mit dem Plananlagesensor 304 kann erfasst werden, ob die Adaptionsplatte in richtiger Orientierung auf der Radnabe aufsitzt und damit tatsächlich die Radebene repräsentiert. Zur Erläuterung der weiteren Teile der 3 wird auf die Bezugszeichenliste verwiesen.
• Dies gilt ebenso für die Teile der 4.
• Aus den 3 und 4 ist zu sehen, dass bei einem Anziehen der Zugstangen 403 die Klemmelemente 305 (PUR-Hülsen) in deren axialer Richtung zusammengepresst werden, so dass diese an den Innenflächen der Aufnahmegewinde für die Radbolzen in der Radnabe anliegen, wenn die Führungsstifte in die Aufnahmegewinde eingesetzt sind. Die Führungsstifte tragen die PUR-Hülsen, die die eigentlichen Klemmelemente sind.
• In dem Schrägkugellager 404 ist eine Welle - im vorliegenden Fall eine Gewindespindel - so gelagert, dass diese gegenüber der Adaptionsplatte drehbar ist. Dies wird nachfolgend noch erläutert.
• Die 3 und 4 zeigen damit die Konstruktion der Spanneinheit in zusammengebauter Form. Dabei sind die fünf integrierten Führungsstifte mit den Klemmelementen 305 (PUR-Hülsen) in der vorderen Ansicht in 3 zu sehen, die nach Lochkreis um die Nabenaufnahme angeordnet sind.
• Bei nachfolgenden Adaptionsprozessen werden die Hubkraft in vertikaler Richtung über die Radnabenaufnahme in der Anpressplatte und die rotatorischen Momente um die Achse quer zur Fahrzeuglängsrichtung über die Führungsstifte mit den Klemmelementen übertragen. Die Bohrlöcher in Anpress- und Druckplatte dienen zum Anschluss der Linearführungshalter, die das Gehäuse des Radadaptionskopfes bilden.
• In der hinteren Ansicht der Darstellung der 4 sind die Zugstangenanschlüsse zu sehen, die für den Anschluss und die Montage an der Hubplatte vorgesehen sind.
• Die Hubplatte besitzt den gleichen Lochkreis wie die Anordnung der Zugstangen in der Anpressplatte. Sie ist jedoch mit weiteren gängigen Lochkreisbohrungen ausgestattet, um bei einer Änderung nur das Element gemäß der Darstellung der 3 und 4 tauschen zu müssen.
• Damit ist der Radadaptionskopf in einfacher Weise an unterschiedliche Geometrien der Verteilung der Aufnahmegewinde für die Radbolzen bei Radnaben verschiedener Fahrzeugtypen anpassbar.
• Mittig auf der Druckplatten-Drehachse ist ein Lagergehäuse 405 verschraubt, in dem sich ein Schrägkugellager 404 befindet. Darin wird die Antriebswelle axial und radial gelagert, auf der sich die Hubplatte bewegt.
• Der dargestellte Plananlagesensor ist in dem Ausführungsbeispiel ein induktiver Abstandssensor, der analoge Stromwerte ausgibt, wenn metallische Gegenstände sich in einem Abstand von beispielsweise 20 bis 0 mm vor ihm befinden. Die Ausfräsung in der Anpressplatte um den Sensor dient zur Entstörung des Sensors. Damit muss der Sensor nicht bündig in den metallischen Werkstoff eingebaut werden. Dies verbessert das Signal des Sensors. Der Abstandssensor dient zum sicheren Anfahren des Radadaptionskopfes an die Fahrzeugradnabe. Hierdurch soll der laufende Prozess überwacht und Beschädigungen vermieden werden.
• 5 zeigt eine Konstruktion einer Antriebswelle des Radadaptionskopfes.
• Die Antriebswelle hat die Aufgabe, die Hubplatte zu bewegen, um die Zugstangen zu spannen und den gesamten Radadaptionskopf bei Bedarf rotieren zu lassen. 5 zeigt den Aufbau einer möglichen Konstruktion einer derartigen Antriebswelle.
• Es ist zu erkennen, dass diese in drei Lagerpunkten radial und axial gelagert ist. Das vordere Schrägkugellager 404 ist in ein Lagergehäuse 405 eingepresst mit einer weiteren Hülse. Es ist so dimensioniert, dass das Lager ein Spiel von beispielsweise 0,5 mm besitzt. Damit kann es sich bei einer Zunahme der Umgebungstemperatur ausdehnen.
• Die Antriebswelle kann an diesem Lagerungspunkt beispielsweise ein M17x1 Gewinde mit einer Sicherungsnut aufweisen und über eine Flachmutter mit Sicherungsspange an dem Schrägkugellager 404 verschraubt sein. Das Schrägkugellager 404 kann beispielsweise ein kombiniertes Radial- / Axiallager sein, das statisch 12,7 KN aufnehmen kann. Somit kann das Lager die Hubkraft von 10 KN für die Hubplatte abstützen.
