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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen
des Radstandes eines Fahrzeuges in einer Fertigungs-Linie.
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Ein
Radstand eines Fahrzeuges, beispielsweise als Vorspur- und Sturz-Winkel
ausgedrückt,
ist ein wichtiger Faktor, welcher die Gerade-Linie-Stabilität, Seitenführungs-Charakteristiken
und Lenk-Charakteristiken des Fahrzeuges beeinflusst. Der Radstand-Vorspur-Aspekt
wird nun auf der Basis der hierin enthaltenen 20A bis einschließlich 20C erklärt werden.
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Vorspur
betrifft ein Inwärts-Neigen
des Vorderteils eines Rades 200, wie in 20B gezeigt, oder das Ausmaß dieses Inwärts-Neigens
von dem in 20A gezeigten Zustand aus, in
welchem das Rad 200 in die Vorwärts-Richtung des Fahrzeuges weist.
Diese Vorspur wird im Allgemeinen mittels statischem Messen des
Neigungs-Winkels (dieser Neigungs-Winkel wird der Vorspur-Winkel
genannt) θ des
Rades 200 ermittelt. Eine Vorrichtung, welche diese Art
von Mess-Verfahren verwendet, ist beispielsweise in der Japanischen
Patentanmeldung Nr. JP-A-60 001 509, "Vehicle Wheel Inclination Angle Measuring
Apparatus" [Deutsch: "Fahrzeug-Rad-Neigungs-Winkel-Mess-Vorrichtung"] offenbart. Bei
dieser Vorrichtung wird das Rad zwischen Detektions-Platten eingeschoben,
und Vorspur- und Sturz-Winkel werden mittels Detektieren von Versetzungen
dieser Detektions-Platten gegenüber
Referenz-Positionen mit einer Mehrzahl von Sensoren gemessen.
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Allerdings
werden mit dem in der Japanischen Patentanmeldung Nr. JP-A-60 001
509 offenbarten Mess-Verfahren die Neigungs-Winkel des Rades an einem Fahrzeug gemessen,
welches auf einer Fertigungs-Linie fertiggestellt worden ist, und
da das Messen gemeinsam mit anderen Prüfungen am Ende der Fertigungs-Linie
ausgeführt
wird, ist die Anzahl von zu prüfenden
Punkten groß,
und der Ablauf der Linie kann aufgehalten werden.
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Es
ist außerdem
notwendig, dass das Rad präzise
in der Mess-Position
zwischen den zwei Detektor-Platten positioniert wird, und die Messung zieht
sehr viel Arbeit nach sich.
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Wenn
ferner beispielsweise bei einem Rad, an welchem ein Reifen mit erhabenen
Buchstaben an seinen Seitenflächen
montiert ist, diese erhabenen Teile zwischen die zwei Detektions-Platten
geschoben werden, so tritt ein Fehler des Rad-Neigungs-Winkel-Mess-Ergebnisses
auf, und die Mess-Genauigkeit
leidet.
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Darüber hinaus
sind bei dieser Neigungs-Winkel-Mess-Vorrichtung zum Zwischenschieben des
Rades zwischen die zwei Detektions-Platten, jeweilige Aufenthalte
zum Stützen
jeder dieser Detektions-Platten und ein Verbindungs-Mechanismus
zum synchronen Bewegen der Detektions-Platten und so weiter notwendig,
es gibt eine große
Anzahl von Teilen, und die Vorrichtung selber ist kompliziert.
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In 20B kann ferner in Abhängigkeit von der Herstell-Genauigkeit einer
Radnabe, an welcher das Rad 200 montiert ist, und wenn
eine Rad-Welle die Radnabe drehbar trägt, bei Drehen des Rades 200 das
Rad 200 um die Position, bei welcher es um den Winkel θ geneigt
ist, von links nach rechts oszillieren. Diese Links- und Rechts-Oszillations-Winkel werden
als +α und –α bezeichnet.
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20C ist eine Grafik, welche die Veränderung
des Vorspur-Winkels
zeigt, welche auftritt, wenn das Rad 200 gedreht wird.
