DE4219383C2

DE4219383C2 - Rotary base for wheel aligners

Info

Publication number: DE4219383C2
Application number: DE19924219383
Authority: DE
Inventors: Georg Hopfenmueller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-06-13
Filing date: 1992-06-13
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2012-06-14
Also published as: DE4219383A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehuntersatz für Achsmeßgeräte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann ten und aus der DE 88 14 756 U1 hervorgehenden Art.The invention relates to a rotary base for Wheel aligners called in the preamble of claim 1 ten and from Art. DE 88 14 756 U1.

Der aus dieser Druckschrift bekannte Drehuntersatz be steht aus einer Grundplatte und einer auf der Grundplatte drehbar gelagerten Drehplatte, deren Winkelstellung durch einen Drehwinkelgeber erfaßt wird. Da sich beim Ein schlagen z. B. der Vorderräder eines Personenkraftwagens der Radaufstandspunkt verschiebt, ist die Drehplatte ge genüber der Grundplatte über eine H-förmige Führungsein richtung in horizontaler Richtung innerhalb bestimmter Grenzen verschieblich. Die Radlast wird von in der Dreh platte gelagerten Stahlkugeln auf die geschliffene Ober seite der Grundplatte übertragen.The rotary base known from this publication be consists of a base plate and one on the base plate rotatably mounted turntable, whose angular position by a rotary encoder is detected. Since the on beat z. B. the front wheels of a passenger car the wheel contact point shifts, the turntable is ge opposite the base plate via an H-shaped guide direction in the horizontal direction within certain Boundaries shiftable. The wheel load is in the rotation flat steel balls on the ground upper side of the base plate.

Nachteilig bei diesem bekannten Drehuntersatz ist, daß die Horizontalbewegung der Drehplatte durch die Reibung der Kugeln behindert wird. Während im Neuzustand der be kannte Drehuntersatz eine noch ausreichende Leichtgängig keit aufweist, erhöhen sich im praktischen Betrieb durch Verschleiß und Verschmutzung die Reibwerte schon nach kurzer Gebrauchsdauer derart, daß es beim Einschlagen der Räder zu Verspannungen in der Radaufhängung kommen kann. Hierdurch wird sowohl die Meßgenauigkeit des Lenkwinkels als auch die Reproduzierbarkeit des Meßergebnisses stark reduziert, so daß die hohe Auflösung der bei modernen elektronischen Achsmeßgeräten eingesetzten Drehwinkelge ber in der Regel nicht ausgenutzt werden kann. Ferner er geben sich beim bekannten Drehuntersatz infolge der er forderlichen hohen Oberflächenqualität der Oberseite der Grundplatte entsprechend hohe Herstellkosten.A disadvantage of this known rotary base is that the horizontal movement of the rotating plate due to the friction the balls are hindered. While the be Known swivel base still smooth enough speed, increase in practical operation Wear and soiling already reduce the coefficient of friction short period of use such that when you hit the Wheels can cause tension in the wheel suspension. As a result, both the measurement accuracy of the steering angle as well as the reproducibility of the measurement result strongly reduced so that the high resolution of modern electronic wheel aligners used Usually cannot be exploited. Furthermore he give themselves in the known turntable due to the he required high surface quality of the top of the Base plate correspondingly high manufacturing costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten gattungsgemäßen Drehuntersatz es zu vermei den.The invention has for its object the disadvantages to avoid the known generic rotary base the.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Durch das Druckluftpolster entstehen keinerlei durch Ge wichtskraft verursachte Reibungskräfte. Somit sind für die horizontale Verschiebung des Drehtellers lediglich geringe Reibkräfte in der Führungseinrichtung zu überwin den. Damit kann die Winkelstellung der Fahrzeugräder ge genüber der Fahrzeuglängsachse ohne Verspannung der Rad aufhängung mit hoher Meßgenauigkeit und Reproduzierbar keit gemessen werden. Außerdem zeichnet sich der erfin dungsgemäße Drehuntersatz durch äußerst geringen Ver schleiß aus, da die Kontaktflächen zwischen Drehteller und Grundplatte im belasteten Zustand nicht miteinander in Berührung stehen.The compressed air cushion does not result in any ge gravity caused frictional forces. Thus for the horizontal displacement of the turntable only to overcome low frictional forces in the guide device the. So that the angular position of the vehicle wheels ge compared to the longitudinal axis of the vehicle without bracing the wheel suspension with high measuring accuracy and reproducible be measured. The inventor also excels Rotary base according to the invention by extremely low Ver wear out because the contact surfaces between the turntable and base plate are not together when loaded to be in contact.