• Die Antriebswelle weist in diesem Punkt ihr Festlager auf und ist zentrisch fest mit der Druckplatte verbunden. Die zwei weiteren Lager der Antriebswelle sind Loslager, die lediglich eine radiale Lagerung ermöglichen. Das Kugellager in der Bodenplatte des Radadaptionskopfes lagert die Welle mittig, bevor sie in die dargestellte Hohlwelle eintritt.
• Zur besseren Darstellung wurden die Bodenplatte, die Hohlwelle und die Antriebswelle in 5 dargestellt, obwohl eigentlich die Bodenplatte teilweise die Hohlwelle verdeckt. Außerdem verdeckt die Hohlwelle teilweise die Antriebswelle, die in dieser Hohlwelle angeordnet ist.
• Am Wellenende ist die Antriebswelle über ein Nadellager zur Hohlwelle hin gelagert.
• Hierbei erweist sich eine Randschichthärtung der Welle als vorteilhaft, da das Nadellager aus Bauraumgründen direkt auf der Welle läuft.
• Die Hohlwelle wiederum ist über das Kopflager und den Träger gelagert.
• Abschließend befindet sich am Wellenende eine Wellenverzahnung mit 18 Zähnen und einer Flankentiefe von 1 mm, die es ermöglicht, die Welle über eine Antriebseinheit in Rotation zu versetzen.
• Die Antriebswelle besitzt beispielsweise einen Durchmesser von 20 mm und besteht aus gehärtetem Vergütungsstahl, beispielsweise C45.
• Diese Antriebswelle bewegt in einem der Betriebszustände die dargestellte Hubplatte. Dies erfolgt über einen Kurventrieb, der beispielsweise konstruktiv als Trapezgewinde ausgestaltet sein kann, das auf die Antriebswelle im Hubbereich aufgebracht wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, ein Kugelumlaufgewinde zu benutzen.
• Die Hubplatte hat auf diesem Gewinde Lüftungsspiel und dreht durch die Selbsthemmung mit. Deswegen sind an ihr Linearführungen angebracht, die zum Gehäuse linear gelagert sind. Diese Miniaturlinearführungen sind an fünf Lagerstellen angebracht und können die benötigten Führungskräfte für die Hubplatte aufbringen.
• Damit wird weiterhin über diese Linearführungen die Hubplatte gegenüber einer Rotation gegenüber der Adaptionsplatte festgehalten. Durch die Linearführungen ist die Hubplatte gegenüber dem Rotationskopf drehsicher gelagert. Ebenso ist die Adaptionsplatte drehsicher gegenüber dem Rotationskopf gelagert. Somit kann die Hubplatte nicht gegenüber der Adaptionsplatte rotieren. Auftretende Scherkräfte werden zumindest überwiegend von den Linearführungen aufgenommen. Dadurch werden die Stangen zur Betätigung der Klemmelemente von Scherkräften entlastet.
• Der in der Hubplatte verbaute Ultraschallsensor ist ein analoger Sensor, der beispielsweise Abstände zwischen 20 und 150 mm erfassen kann und sie in Form eines Stromsignals ausgibt. Damit kann Position der Hubplatte in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte als absoluter Wert ermittelt werden. Damit wiederum können die Zustände gespannte oder entspannte Dehnungsgreifer abgeleitet werden.
• Der Antrieb über die Antriebswelle soll nicht nur in einer Betriebsweise die Hubplatte auf dem Kurventrieb (Spindelgewinde) bewegen können, sondern in einer weiteren Betriebsweise auch den gesamten Radadaptionskopf insgesamt rotieren lassen.
• Der Radadaptionskopf soll bei Leerfahrten, wie auch bei einer hergestellten Adaption mit der Fahrzeugradnabe eine Positionierung um die Radachse vornehmen können in dem Sinne, dass der Radadaptionskopf insgesamt um die Radachse rotierbar ist. Dabei sind auch längere anhaltende Vollumdrehungen erwünscht.
• Das erforderliche Drehmoment zum Antreiben der Fahrzeugradnabe über den Radadaptionskopf ergibt sich aus dem Verlustmoment des mit der Radnabe verbundenen Antriebstrangs des Fahrzeugs. Dieses beläuft sich je nach Fahrzeugmotorisierung auf ca. 10 - 20 Nm.
• Die Drehzahl zum Antreiben der Radnabe ist in diesem Fall lediglich Prozess abhängig. Daher sind für die spätere Radumschlagsmessung zwei Umdrehungen pro Sekunde ausreichend. Das entspricht wiederum einer Antriebsdrehzahl von 120 U/min-1 für die Antriebswelle.