Die Vertikal-Achse zeigt den Vorspur-Winkel T und die Horizontal-Achse
zeigt die Zeit t. Gemäß diesem
Graph verändert
sich der Vorspur-Winkel T sinusförmig
mit der Zeit t, der Maximal-Wert des Vorspur-Winkels T beträgt θ + α, und sein
Minimal-Wert ist θ – α. Beispielsweise
wird in 20B, wenn die Neigung des Rades 200 bei
um einen Winkel (θ + α) gegenüber der
Fahrzeug-Vorwärts-Richtung
geneigtem Rad 200 statisch gemessen wird, ein Fehler von
Winkel α auftreten.
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Die
US-A-5 327 655 (auf welcher der Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche jeweils
basiert) beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen
des Sturz- und Vorspur-Winkels einer Nabe vor Befestigen des Rades
an einem Fahrzeug in einer Fertigungs-Linie für Fahrzeuge. Ein Bediener befestigt
den Ausrichtungs-Kopf einer Fahrzeug-Ausrichtungs-Vorrichtung an der
Nabe, wobei sich das Fahrzeug bezüglich der Ausrichtungs-Mess-Vorrichtung
in einer Bezugs-Position befindet. Kontakt-Tast-Sensoren an der
Fahrzeug-Ausrichtungs-Vorrichtung
bestimmen die vertikale und horizontale Neigung des Ausrichtungs-Kopfes,
und damit den Sturz- und Vorspur-Winkel
der Nabe.
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Es
ist daher ein erstes Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Messung
des Radstandes bereitzustellen, welches den Fluss einer Fertigungs-Linie
glätten, die
Messung vereinfachen und die Mess-Genauigkeit erhöhen kann.
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Es
ist ein zweites Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen
eines Radstandes mit einer reduzierten Anzahl von Teilen und einer
vereinfachten Konstruktion bereitzustellen.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Messung des
Radstandes bereit, umfassend den Schritt:
Rotieren einer Radnabe,
von welcher eine Mehrzahl von Naben-Bolzen zum Befestigen eines
Rades daran abstehen,
und gekennzeichnet durch die Schritte:
direktes
oder indirektes Messen von Versetzungen der Spitzen der Naben-Bolzen
mit wenigstens zwei in von den Naben-Bolzen entfernten Positionen angeordneten
Versetzung-Messvorrichtungen,
Berechnen
eines Neigungswinkels der Radnabe auf der Basis der mit den Versetzung-Messvorrichtungen gemessenen
Versetzungen, und
Messen des Radstandes, bevor ein Rad an die
Radnabe montiert wird, auf der Basis des berechneten Neigungswinkels
der Radnabe.
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Da
es mit dieser Erfindung möglich
ist, den Radstand auf diese Weise zu messen, bevor das Rad an die
Radnabe montiert wird, beispielsweise während das Fahrzeug sich entlang
einer Fertigungs-Linie bewegt, kann die Ausrichtung einer Mehrzahl
von Rädern
von den Fahrzeug-Seiten aus gemessen werden, ohne den Herstellungs-Ablauf des
Fahrzeuges anzuhalten, und die Produktivität des Herstellens der Fahrzeuge
kann verbessert werden. Da es außerdem nur beispielsweise um
Messen der Versetzungen von Naben-Bolzen geht, kann die Messung
einfach ausgeführt
werden, und eine Mess-Aufwand-Reduktion kann erreicht werden. Da die
Radnabe rotiert, während
die Versetzungen der Naben-Bolzen gemessen werden, können durch Streuung
in den Längen
der Naben-Bolzen verursachte Radnaben-Neigungs-Fehler ausgeglichen werden,
und die Radstand-Mess-Genauigkeit
kann verbessert werden.
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Die
Versetzungen der Spitzen der Naben-Bolzen können mittels Platzieren einer
Scheibe gegen die Spitzen der Naben-Bolzen und Drehen dieser Scheibe
zusammen mit der Radnabe und Messen von Versetzungen der Seitenfläche der Scheibe
indirekt gemessen werden. Da es in diesem Fall nur um Drücken einer
Scheibe gegen die Naben-Bolzen geht, kann die Messung leicht ausgeführt werden,
und eine Mess-Aufwand-Reduktion kann erreicht werden.