Durch die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen in der Drehplatte werden die Luftaustrittsöffnungen in vorteilhafter Weise mit dem sich verschiebenden Rad aufstandspunkt horizontal mitbewegt. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile gegenüber Luftaustrittsöffnungen in der Grundplatte: Sind die Luftaustrittsöffnungen in dem Bereich der Grundplatte angeordnet, der von der Dreh platte in ihrer zentralen Ausgangsstellung überdeckt wird, so liegt bei exzentrisch verschobener Drehplatte ein Teil der Luftaustrittsöffnungen frei. Werden die Luftaustriftsöffnungen in der Grundplatte hingegen ausschließlich im Bereich der sicheren Überdeckung zwi schen Dreh- und Grundplatte vorgesehen, so verringert sich hierdurch die nutzbare Luftaustrittsfläche stark, wodurch es bei stark exzentrisch verschobener Drehplatte auch zu einem Kippen derselben kommen kann.The arrangement of the air outlet openings in the The turntable becomes the air outlet openings advantageously with the moving wheel point of contact moved horizontally. Resulting from this the following advantages compared to air outlet openings in the base plate: Are the air outlet openings in the area of the base plate arranged by the rotation plate covered in its central starting position is when the rotating plate is eccentrically displaced some of the air outlet openings are free. Are the air outlet openings in the Base plate, however, only in the area of secure coverage between the rotating and base plate provided, so the usable is reduced Air outlet surface strong, which makes it when the rotating plate is displaced strongly eccentrically it can also tip over.

Durch die luftdichte Ausführung der Grundplatte entsteht in ihrem Inneren ein Überdruck, der auf die gesamte Fläche der Unterseite der Drehplatte wirkt und somit die Drehplatte optimal stützt. Der Drehuntersatz ist so zu gestalten, daß bei maximalem Betriebsdruck auch bei gering belasteter oder unbelasteter Drehplatte keinerlei Schaden am Drehuntersatz entstehen kann und die volle Funktion sowie die hohe Meßgenauigkeit des Drehuntersatzes erhalten bleiben.The airtight design of the base plate creates an interior Overpressure, which acts on the entire surface of the underside of the rotating plate and thus optimally supports the rotating plate. The turntable should be designed so that at maximum operating pressure even with a lightly loaded or unloaded rotating plate no damage to the swivel base can occur and the full function as well the high measuring accuracy of the rotating base is retained.

Aus dem Artikel ,,Grundlagen für die Berechnung der Strömungsvorgänge in luftge schmierten Gleitlagern mit geringer Gleitgeschwindigkeit" (Feingerätetechnik, 12. Jahrgang 1963, Heft 8, Seiten 345 bis 353) ist es zwar allgemein bekannt, bei Meßgeräten zur Vergrößerung der Meßgenauigkeit Luftlager einzusetzen. Nähere Angaben zur Ausgestaltung einer Luftlagerung für den Drehuntersatz von Achs meßgeräten sind diesem Artikel jedoch nicht zu entnehmen.From the article ,, Basics for the calculation of the flow processes in air lubricated plain bearings with low sliding speed "(precision equipment, 12th year 1963, issue 8, pages 345 to 353), it is well known, at Use measuring devices to increase the measuring accuracy of air bearings. Closer Information on the design of an air bearing for the rotating base of axles however, measuring devices cannot be found in this article.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 2 bleibt die Oberseite der Drehplatte für das Fahrzeugrad frei. Bevorzugt ist die Lufteintrittsöffnung seitlich an der Drehplatte vorzusehen, um ein ungehindertes Auffahren des Fahrzeuges auf den Drehuntersatz zu ermöglichen.Due to the advantageous development according to claim 2, the top of the Rotating plate for the vehicle wheel free. The air inlet opening is preferably laterally on the turntable to provide for unimpeded opening of the vehicle to enable the turntable.

Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ermöglicht es, die Luftaustrittsfläche (Anzahl der Öffnungen × jeweiliger Öffnungsquerschnitt) über den Durchmesser der Drehplatte zu variieren, um eine optimale "Schwebewirkung" der Drehplatte auch bei starker Exzentrizität der Drehplatte zu erreichen.The embodiment of the invention according to claim 3 enables the Air outlet area (number of openings × respective opening cross-section) over to vary the diameter of the rotating plate in order to achieve an optimal "floating effect" to reach the rotating plate even when the rotating plate is very eccentric.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Drehuntersatz im Querschnitt. A preferred embodiment of the invention is based on the drawing explained in more detail. The single figure shows a rotary base according to the invention in Cross-section.

Ein erfindungsgemäßer, in seiner Gesamtheit mit 1 be zeichneter Drehuntersatz besteht aus einer Grundplatte 2 und einer Drehplatte 3. Die Grundplatte 2 ist horizontal auszurichten; die zur Grundplatte 2 parallele Oberseite der Drehplatte 3 bildet die Radaufstandsfläche für ein Fahrzeugrad. Die in der Draufsicht kreisförmige Dreh platte 3 ist über eine Drehwelle 4 mit einer nicht näher dargestellten Führungseinrichtung 5 verbunden. Die Dreh welle 4 ist gleichzeitig die Eingangswelle für einen Drehwinkelgeber 6, der drehfest an der Führungseinrich tung 5 angeordnet ist und mit dieser mitbewegt wird. Die Führungseinrichtung 5 ist in der Grundplatte 2 derart ge führt, daß sie in den beiden horizontalen Richtungen x und y frei verschiebbar ist. Die Grundplatte 2 weist eine kreisförmige Öffnung 7 für die Durchführung der Drehwelle 4 auf, so daß die Drehwelle 4 in Richtung des Pfeils 8 und senkrecht dazu innerhalb der Öffnung 7 horizontal verschoben werden kann. Die Drehplatte 3 ist als Hohlkör per ausgebildet und weist auf ihrer Unterseite eine Viel zahl von Luftaustrittsöffnungen 9 auf. Der Hohlraum 10 der Drehplatte 3 ist über eine Lufteintrittsöffnung 11 an der Stirnfläche der Drehplatte 3 mit einer Luftanschluß leitung 12 verbunden. Die Grundplatte 2 ist - mit Aus nahme der Öffnung 7 - ein geschlossener Hohlkörper und wird über die Bodenplatte 13 luftdicht verschlossen.An inventive, in its entirety with 1 be signed rotary base consists of a base plate 2 and a rotary plate 3rd The base plate 2 is to be aligned horizontally; parallel to the base plate 2 upper surface of the rotary plate 3 forms the wheel tread for a vehicle wheel. The rotary plate 3, which is circular in plan view, is connected via a rotary shaft 4 to a guide device 5 , not shown. The rotary shaft 4 is at the same time the input shaft for an angle encoder 6 , which is arranged in a rotationally fixed manner on the guide device 5 and is moved with it. The guide device 5 is in the base plate 2 leads such that it is freely displaceable in the two horizontal directions x and y. The base plate 2 has a circular opening 7 for the passage of the rotary shaft 4 , so that the rotary shaft 4 can be displaced horizontally in the direction of arrow 8 and perpendicular to it within the opening 7 . The rotary plate 3 is formed as a hollow body and has a large number of air outlet openings 9 on its underside. The cavity 10 of the rotary plate 3 is connected via an air inlet opening 11 on the end face of the rotary plate 3 with an air connection line 12 . The base plate 2 is - with the exception of the opening 7 - a closed hollow body and is sealed airtight via the base plate 13 .