• Für das Übertragen dieses Antriebsmoments erweist sich ein Getriebe als vorteilhaft, das die Antriebswelle antreibt. Dieses Getriebe soll die Antriebsdrehzahl eines angeschlossen Motors untersetzen. Es entstehen daher ein höheres Drehmoment und eine geringere Drehzahl, weshalb der Antriebsmotor geringer dimensioniert werden kann. Dadurch werden Bauraum und Investitionskosten einspart.
• Für das Getriebe erweist sich aufgrund des Drehmoments und des geringen Bauraums ein mehrstufiges Planetengetriebe als vorteilhaft. Dieses Getriebe kann beispielsweise eine Übersetzung i = 25 aufweisen und ein Drehmoment von 64 Nm an der Getriebeausgangswelle übertragen. Die Getriebeeingangsdrehzahl liegt bei maximalen 13.000 U/min-1.
• Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn das Verdrehspiel der Getriebeabtriebswelle sehr klein ist. Dies ist vorteilhaft bei dem Einsatz dieses Getriebes aufgrund der Messgenauigkeit bei der späteren Positionierung der Führungsstifte zu den Aufnahmegewinden vor dem Einfahren der Führungsstifte in die Aufnahmegewinde.
• Bei dieser Getriebeauswahl kann im Hinblick auf die Übersetzung ein Antriebsmotor verwendet werden, der ein Mindestmoment von 1,25 Nm bei einer Mindestdrehzahl von 3000 U/min-1 zur Verfügung stellen kann.
• Damit kann die Bewegung der Hubplatte und des Radadaptionskopfes um seine Drehachse erreicht werden.
• Als Antriebsmotor wird vorteilhaft ein kleiner Motor verwendet, der an das ausgewählte Getriebe angeflanscht werden kann. Insbesondere ein Servomotor erweist sich als vorteilhaft, da er hochdynamisch ist und aufgrund seiner synchronen Auslegung das geforderte Drehmoment auch bei minimalen Drehzahlen zur Verfügung stellen kann. Wegen dieser Anforderungen kann ein Servomotor verwendet werden, der ein Bemessungsdrehmoment von 2,6 Nm und eine Bemessungsdrehzahl von 3000 U/min-1 aufweist. Die maximale Drehzahl dieses Servomotors liegt bei 9000 U/min-1. Über das Planetengetriebe kann dann das maximale zulässige Drehmoment von 64 Nm und eine Drehzahl von maximal 360 U/min-1 an der Abtriebswelle auf die Antriebswelle des Radadaptionskopfes übertragen werden.
• Zusätzlich kann der Servomotor über einen Positionsgeber verfügen, der die Absolutposition des Antriebs mit einer 24 bit Auflösung für eine Umdrehung und mit 20 bit Auflösung für den Multiturn ausgeben kann.
• Weiterhin kann eine Bremse vorgesehen sein, die insbesondere als Permanentmagnetbremse ausgestaltet sein kann, die im Antriebsmotor verbaut ist und bei Abschalten des Antriebs die Welle sperrt. Dadurch ist eine ungewollte Bewegung der Antriebswelle durch die Hubplatte ausgeschlossen.
• Durch die Auswahl dieser Antriebselemente ist eine Bewegung der Hubplatte und das damit verbundene Spannen oder Entspannen der Klemmelemente (PUR-Hülsen) unter Prozessbedingungen sichergestellt, weil höhere als benötigte Drehzahlen und -momente zur Verfügung stehen.
• Für das Andrehen der Radnabe durch den Radadaptionskopf stehen die maximale Antriebswellendrehzahl von 360 U/min-1, sowie ein maximal zulässiges übertragbares Drehmoment von 64 Nm zur Verfügung. Die maximalen Werte können über die Dehnungsgreifer des Radadaptionskopfes auf die Fahrzeugradnabe übertragen werden. Ebenso kann eine Übertragung der Drehmomente von der Fahrzeugradnabe über die Dehnungsgreifer auf den Radadaptionskopf erfolgen.
• Es lässt sich die Radgeschwindigkeit ermitteln, die mit der vorstehend beschriebenen Antriebsauslegung des Radadaptionskopfes erreicht werden kann. Diese Ermittlung soll mit nachfolgender Formel berechnet werden. Hierfür wird der Radabrollumfang U Rad eines Beispielfahrzeuges auf 2010 mm festgelegt. Die Drehzahl n entspricht dabei der Antriebsdrehzahl des Radadaptionskopfes von 360 U/min-1. $${\mathrm{\omega }}_{\text{Rad}}=2\cdot \mathrm{\pi }\cdot \text{n}\leftrightarrow \text{n=}\frac{{\mathrm{\omega }}_{\text{Rad}}}{2\cdot \mathrm{\pi }}$$