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In
einer speziellen Ausführungsform
eines Verfahrens gemäß der Erfindung
werden die Versetzungs-Mess-Vorrichtungen derart ausgeführt, dass sie
den Spitzen der Naben-Bolzen gegenüberstehen, und die Versetzungen
der Spitzen der Naben-Bolzen direkt
gemessen werden. Und weil es bei der Messung dann nur darum geht,
Verschiebungen der Spitzen der Naben-Bolzen direkt zu messen, kann die Messung
auf einfache Weise ausgeführt
werden, und eine Reduktion des Mess-Aufwandes kann erreicht werden.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Messen
eines Radstandes bevor ein Rad an eine Radnabe einer Fahrzeug-Karosserie montiert
wird bereit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst:
eine
gegen die Spitzen einer Mehrzahl von an der Radnabe angeordneten
Rad-Befestigungs-Naben-Bolzen zu drückende Scheibe,
eine Scheiben-Dreh-Vorrichtung
zum Drehen der Scheibe gemeinsam mit der Radnabe;
eine Mehrzahl
von Versetzung-Messvorrichtungen zum Messen von Versetzungen einer
Seitenfläche der
Scheibe während
des Drehens der Scheibe, und
eine Neigungswinkel-Berechnungs-Vorrichtung
zum Berechnen eines Neigungswinkels der Radnabe auf der Basis von
Versetzung-Signalen von den Versetzung-Messvorrichtungen.
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Da
die Vorrichtung gemäß dieses
Aspektes der Erfindung derart konstruiert ist, dass Messen von Versetzungen
einer Seitenfläche
einer Scheibe mit Versetzungs-Mess-Vorrichtungen erfolgt, ohne dass hierzu
ein Rad an die Radnabe montiert ist, kann die Konstruktion der Vorrichtung
einfach gemacht werden, und die Versetzungs-Mess-Vorrichtungen können frei
irgendwo entlang der Scheibe angeordnet sein.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Messen
eines Radstandes vor dem Montieren eines Rades an eine Radnabe einer
Fahrzeug-Karosserie bereit, umfassend:
eine Radnabe-Drehvorrichtung
zum Drehen der Radnabe,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung
ferner umfasst:
eine Mehrzahl von den Spitzen einer an der
Radnabe angeordneten Mehrzahl von Rad-Befestigungs-Naben-Bolzen
gegenüberliegend
angeordneten Versetzung-Messvorrichtungen zum Messen von Versetzungen
der Spitzen der Naben-Bolzen während
die Radnabe gedreht wird, und
eine Neigungswinkel-Berechnungs-Vorrichtung
zum Berechnen eines Neigungswinkels der Radnabe auf der Basis von
Versetzung-Signalen von den Versetzung-Messvorrichtungen.
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Da
diese Mess-Vorrichtung zum Messen des Radstandes ohne dass das Rad
an die Radnabe montiert ist, und darüber hinaus zum direkten Messen
von Versetzungen konstruiert ist, kann die Anzahl von Teilen der
Radstand-Mess-Vorrichtung reduziert werden, deren Konstruktion kann
vereinfacht werden und die Herstellungs-Kosten und Instandhaltungs-Kosten
der Vorrichtung zum Messen eines Radstandes können niedrig gehalten werden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun rein exemplarisch und unter Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
Ansicht ist, bei welcher ein Fahrzeug an einer Radstand-Mess-Vorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung angeordnet ist,
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2 eine
teilweise Schnitt-Ansicht der gleichen Radstand-Mess-Vorrichtung ist,
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3 eine
entlang Linie 3-3 in 2 genommene Schnitt-Ansicht ist,
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4 eine
Schnitt-Ansicht in der Richtung von Pfeil 4 in 2 ist,
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5 eine
Schnitt-Ansicht ist, welche 4 zugeordnet
ist, wobei ein Radstand-Mess-Teil und ein Radnaben-Teil getrennt
gezeigt sind,
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6 eine
Graphik zum Ermitteln von Mittelwerten von Amplituden eines Vorderseiten-Abstandes
und eines Hinterseiten-Abstandes ist,
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7A und 7B schematische
Ansichten zum Ermitteln der Vorspur sind,
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8 eine
zu 6 zugeordnete Graphik ist, welche ein Beispiel
des Verschiebens einer Versetzungs-Wellenform einer rotierenden
Scheibe zeigt,
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9 eine
zu 8 zugeordnete Graphik ist, welche ein Beispiel
zeigt, wobei die Versetzungs-Wellenform verschoben worden ist, und
anschließend