Ohne Druckluftbeaufschlagung liegt die Unterseite der Drehplatte 3 auf der Oberseite der Grundplatte 2 auf. Bei Einsatz von Druckluft nimmt die Drehplatte 3 ihre in der Figur dargestellte Lage ein: Durch die über die Luftaus trittsöffnungen 9 ausströmende Luft entsteht ein Druck luftpolster, das die Drehplatte 3 parallel zur Grund platte 2 in vertikaler z-Richtung geringfügig anhebt, wo durch ein kleiner Luftspalt 14 entsteht. Infolge der luftdicht geschlossenen Grundplatte 2 baut sich im Hohl raum der Grundplatte 2 ein Überdruck auf, der auf die ge samte Unterseite der Drehplatte 3 wirkt und die Radlast des auf der Oberseite der Drehplatte 3 stehenden Fahr zeugrades kompensiert. Über den entlang des Umfangs der Drehplatte 3 gleichmäßig kleinen Luftspalt 14 entweicht in geringem Maße die über die Luftanschlußleitung 12 zu geleitete Druckluft.Without pressurized air, the underside of the rotating plate 3 rests on the upper side of the base plate 2 . When using compressed air, the rotary plate 3 assumes its position shown in the figure: The air flowing out through the air outlet openings 9 creates a pressure air cushion which slightly raises the rotary plate 3 parallel to the base plate 2 in the vertical z-direction, where by a small air gap 14 is formed. Due to the hermetically closed base plate 2 2 builds up in the hollow space of the base plate, an overpressure on that acts on the ge entire underside of the rotary plate 3 and compensates the wheel load of the property on the top of the rotating plate 3 on-vehicle wheel. About the small evenly along the circumference of the rotary plate 3 air gap 14 escapes to a small extent via the air connection line 12 to be directed compressed air.

Für die Bewegung der Drehplatte 3 in horizontaler Rich tung x und/oder y sind lediglich die Reibkräfte in der Führungseinrichtung 5 zu überwinden. Die Drehplatte 3 ist in jeder Stellung der Führungseinrichtung 5 um ihre Drehachse 15 frei drehbar; die Winkelstellung der Dreh platte 3 wird hierbei vom Drehwinkelgeber 6 erfaßt und das Signal über eine nicht dargestellte elektrische Ver bindungsleitung an ein elektronisches Achsmeßgerät wei tergeleitet.For the movement of the rotary plate 3 in the horizontal direction Rich x and / or y only the frictional forces in the guide device 5 are to be overcome. The rotating plate 3 is freely rotatable about its axis of rotation 15 in each position of the guide device 5 ; the angular position of the rotary plate 3 is detected by the rotary encoder 6 and the signal via an electrical connection line, not shown, to an electronic wheel aligner.

Der horizontale Verschiebeweg der Drehplatte 3 ist derart zu begrenzen, daß auch bei maximaler Exzentrizität noch eine ausreichende Überdeckung ü zwischen Drehplatte 3 und Grundplatte 2 gegeben ist. Die Luftaustrittsöffnungen 9 konzentrieren sich hierbei hauptsächlich auf den kreis ringförmigen Bereich an der Drehplatte 3, der in jedem Fall mit der Grundplatte 2 in Überdeckung steht.The horizontal displacement of the rotary plate 3 is to be limited in such a way that there is sufficient overlap u between the rotary plate 3 and the base plate 2 even with maximum eccentricity. The air outlet openings 9 focus mainly on the circular area on the rotary plate 3 , which is in each case in register with the base plate 2 .

Abweichend von der Darstellung in der Figur ist es ebenso möglich, anstelle des Hohlraumes 10 in der Drehplatte 3 sacklochartige Luftaustrittsöffnungen vorzusehen, die über senkrecht zu den Sacklöchern verlaufende Kanäle mit einer oder mehreren Lufteintrittsöffnungen 11 verbunden sind.Deviating from the illustration in the figure, it is also possible to provide blind-hole-like air outlet openings instead of the cavity 10 in the rotary plate 3 , which are connected to one or more air inlet openings 11 via channels running perpendicular to the blind holes.

Claims

1. rotary base for wheel aligners, with a horizon tal base plate and a steerable vehicle wheel receiving disc-shaped rotary plate, which is rotatable relative to the base plate and displaceable in the horizontal direction by means of a guide device, with a rotary encoder for detecting the angular position of the rotary plate, characterized that the rotating plate (3) in the vertical direction via a compressed air cushion ge supported genüber the base plate (2), openings, the rotating plate (3) at least in the region of the overlap (ü) to the base plate (2) on its underside the air outlet (9) has and the base plate ( 2 ) with the exception of an opening ( 7 ) for the implementation of a rotary shaft ( 4 ) is an airtight closed hollow body.

2. rotary base for wheel aligners according to claim 1, characterized in that the Luftaustrittsöffnun gene ( 9 ) with at least one on the end face of the rotary plate ( 3 ) arranged air inlet opening ( 11 ) are connected.

3. rotary base for wheel aligners according to claim 1 and / or claim 2, characterized in that the air outlet openings gene ( 9 ) are distributed unevenly over the surface of the rotary plate ( 3 ) and / or have different diameters.