  

  $${\text{v}}_{\text{Rad}}={\text{r}}_{\text{Rad}}\cdot {\mathrm{\omega }}_{\text{Rad}}\leftrightarrow {\mathrm{\omega }}_{\text{Rad}}=\frac{{\text{v}}_{\text{Rad}}}{{\text{r}}_{\text{Rad}}}\leftrightarrow {\mathrm{\omega }}_{\text{Rad}}=\frac{{\text{v}}_{\text{Rad}}}{\left(\frac{{\text{U}}_{\text{Rad}}}{2\cdot \mathrm{\pi }}\right)}$$

  

  $$\leftrightarrow \text{n}=\frac{{\text{v}}_{\text{Rad}}}{{\text{U}}_{\text{Rad}}}\leftrightarrow {\text{v}}_{\text{Rad}}=\text{n}\cdot {\text{U}}_{\text{Rad}}$$

  

  $${\text{v}}_{\text{Rad}}=\frac{360\text{U}/{\text{min}}^{-1}}{60\text{sec}}\cdot \frac{2010\text{mm}}{1000\text{mm}}=\mathrm{12,06}\frac{\text{m}}{\text{s}}=\mathrm{43,4}\frac{\text{km}}{\text{h}}$$

  

n

: Drehzahl der Antriebswelle

rRad

: Radius des Fahrzeugrads

URad

: Abrollumfang des Fahrzeugrads

vRad

: Geschwindigkeit des Fahrzeugrads

ωRad

: Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugrads

• Durch die Berechnung kann festgestellt werden, dass das Fahrzeugrad durch den Radadaptionskopf mit einer maximalen Geschwindigkeit von v Rad = 43,4 km/h angetrieben werden kann. Entsprechendes gilt auch bei einer Übertragung der Momente von dem Fahrzeug auf den Adaptionskopf.
• Es ist ersichtlich, dass die aufgezeigten Dimensionierung und die Auslegung nur Beispiele sind. Bei einer anderen Dimensionierung und Auslegung wird es auch möglich, größere Momente zu übertragen.
• In 6 soll der Zusammenhang der Einzelkomponenten des kompletten Adaptionskopfs in einer Schnittdarstellung aufgezeigt werden.
• Wie in der Schnittdarstellung der 6 zu sehen ist, befinden sich die zuvor aufgezeigten Antriebskomponenten innenliegend auf der Drehachse des Radadaptionskopfes. Diese sind von den Gehäuseelementen umgeben und bilden so die komplette Kopfeinheit.
• Im vorderen Bereich der Darstellung ist die Hubplatte 601 zu sehen, die sich auf der mittig liegenden Antriebswelle im Bereich des Kurventriebes (Spindelgewindes) bewegen kann.
• In ihr angeschlossen sind die fünf Dehnungsgreifer-Zugstangen, die in die Anpressplatte integriert sind.
• Anpressplatte und Bodenplatte des Kopfs sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über fünf Linearführungsbleche miteinander verschraubt. Auf den Blechen, die das Gehäuse bilden, sind auch die Linearführungen zur axialen Führung der Hubplatte verbaut.
• Die Bodenplatte bildet, mit einem Durchmesser von 350 mm und einem integrierten Kugellager zum radialen Lagern der Antriebswelle, den Abschluss des vorderen Adaptionskopfs.
• Auf die Bodenplatte wird auch die spätere Messung mit den Triangulationssensoren von hinten auf die vorstehende Fläche durchgeführt, um so die Radnabenebene abzubilden.
• Ein Drahtwälzlager, das von hinten an die Bodenplatte angeschlossen ist, ermöglicht ab dort ein Rotieren des gesamten Radadaptionskopf.
• Die hierauf folgende Trägerplatte ist feststehend und mit der gesamten Aufhängung des Radadaptionskopfes verbunden.
• Insoweit wäre bei dem beschriebenen Aufbau der Radadaptionskopf im Träger aufgehängt, könnte rotieren. Die Antriebswelle würde nach hinten herausstehen. Demnach könnte die Antriebswelle bis zum jetzt dargestellten Punkt gedreht werden. Dabei würde der Kopf im Kopflager rotieren oder beim Festhalten der Kopfs würde sich die Hubplatte auf dem Spindelgewinde bewegen.
• Damit dieser Vorgang automatisiert ablaufen kann, werden das Planetengetriebe und der Servomotor ebenfalls an den Träger der Aufhängung angeflanscht. Das Getriebe kann daher über einen montierten Zahnflansch an der Abtriebswelle in die Antriebswelle des Radadaptionskopfes eingreifen und so einen Kraftschluss für die Rotationsbewegung herstellen. Die Abstützung der Getriebe-Motoreinheit erfolgt über die nach hinten verlängerte Aufhängung.
• Um die Hubplatte über eine Antriebseinheit zu bewegen und weiterhin den Radadaptionskopf insgesamt zum Rotieren bringen zu können, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine kinematische Umschaltmöglichkeit vorgesehen, die je nach Kraftflussschaltung entweder über den Kurventrieb (das Spindelgewinde) der Antriebswelle die Hubplatte betätigt oder über die Antriebswelle den Radadaptionskopf rotieren lässt.
• Es sind kinematischen Verschaltungen vorgesehen, die nachfolgend beschrieben werden sollen. Diese kinematischen Verschaltungen des Antriebs werden über zwei Elektromagnetbremsen A und B ausgeführt. Diese befinden sich zum einen im rotierenden Radadaptionskopf und zum anderen an der feststehenden Trägerplatte.
• Die Magnetbremsen bestehen aus einem Trägergehäuse, in dem sich eine Spule unter einem Reibbelag befindet, die ein Magnetfeld aufbauen kann. Bei Bestromung dieser Spule wird der darüber liegende, mit der Welle rotierende Flansch mit seinem Bremsbelag auf die Reibfläche gezogen. Daraus entsteht eine Anpresskraft, wodurch der Flansch der rotierenden Welle mit dem am Gehäuse des Radadaptionskopfes verschraubten Trägergehäuses der Bremse kraftschlüssig verbunden wird. Der Flansch der Bremse wird über einen Nutenstein radial und über eine Madenschraube axial auf der Welle gehalten.