zu ihrem Ursprungs-Niveau zurückgekehrt
ist,
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10 ein
Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der in 2 gezeigten
Radstand-Mess-Vorrichtung zeigt,
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11 ein
Flussdiagramm ist, welches eine Fortsetzung des in 10 gezeigten
Flussdiagramms ist,
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12A bis einschließlich 12C Ansichten
sind, welche eine Beziehung zwischen der Scheiben-Winkel-Position
und Vorderseiten- und Hinterseiten-Abständen zeigen,
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13 eine
Seitenansicht einer Radstand-Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist,
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14 eine
Schnitt-Ansicht entlang der Linie 14-14 in 13 ist,
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15A eine Ansicht in der Richtung des Pfeils 15 in 13 ist,
und 15B eine Ansicht ist, welche
eine Positions-Beziehung
zwischen einem Naben-Bolzen und einem Versetzungs-Sensor zeigt,
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16 eine
Graphik ist, welche Abstände zwischen
in 15A gezeigten Naben-Bolzen und Versetzungs-Sensoren
zeigt,
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17 eine
schematische Ansicht zum Ermitteln eines Neigung-Winkels aus aus 16 ermittelten
mittleren Abständen
ist,
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18 eine
Graphik ist, welche Verschieben der Abstände in 16 zeigt,
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19 eine Graphik ist, welche Veränderungen
von Vorderseiten- und Hinterseiten-Abständen und die Differenz zwischen
diesen Abständen
in Abhängigkeit
von der Winkel-Position
der Radnabe zeigt,
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20 eine Ansicht ist, welche die gewöhnliche
Vorspur in der fachverwandten Technik zeigt.
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Eine
Anzahl von Ausführungsformen
der Erfindung werden nun im Detail unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
eine Radstand-Mess-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, welche bei einer Fahrzeug-Fertigungs-Linie installiert ist.
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Ein
Fahrzeug 10 weist auf: eine Karosserie 11, einen
am Boden dieser Karosserie 11 montierten, und sich in der
Breiten-Richtung
des Fahrzeuges erstreckenden Unter-Rahmen 12 und ein Paar
an der Karosserie 11 und dem Unter-Rahmen 12 montierten Federungs-Baugruppen 13, 14.
Das Fahrzeug 10 hängt
an einer bewegbar an einer Transport-Schiene 16 einer Fertigungs-Linie
montierten Hänge-Vorrichtung 17.
Die Bezugszeichen 17a bezeichnen Hänge-Vorrichtungs-Enden und 17b Trage-Platten,
welche an den Hänge-Vorrichtungs-Enden 17a, 17a zum Tragen
des Bodens der Karosserie 11 montiert sind.
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Die
Federungs-Baugruppe 13 besteht aus mehreren Federungs-Armen 21, 22, 23, 24,
welche sich von dem Unter-Rahmen 12 aus auswärts und auf-und-ab
bewegbar erstrecken, einem an den Enden der Federungs-Arme 21, 22, 23, 24 montierten Gelenk 25,
einer an diesem Gelenk 25 drehbar montierten Radnabe (nicht
gezeigt, wird später
weiter beschrieben) und einem Federbein 26, welches sich zwischen
dem Gelenk 25 und der Karosserie 11 erstreckt.
Das Bezugszeichen 27 bezeichnet eine an dem Gelenk 25 befestigte
Trommelbremse. Die Federungs-Baugruppe 14 ist bezogen auf
die Karosserie 11 und den Unter-Rahmen 12 links-rechts-symmetrisch
zu der Federungs-Baugruppe 13 konstruiert, und wird hier
nicht im Detail beschrieben.
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Eine
Radstand-Mess-Vorrichtung 30 besteht aus einem auf einem
Boden unterhalb der Transport-Schiene 16 angeordneten Basis-Teil 31,
einem an diesem Basis-Teil 31 befestigten Sockel 32,
einem an diesem Sockel 32 mittels einer Schiene 33 in
der Richtung der Breite des Fahrzeuges 10 bewegbar befestigten
Ausrichtungs-Mess-Teil 34, und einem an dem Basis-Teil 31 befestigten
Federungs-Positionier-Mechanismus 35 zum Positionieren
der Federungs-Baugruppe 13 in einem vorbestimmten Zustand
zur Radstand-Messung.
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Der
Federungs-Positionier-Mechanismus 35 besteht aus einer
ersten Zylinder-Vorrichtung 37 zum Hochschieben der Federungs-Baugruppe 13 und
einer zweiten Zylinder-Vorrichtung 38 zum Herunterziehen
des Unter-Rahmens 12.
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Die
erste Zylinder-Vorrichtung 37 besteht aus einem Zylinder 41,
einer an einem in diesem Zylinder 41 bewegbar eingefügten Kolben
(nicht gezeigt) montierten Kolben-Stange 42, und einem
an dem Ende der Kolben-Stange 42 montierten Federungs-Trage-Teil 43 zum
Tragen beispielsweise des Gelenks 25 der Federungs-Baugruppe 13.
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Die
zweite Zylinder-Vorrichtung 38 besteht aus einem Zylinder 45,
einer an einem in diesem Zylinder 45 bewegbar eingefügten Kolben
(nicht gezeigt) montierten Kolben-Stange 46, einer sich
von dem Ende des Kolben-Stange 46 zu der Seite des Unter-Rahmens 12 erstreckenden
Kette 47 und einem Haken 48, welcher an dieses
Ende der Kette 47 montiert ist und an dem Unter-Rahmen 12 eingehakt ist.
Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Leit-Zieh-Vorrichtung
zum Leiten der Kette 47.
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2 ist
eine teilweise seitliche Schnitt-Ansicht des Ausrichtungs-Mess-Teiles 34 der
Radstand-Mess-Vorrichtung 30. Das Ausrichtungs-Teil 34 wird
an die Federungs-Baugruppe 13 angesetzt, und misst den
Radstand.
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Mittels
Lagern 54 trägt
die Federungs-Baugruppe 13 drehbar eine Radnabe 55 an
einer an dem Gelenk 25 befestigten Rad-Welle 53, und an dieser Radnabe 55 sind
eine Mehrzahl von Naben-Bolzen 56 zum Montieren eines Rades
bereitgestellt. Die Bezugszeichen 57 beziehungsweise 58 bezeichnen eine
Rück-Platte und eine Bremstrommel,
welche eine Trommelbremse 27 bilden. Das Bezugszeichen 59 bezeichnet
eine Mutter, welche die Radnabe 55 an der Rad-Welle 53 befestigt.
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Das
Ausrichtungs-Mess-Teil 34 weist einen im Querschnitt L-förmigen Basis-Teil 61 auf.
Ein elektrischer Motor 62 ist an diesem Basis-Teil 61 befestigt.
Die Abtriebs-Welle 63 dieses elektrischen Motors 62 ist
mittels einer Kupplung 64 mit einer Welle 66 verbunden.
Die Welle 66 ist von dem Basis-Teil 61 durch Lager 65 drehbar
getragen. Ein Radnabe-Antriebs-Element 67 zum Drehen der
Radnabe 55 an der Federungs-Baugruppe 13 ist an
das Ende der Welle 66 montiert. Eine Scheibe 71 ist
mittels einer Hülse 68 und
eines Gummi-Teils 69 an der Welle 66 montiert.
An dem Radnabe-Antriebs-Element 67 sind Andruck-Mechanismen 72 befestigt,
um die Scheibe 71 so zu drücken, dass eine Seitenfläche der
Scheibe 71 einen Kontakt mit den Spitzen der Naben-Bolzen 56 herstellt.
Ein Vorderseite-Versetzungs-Sensor 73 und
ein Hinterseite-Versetzungs-Sensor 74, gezeigt in 4,
welche als Versetzungs-Mess-Vorrichtungen
dienen, sind an dem Basis-Teil 61 befestigt. Diese Versetzungs-Sensoren 73, 74 detektieren
Versetzungen an der Seitenfläche
der Scheibe 71, welche auftreten, wenn die Scheibe 71 rotiert.
Eine Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75, welche als eine
Neigungswinkel-Berechnungs-Vorrichtung dient, berechnet auf der
Basis von Versetzungs-Signalen von den Versetzungs-Sensoren 73, 74 einen Radstand,
und speichert das Berechnungs-Ergebnis. Eine Eingabe-Vorrichtung 76 gibt
Daten in die Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 ein.
Das Bezugszeichen 77 bezeichnet eine Zeitgebe-Vorrichtung.
Das Bezugszeichen 78 bezeichnet einen Geschwindigkeits-Detektions-Sensor zum Detektieren der
Geschwindigkeit der Ausgabe-Welle 63 des elektrischen Motors 62 und
zum Zuführen
eines zugehörigen
Geschwindigkeits-Signals zu der Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75.