• Die Magnetbremse A im Radadaptionskopf ist mit der Bodenplatte des Kopfs verschraubt. Ihr Flansch ist mit der Antriebswelle verbunden. Sie ist bei Bestromung der Spule in der Lage, die Antriebswelle mit dem Gehäuse des Radadaptionskopfes kraftschlüssig zu verbinden.
• Bei Aktivierung der Magnetbremse A und einer Rotation der Antriebswelle rotiert somit der gesamte Radadaptionskopf.
• Zum Bewegen der Hubplatte muss sich der Kurventrieb (das Spindelgewinde) im Radadaptionskopf drehen, was als definierte Betriebsweise nur beim Fixieren des Radadaptionskopfes bzw. der Adaptionsplatte relativ zum Träger erreicht werden kann. Hierzu ist Magnetbremse B von Bedeutung. Ihr Flansch ist mit einer über der Antriebswelle liegenden Hohlwelle verbunden. Diese Hohlwelle ist mit der Bodenplatte des Radadaptionskopfes verbunden und kann sich so unabhängig von der Antriebswelle bewegen.
• Das Gehäuse der Bremse B ist mit dem feststehenden Träger der Aufhängung verbunden. Bei Aktivierung der Magnetbremse B und einer Rotation der Antriebswelle, führt die Hubplatte eine Bewegung auf dem Spindelgewinde aus, da der Radadaptionskopf zum Träger festgehalten wird.
• Die Elektromagnetbremsen können dabei so dimensioniert sein, dass sie ein Drehmoment von 80 Nm aufbringen. Neue und deswegen noch nicht eingefahrene Reibflächen der Bremsen können nur ein reduziertes Drehmoment übertragen, u.U. nur 50 % ihres maximalen Drehmoments. Da die Elektromagnetbremsen in dem hier dargestellten Anwendungsfall jedoch lediglich statisch und nicht dynamisch betrieben werden sollen, wird ein Einfahrprozess nicht erfolgen können. Es ist daher vorteilhaft, für die Bremsen A und B lediglich mit ein übertragbares maximales Drehmoment von 40 Nm anzunehmen.
• 7 soll den kinematischen Kraftverlauf je nach Schaltzustand über die Antriebseinheit, Wellen und Bremsen in einer Schnittdarstellung des Radadaptionskopfes zeigen.
• Die mit den Bezugszeichen 714 und 715 versehen Linien in der Darstellung zeigen den Kraftfluss im Radadaptionskopf über die Bremsen A und B. Die Pfeile an den Enden zeigen angetriebene Rotationselemente und Punkte feststehender Trägerelemente an.
• Soll der Antrieb den Radadaptionskopf rotieren lassen, so öffnet Bremse B und schaltet das Kopflager frei. Parallel hierzu schließt die Bremse A und überträgt den Kraftfluss der Antriebswelle über die Bremse A auf das Adaptionskopfgehäuse. Beim Antreiben der Antriebswelle über die Antriebseinheit beginnt sich der Radadaptionskopf im Kopflager über die Rotationsachse zu drehen. Die innerhalb des Lagers platzierte Kabeldrehdurchführung (in 6: Bezugszeichen 614) überträgt die Sensorsignale und die Spannungsversorgung für die Bremse A aus dem rotierenden Radadaptionskopf.
• Sollen die Dehnungsgreifer des Radadaptionskopfes gespannt werden, muss die Hubplatte eine Hubbewegung auf dem Spindelbereich der Antriebswelle durchführen. Hierfür öffnet die Bremse A, damit die Antriebswelle ihre Kraft nicht in das Gehäuse des Radadaptionskopfes überträgt. Damit die Antriebswelle die Hubplatte durch das Trapezgewinde bewegen kann, muss das Adaptionskopfgehäuse ein Stützmoment aufbauen. Dies erfolgt über die Bremse B. Sie schließt und verbindet das Gehäuse des Radadaptionskopfes über die Hohlwelle mit der feststehenden Trägerplatte. Dadurch wird das Kopflager gesperrt. Beim Antreiben der Antriebswelle über die Antriebseinheit beginnt sich die Hubplatte zu bewegen.
• Die hier benutzten Elektromagnetbremsen A und B können im statischen Betrieb 40 Nm übertragen. Das erweist sich für die Bremse B als ausreichend, da für das Spannen der Dehnungsgreifer über die Hubplatte ein Stützmoment von 30,6 Nm ausreichend ist.
• Die Bremse A begrenzt jedoch in dem hier beschriebenen Beispiel das maximal übertragbare Drehmoment des Radadaptionskopfes auf die Fahrzeugradnabe. Die Antriebseinheit könnte 64 Nm bereitstellen, aber lediglich 40 Nm über die Bremse A übertragen.
• Für die Bremsendimensionierung muss auch die Ansteuerung der Magnetspulen betrachtet werden. Um Spannungsspitzen beim Abschalten der beiden Elektromagnetbremsen zu vermeiden, sind in der Zuleitung Löschkondensatoren angebracht, Damit kann zumindest weitgehend vermieden werden, dass induktive Spannungsspitzen in die Steuerelektronik gelangen können.
• Nach der Auslegung des Radadaptionskopfs muss dieses Teilsystem in eine Aufhängung integriert werden.
• Der Radadaptionskopf ist über eine Drehverbindung mit der Trägerplatte der Aufhängung verbunden. Diese feststehende Aufhängung ist mit der Trägergabel über Radiallager und Trägerbolzen verbunden. Die Trägergabel ist mit einem Axiallager auf einer Schwimmplatte verbunden. Über die kombinierten Trägerlager entsteht eine halbkardanische Aufhängung des Radadaptionskopfes. Damit kann die Fahrzeugradaufhängung spannungsfrei einfedern.
• Aus der 7 ergibt sich folgende Tabelle als Übersicht über die möglichen Schaltzustände:

  	Bremse A Bezugszeichen 713 „Rotationsbewegungs-Kopplungsmittel“	Bremse B Bezugszeichen 704 „Axialbewegungs-Kopplungsmittel“	Zustand
  1	0, d.h. gelöst	0, d.h. gelöst	Undefiniert
  2	1, d.h. blockiert	0, d.h. gelöst	Rotationskopf ist fest mit der Antriebswelle verbunden → Rotation des Adaptionskopfes
  3	0, d.h. gelöst	1, d.h. blockiert	Rotationskopf ist fest mit dem feststehenden Träger verbunden → Bewegung der Hubplatte
  4	1, d.h. blockier	1, d.h. blockiert	Feststehend

• Bei dem Betriebszustand (Nummer 2 der obigen Tabelle), bei dem sich eine Rotation des Adaptionskopfes ergibt, ist es möglich, den Adaptionskopf über den Motor anzutreiben und damit von außen ein Moment auf die Radnabe zu übertragen oder den Motor in den Freilauf zu schalten, so dass der Adaptionskopf sich mit der Radnabe mitdreht, wenn diese fahrzeugseitig angetrieben wird.
• Bei dem Betriebszustand (Nummer 3 der obigen Tabelle), bei dem sich eine Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte ergibt, ist es möglich, die Klemmelemente zu spannen bzw. zu entspannen, um somit die Klemmelemente in den Aufnahmegewinden der Radbolzen zu befestigen oder diese zu lösen.
• Bei dem Betriebszustand mit der Nummer 4 der obigen Tabelle kann verhindert werden, dass von den im Spannungszustand befindlichen Klemmelementen Kräfte auf die Hubplatte übertragen werden, die u.U. eine Bewegung der Hubplatte in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte bewirken. Dadurch könnten sich die Klemmelemente undefiniert lösen.
• Durch die Weiterentwicklung neuer Fahrzeugtechnologien und -assistenzsysteme steigt der Anteil der Inbetriebnahme-Umfänge im Bereich der Automobilendmontage stetig an. Diese Umfänge werden meistens in die parallelen Produktionsstrukturen des Bandendebereichs integriert.
• Mit der vorgeschlagenen Radadaptionseinheit kann die zeitintensive Fahrerassistenzsystem-Inbetriebnahme vorteilhaft aus diesem Bandendebereich herausgenommen werden. Dadurch können die Inbetriebnahmeprozesse der Fahrerassistenzsysteme in die effiziente Fließmontagelinie ausgelagert werden. Daraus resultiert eine Effizienzsteigerung des Bandendebereichs.
• Der Vorteil der Auslagerung der Umfeldsensoren-Inbetriebnahme in die Fließmontagelinie des Fahrzeugs ergibt sich aus den hohen Prüfstandprozesszeiten, die andernfalls auf dem Fahrwerksstand des Bandendebereichs entstehen.
• Da die Umfeldsensoren zu einem geometrischen Bezug des Fahrzeugs ausgerichtet werden, werden sämtliche Inbetriebnahmeumfänge in diesem Bereich durchgeführt. Ab diesem Zeitpunkt der Fahrzeugmontage liegen die benötigen Fahrwerksdaten des Fahrzeugs vor. Die Fahrwerksdaten beziehen sich auf die Hinterachse des Fahrzeugs. Die dabei benötigte Referenzachse zur Umfeldsensorikausrichtung ist die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs.
• Sie bildet eine Gerade und ergibt sich durch die Winkelhalbierende der Gesamtspur an der Hinterachse.
• Insofern ist es vorteilhaft, dass mit der vorliegenden Erfindung die geometrische Fahrachse der Fahrzeuge im Montagegehänge der Fließmontagelinie ermittelt und eingestellt werden kann. Dadurch kann eine Inbetriebnahme der Umfeldsensorik in diesem Bereich erfolgen. Bei den Fahrzeugen im Gehänge lassen sich mit einer Ausgestaltung nach der vorliegenden Erfindung gleiche Bedingungen erzeugen, wie sie auch im eingefederten Zustand auf dem Prüfstand vorhanden sind. Nur in diesem spannungsfreien eingefederten Zustand kann die Hinterachsspur gemessen werden und somit die Berechnung der geometrischen Fahrachse erfolgen. Dabei muss sich das Fahrzeug niveauseitig in der konstruktiven Nulllage (K0) befinden.
• Deswegen erweist es sich als vorteilhaft, dass sich die Radadaptionseinheiten schnell und montagefreundlich mit den Fahrzeugradnaben insbesondere der Hinterachse verbinden lassen. Die Achsschenkel können spannungsfrei durch eine Hubfahrt in die K0-Lage einfedern. Anschließend kann der Messprozess über optische Sensoren auf den Kopf der Adaptionseinheit erfolgen, der entsprechende Freiheitsgrade besitzt, um der Radnabe reibungsarm folgen zu können.
• Mit dem System nach der vorgeschlagenen Erfindung wird über Dehnungsgreifer-Elemente eine Verbindung mit den Radgewindelöchern der Radnabe hergestellt. Dabei spreizen sich spezielle Hülsen aus einer Polymere in dem Gewindegang auf und stellen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Adaptionskopf und Radnabe her.
• Für das Spannen dieser Hülsen und zur Realisierung einer Kopfrotationsbewegung wird für den Adaptionskopf ein Antriebssystem vorgeschlagen. Der Adaptionskopf ist über eine halbkardanische Aufhängung und eine zuschaltbare Schwimmebene so reibungsarm gelagert, dass möglichst keine Verspannungen bei dem Hubprozess an der Radnabe auftreten können.
• Um den Adaptionskopf mit seinen Trägerelementen positionieren zu können, erweist sich eine Positioniereinheit bestehend aus einer Hubsäule und Linearachsen zur Bewegung des Adaptionssystems als vorteilhaft.
• Mit Messsystemen, die beispielsweise ein Bildverarbeitungssystem zur Detektion der Fahrzeugradnabe aufweisen können, kann ein automatisiertes Anfahren des Adaptionssystems an die Radnabe realisiert werden.. Zusätzlich befinden sich zur Ermittlung der Fahrwerksgeometrie-Daten Triangulationssensoren hinter dem Adaptionskopf.
• Die so erfasste geometrische Fahrachse des Fahrzeugs kann an das Fahrzeugchassis „angeheftet“ werden. Dies kann beispielsweise über eine Scanner- oder Kameratechnik, die über dem Fahrzeug positioniert ist, umgesetzt werden. Somit kann die Chassisposition im Montagehänge zur detektierten geometrischen Fahrachse erfasst, hinterlegt und in folgenden Montagetakten der Fahrzeugfließmontage wieder ausgelesen werden.
• Darüber hinaus ist nicht nur eine Messung der Fahrwerksgeometrie mit dem entwickelten System möglich. Auch Prüfprozesse, die derzeit auf dem Rollenprüfstand ablaufen, wie die Vertauschungs- und Funktionsprüfungen des Bremssystems sowie deren Sensorik, können durch dieses automatisierte Radadaptionssystem bei bereits vorhandener Hardware durchgeführt werden. Beispielsweise wird bei der Vertauschungsprüfung vom Fahrzeug ein geringer Bremsdruck aufgebaut, der von der Radadaptionseinheit in Form eines ihr entgegenwirkenden Bremsmoments detektiert werden kann. Bislang wird diese Prüfung auf dem Rollenprüfstand durchgeführt, der am Bandende dem Fahrwerksprüfstand folgt. Damit erweist sich auch in diesem Bereich eine Reduzierung der Prozessumfänge und -zeiten durch Auslagerung in die Montagelinie als vorteilhaft.
• Weiterhin sind Messungen des Höhenstands und der augenblicklich anliegenden Radlast bzw. Federkraft der Fahrzeugachse möglich. Daraus ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, um auch in Zukunft neue Technologien Inline zu prüfen und damit einer Inbetriebnahme zu unterziehen, was zur Entlastung und Effizienzsteigerung des Bandendes maßgeblich beiträgt.
• Bezugszeichenliste