Das in der Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 ermittelte Berechnungs-Ergebnis
wird auf einer Anzeige 81 dargestellt.
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Das
Bezugszeichen 83 bezeichnet eine Ausrichtungs-Mess-Teil-Bewegungs-Vorrichtung,
welche einen dritten Zylinder 84 aufweist, um das Ausrichtungs-Mess-Teil 34 in
der Links-Rechts-Richtung
der Figur zu bewegen.
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Die
Andruck-Mechanismen 72 bestehen jeweils aus einem Gehäuse 85,
einem Scheibe-Andruck-Element 86, welches innerhalb dieses
Gehäuses 85 drehbar
montiert ist, und dessen Ende durch ein in dem Boden des Gehäuses 85 bereitgestelltes Loch
vorsteht, einer Feder 87, welche das Scheibe-Andruck-Element 86 gegen
die Scheibe 71 drückt,
und einem Kappen-Element 88 zum Abstützen eines Basis-Endes dieser
Feder 87 und zum Fixieren des Andruck-Mechanismus 72 an
dem Radnabe-Antriebs-Element 67 durch Schrauben auf ein
an dem Gehäuse 85 bereitgestelltes
männliches
Gewinde.
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Der
Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 und der Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 sind Sensoren
vom Nicht-Kontakt-Typ, welche Licht, Schallwellen oder elektromagnetische
Wellen verwenden.
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Das
Basis-Teil 61, der elektrische Motor 62, der Abtriebs-Welle 63 die
Kupplung 64, die Lager 65, die Welle 66 und
das Radnabe-Antriebs-Element 67 bilden einen Scheibe-Dreh-Mechanismus 89 zum Drehen
der Scheibe 71.
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen: das Radnabe-Antriebs-Element 67 besteht
aus einem Wulst-Teil 91, einer Mehrzahl von Speichen-Teilen 92,
welche sich radial von diesem Wulst-Teil 91 aus erstrecken,
und einem Umfangs-Teil 93, welches die Enden dieser Speichen-Teile 92 verbindet.
Mittels der Speichen-Teile 92, welche gegen die Seiten
der Naben-Bolzen 56 stoßen, wird die Drehung des Radnabe-Antriebs-Elementes 67 auf
die in 2 gezeigte Radnabe 55 übertragen.
Die Versetzungs-Sensoren 73, 74 sind beide auf
der gleichen Horizontal-Linie 95 angeordnet.
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Wenn
bei Neigen der Scheibe 71 gegenüber der Längs-Richtungs-Achse des Fahrzeuges,
wie in 4 gezeigt, der Abstand von dem Vorderseite-Versetzungs-Sensor 73 zu
der Seitenfläche
der Scheibe 71 als Lf bezeichnet wird, und der Abstand von
dem Rückseite-Versetzungs-Sensor 74 zu
der Seitenfläche
der Scheibe 71 als Lr bezeichnet wird, und der Abstand
zwischen dem Vorderseite-Versetzungs-Sensor 73 und dem
Rückseite-Versetzungs-Sensor 74 als
DS bezeichnet wird, dann kann der Neigungswinkel θ der Radnabe 55 bezüglich der Fahrzeug-Längs-Richtung (welcher
Winkel θ der
Vorspur-Winkel des Rades wird, wenn ein Rad anschließend montiert
wird) mittels Messen der Abstände
Lf und Lr bei Drehen der Scheibe 71 ermittelt werden (dies
wird später
im Detail diskutiert werden).
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5 zeigt
das Ausrichtungs-Mess-Teil der in 4 gezeigten
Radstand-Mess-Vorrichtung von der Federung getrennt. Wenn das Ausrichtungs-Mess-Teil 34 von
dem in 1 gezeigten Fahrzeug 10 mittels der in 2 gezeigten
Ausrichtungs-Mess-Teil-Bewegungs-Vorrichtung 83 weg bewegt
wird, wird die Scheibe 71, welche an die Naben-Bolzen 56 angestoßen ist,
von dem Andruck-Mechanismus 72 gedrückt, und bewegt sich in der
Figur nach links, bis die Hülse 68 und
das Gummi-Teil 69 an den Bolzen-Teil 91 des Radnabe-Antriebs-Elementes 67 anstoßen. Als
ein Ergebnis des Montierens, mittels die Hülse 68 und des Gummi-Teils 69,
an die Welle 66, kann sich die Scheibe 71 frei
gegenüber
der Welle 66 neigen, wie in 4 gezeigt,
und kann sich durch Gleiten entlang der Welle 66 frei in
der Axial-Richtung der Welle 66 bewegen, wie in 5 gezeigt.
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Und
da die Hülse 68 im
Zentrum der Scheibe 71 bereitgestellt ist, bezugnehmend
auf 2, kann sich die Scheibe 71 ungestört gemeinsam
mit der Radnabe 55 drehen, wenn beispielsweise der elektrische
Motor 62 angehalten worden ist, und sich die Radnabe 55 mittels
Trägheit
bewegt, und es tritt keine Abweichung in der Winkel-Position der
Scheibe 71 bezüglich
der Radnabe 55 in der Rotations-Richtung auf.
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Wenn
ferner, gemäß 5,
bei der Seitenfläche 71a der
Scheibe 71 an der Seite des Andruck-Mechanismus 72 die
Oberflächen-Rauhigkeit erniedrigt
wird, und sie beschichtet und hochglanzpoliert wird, und wenn bei
der Seitenfläche 71b der Scheibe 71,
welche gegen die Naben-Bolzen 56 stößt, die Oberflächen-Rauhigkeit
erhöht
wird, oder wenn sie in einer solchen Weise bearbeitet wird, dass sie
nicht-gleitend gemacht wird, kann ferner verhindert werden, dass
die Winkel-Positionen
der Radnabe 55 und der Scheibe 71 abweichen, wenn
der elektrische Motor 62 angehalten wird.
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Es
wird nun ein mit der oben beschriebenen Ausrichtungs-Mess-Vorrichtung 30 verwendetes Radstand-Mess-Verfahren
erklärt
werden.
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Zuerst
wird gegenüber
einem Fahrzeug 10, welches auf der Fertigungs-Linie ankommt,
wie in 1 gezeigt, das Ausrichtungs-Mess-Teil 34 mit
der Ausrichtungs-Mess-Teil-Bewegungs-Vorrichtung 83 bewegt
und an die Federungs-Baugruppe 13 des Fahrzeuges 10 angesetzt,
wie in 2 gezeigt.
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Dann
wird die erste Zylinder-Vorrichtung 37 des Federungs-Positionier-Mechanismus 35 zum Tragen
des Bodens des Gelenks 25 mit dem Federungs-Trage-Teil 43 betätigt, und
die zweite Zylinder-Vorrichtung 38 wird zum Herunterziehen
des Unter-Rahmens 12 und
der Karosserie 11 betätigt,
um die Federungs-Baugruppe 13 in
den gleichen Zustand zu versetzen, wie ihren Zustand, wenn an das Fahrzeug
Räder montiert
wären,
und es auf einer Grundfläche
geparkt wäre
(ein Zustand, bei welchem die Gelenk-Enden 25 der Federungs-Arme 21, 22, 23 und 24 abwärts geschwungen
sind, und die Federbeine 26 komprimiert sind).
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Dann
wird der in 2 gezeigte elektrische Motor 62 betätigt, wobei
die Scheibe 71, wie in 4 gezeigt,
gegen die Naben-Bolzen stößt. Eine
Drehung der Abtriebs-Welle 63 des elektrischen Motors 62 wird
durch die Welle 66 und das Radnabe-Antriebs-Element 67 auf
die Naben-Bolzen 56, die Radnabe 55 und die Scheibe 71 übertragen,
und die Naben-Bolzen 56 und die Scheibe drehen sich gemeinsam.
Konsequenter Weise, bezugnehmend auf 4, ändert sich
der von dem Vorderseite-Versetzungs-Sensor 73 detektierte
Abstand Lf und der von dem Rückseite-Versetzungs-Sensor 74 detektierte Abstand
Lr kontinuierlich.
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6 ist
eine Graphik, welche das von einer Radstand-Mess-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
verwendete Radstand-Mess-Verfahren erläutert, und welche die Veränderung
des Vorderseiten-Abstandes Lf und des Hinterseiten-Abstandes Lr zeigt.