201

Adaptionskopf

202

Aufhängung des Adaptionskopfes

203

Messfläche. Diese Messfläche repräsentiert wegen ihrer Ausrichtung relativ zur Radnabe die Radebene, so dass sich durch die Lage der Messfläche die Spur- und Sturzwinkel des Rades ergeben,

204

Kopflager

205

Antriebsmotor

206

Planetengetriebe

207

Magnetbremsen

208

Hubplatte

209

Antriebswelle mit Gewindespindel

210

Polyurethan-Hülse (PUR-Hülse) mit Spanneinheit

211

Schwimmebene

212

Schwimmplattenniederhalter

213

Pneumatikspannzylinder

214

Anschluss an X-, Y-, Z Linearachsen

215

Gasdruckfeder

216

Axiale Lagerung

217

Trägereinheit des Adaptionskopfes

218

Radiale Lagerung

301

Anpressplatte

302

Dehnungsgreiferelemente

303

Nabenaufnahme

304

Plananlagesensor

305

PUR-Hülsen

401

Führungshülsen

402

Druckplatte

403

Zugstangen

404

Schrägkugellager

405

Lagergehäuse

501

Hubplatte

502

Bodenplatte

503

Hohlwelle

504

Nadel-Axialkugellager

505

Wellenverzahnung

506

Antriebswelle

507

Kugellager

508

Zugstangenverschraubung

509

Ultraschallsensor

510

Lagergehäuse

511

Axiale Antriebswellenverschraubung

512

Schrägkugellager mit Einpresshülse

513

Trapezgewinde

514

Linearführungsklotz

601

Hubplatte

602

Magnetbremse (A)

603

Drahtwälz-KopflagerZeMA

604

Trägerplatte (freistehend)

605

Magnetbremse (B)

606

Hohlwelle

607

Planetengetriebe

608

Servomotor

609

Absolutgeber

610

Verzahnter Antriebsflansch

611

Gasdruckfederanschluss

612

Antriebswelle

613

Radiallager Hohlwelle

614

Kabeldurchführung

615

Bodenplatte Kopf

616

Radiallager Antriebswelle

617

Linearführungen Hubplatte

618

Spindelgewinder

619

Axiallager Antriebswelle

620

Aufhängung

621

Klemmelement (PUR-Hülse)

622

Anpressplatte

623

Zugstange

701

Kopflager

702

Kopfrotationsachse

703

Trägerplatte (feststehend)

704

Magnetbremse (B)

705

Hohlwelle

706

Antriebsflansch (Motorantrieb)

707

Antriebswelle

708

Bodenplatte (Kopf)

709

Spindelgewinde

710

Klemmelement (PUR-Hülse)

711

Zugstange

712

Hubplatte

713

Magnetbremse (A)

714

Kraftflusslinie bei geschlossener Magnetbremse (A)

715

Kraftflusslinie bei geschlossener Magnetbremse (B)

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Befestigung einer Adaptionsplatte (301, 402) an einer Radaufnahme eines Fahrzeugs für ein Fahrzeugrad, wobei die Adaptionsplatte (301, 402) Führungsstifte (302) aufweist, die im montierten Zustand der Adaptionsplatte (301,402) in die Aufnahmegewinde für die Radbolzen eines zu montierenden Rades eingreifen, wobei den Führungsstiften (302) jeweils wenigstens ein Klemmelement (305, 621, 710) zugeordnet sind, wobei das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) in eine Klemmposition bringbar ist, in der dieses kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt, und das in eine gelöste Position bringbar ist, in der dieses nicht kraftschlüssig an der Innenwand des jeweiligen Aufnahmegewindes anliegt, wobei zu jedem dieser wenigstens einen Klemmelemente (305, 621, 710) ein Aktor (403, 623, 711) vorhanden ist, der in axialer Richtung des jeweiligen Aufnahmegewindes bewegbar ist, wobei durch diese Bewegung des Aktors (403, 623, 711) das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) von der gelösten Position in die Klemmposition gebracht wird oder von der Klemmposition in die gelöste Position, wobei die Aktoren (403, 623, 711) als Stangen ausgebildet sind, die durch die Adaptionsplatte (301, 402) hindurchgeführt sind (401) und an ihrem Ende, das sich auf der anderen Seite der Adaptionsplatte befindet wie die Führungsstifte, an einer Hubplatte (208, 501, 601, 712) befestigt sind, wobei die Hubplatte (208, 501, 601, 712) formschlüssig mit der Adaptionsplatte (301, 402) gegenüber einer Rotation um eine Achse gekoppelt ist, die als Flächennormale der Adaptionsplatte (301, 402) durch den Mittelpunkt der Adaptionsplatte (301, 402) verläuft, wobei Klemmantriebsmittel vorhanden sind zur Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) in axialer Richtung dieser Achse gegenüber der Adaptionsplatte (301, 402), wobei durch diese Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) gegenüber der Adaptionsplatte (301, 402) in dieser axialen Richtung die Klemmelemente (305, 621, 710) aus der gelösten Position in die Klemmposition gebracht werden oder aus der Klemmposition in die gelöste Position, wobei die Klemmantriebsmittel als Kurventrieb (513) ausgestaltet sind, durch den eine Rotationsbewegung eines Antriebselementes des Kurventriebs in eine Bewegung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) in axialer Richtung relativ zur Adaptionsplatte (301, 402) umsetzbar ist, wobei weiterhin lösbare Axialbewegungs-Kopplungsmittel (704) vorhanden sind, die aus lösbaren Rotationsblockademitteln bestehen, die in deren blockierter Stellung eine Rotation der Hubplatte (208, 501, 601, 712) mittelbar oder unmittelbar verhindern und wobei weiterhin ein Motor (608) vorhanden ist, über den das Antriebselement des Kurventriebs (513) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Aktoren (403, 623, 711) der Klemmelemente (305, 621, 710) weitere Rotationsfestlegungsmittel (617) vorhanden sind zur formschlüssigen Kopplung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) mit der Adaptionsplatte (301, 402) gegenüber einer Rotation relativ zueinander.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lösbare Rotations-Kopplungsmittel (713) vorhanden sind zur unmittelbaren oder mittelbaren rotationsfesten Kopplung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) mit dem Antriebselement des Kurventriebs (513).
3. Verfahren zum Betrieb einer Adaptionsplatte gemäß einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 an der Radnabe eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) gelöst ist, dass in diesem ersten Schritt Rotationskopplungsmittel (713) aktiviert sind und Axialbewegungs-Kopplungsmittel deaktiviert (704) sind, so dass die Adaptionsplatte (301, 402) und die Hubplatte (208, 501, 601, 712) in diesem ersten Schritt synchron rotierbar sind ohne eine Verschiebung der Adaptionsplatte (301, 402) und der Hubplatte (208, 501, 601, 712) in axialer Richtung relativ zueinander, wobei in diesem ersten Schritt die Adaptionsplatte (301, 402) mit den Führungsstiften (302) einen solchen Abstand von der Radnabe aufweist, dass die Spitzen der Führungsstifte (302) einen Abstand aufweisen zur Öffnung der Aufnahmegewinde der Radbolzen, wobei in diesem ersten Schritt die Adaptionsplatte (301, 402) durch eine Rotation relativ zur Radnabe so positioniert wird, dass die Führungsstifte (302) unmittelbar vor den Aufnahmegewinden der Radbolzen der Radnabe positioniert sind, dass in einem zweiten Schritt die Vorrichtung mit der Adaptionsplatte (301, 402) in Y-Richtung (quer zur Fahrzeuglängsachse in horizontaler Richtung) so verfahren wird, dass die Führungsstifte (302) in die Aufnahmegewinde der Radbolzen eingeführt werden, dass in einem dritten Schritt das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) in eine Klemmposition gebracht wird, indem durch die deaktivierten Rotationskopplungsmittel (713) und die aktivierten Axialbewegungs-Kopplungsmittel (704) bei einer Rotation des Antriebselementes des Kurventriebs (513) eine Verschiebung der Hubplatte (208, 501, 601, 712) relativ zur Adaptionsplatte (301, 402) in axialer Richtung erfolgt und dass nach dem Erreichen der Klemmposition durch das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) nachfolgend für die Zeitdauer nachfolgender Bearbeitungsschritte die Rotationskopplungsmittel (713) aktiviert sind und die Axialbewegungs-Kopplungsmittel (704) deaktiviert sind, so dass eine axiale Verschiebung der Adaptionsplatte (301, 402) und der Hubplatte (208, 501, 601, 712) relativ zueinander verhindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsplatte (301, 402) während der nachfolgenden Bearbeitungsschritte unmittelbar oder mittelbar mit einem definierten Antriebs- bzw. Bremsmoment beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend zu den nachfolgenden Bearbeitungsschritten in einem vierten Schritt das wenigstens eine Klemmelement (305, 621, 710) in eine gelöste Position gebracht wird, indem durch die deaktivierten Rotationskopplungsmittel (713) und die aktivierten Axialbewegungs-Kopplungsmittel (704) bei einer Rotation des Antriebselementes des Kurventriebs (513) eine axiale Verschiebung der Adaptionsplatte (301, 402) und der Hubplatte (208, 501, 601, 712) relativ zueinander erfolgt und dass in einem fünften Schritt die Vorrichtung mit der Adaptionsplatte (301, 402) in Y-Richtung (quer zur Fahrzeuglängsachse in horizontaler Richtung) so verfahren wird, dass die Führungsstifte (302) aus den Aufnahmegewinden der Radbolzen herausgeführt werden.

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