Die Vertikal-Achse der Graphik zeigt den Vorderseiten-Abstand Lf
und den Hinterseiten-Abstand Lr, und die Horizontal-Achse zeigt
die Zeit. Die Kurven in der Graphik sind stetige Daten des Vorderseiten-Abstandes
Lf und des Hinterseiten-Abstandes Lr, und die Punkte auf diesen
Kurven sind tatsächliche Mess-Punkte
mit Zeit-Intervallen dt. Diese Zeit-Intervalle dt können je
nach Anforderungen kurz oder lang gesetzt werden.
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Wenn
man eine Periode von einer Zeit t0 zu einer Zeit tm betrachtet, über welche
die Scheibe sich um eine Umdrehung dreht, wenn der Vorderseiten-Abstand
Lf am Endpunkt tm der Periode der gleiche ist, der er am Start-Punkt
t0 war (hier wird darunter, dass der Abstand 'gleich' ist in jedem Punkt verstanden, dass
die Differenz zwischen dem Abstand am Start-Punkt und dem Abstand am End-Punkt innerhalb
eines vorbestimmten Wertes liegt, was später detaillierter diskutiert
werden wird), und wenn der Hinterseiten-Abstand Lr zu der Zeit t0
und der Zeit tm der gleiche ist, wie der Zentral-Wert der Amplitude Vwf
des Vorderseiten-Abstandes Lf über
die Periode, beispielsweise der Mittelwert m des Maximal-Wertes fmax und des
Minimal-Wertes fmin oder der Mittelwert m der Daten von den acht
aufeinanderfolgenden Mess-Punkten in der Periode (in dieser Ausführungsform
und in der anderen Ausführungsform,
welche folgt, wird zur Vereinfachung die Messpunkt-Anzahl als acht
angenommen, allerdings kann die Messpunkt-Anzahl gemäß Anforderungen
verändert
werden) wird ermittelt, und in ähnlicher
Weise wird als der Zentral-Wert der Amplitude Vwr des Hinterseiten-Abstandes
Lr über
die Periode beispielsweise der Mittelwert n des Maximal-Wertes rmax
und des Minimal-Wertes rmin ermittelt, oder der Mittelwert n der
acht aufeinanderfolgenden Mess-Punkte in der Periode ermittelt.
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7A und 7B sind
Betriebs-Ansichten zum Ermitteln eines Vorspur-Winkels θ.
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Wenn
in 7A der Abstand DS zwischen dem Vorderseite-Versetzungs-Sensor 73 und
dem Rückseite-Versetzungs-Sensor 74,
welche in 4 gezeigt sind, und die Differenz
(m – n)
zwischen dem Mittelwert m und dem Mittelwert n, welche in 6 ermittelt
werden, als die Längen
von den zwei senkrechten Seiten eines rechteckigen Dreiecks aufgefasst
werden, kann der Neigungswinkel θ als
der Winkel, welcher tan θ =
(m – n)/DS
erfüllt,
berechnet werden. Das heißt,
dieser Neigungswinkel θ ist
der Neigungswinkel der in 4 gezeigten
Scheibe 71, und ist der Neigungswinkel der Radnabe 55.
-
Wie
in 7B gezeigt, ist dieser Neigungswinkel θ der Vorspur-Winkel
des linken und rechten Rades 101 und 102, und, wenn
die Räder 101, 102 um
diesen Vorspur-Winkel θ innwärts geneigt
sind, wenn der Abstand zwischen den Zentren der Vorderteile der
Räder 101, 102 als a bezeichnet wird, und wenn
der Abstand zwischen den Zentren der Hinterteile der Räder 101, 102 als
b bezeichnet wird, dann ist (b – a)
die Vorspur.
-
8 ist
der in 6 gezeigten Grafik zugeordnet. Die Punkte auf
den in diesem Graph gezeigten Kurven sind tatsächliche Messpunkte, und diese Mess-Punkte
werden mittels gleichzeitigem Messen des Vorderseiten-Abstandes
Lf und des Hinterseiten-Abstandes Lr ermittelt.
-
Für den Vorderseiten-Abstand
Lf wird ein Messpunkt zur Zeit t0 Messpunkt m1 genannt und Messungen
werden mit Zeit-Intervallen dt von diesem Messpunkt m1 aus durchgeführt. Dieses
Zeit-Intervall dt
wird mit der in 2 gezeigten Eingabe-Vorrichtung 76 eingegeben.
-
Beispielsweise
wird vorgeschlagen, dass zu einer Zeit ta nach der Messung bei einem
Messpunkt m(n – 1)
die Scheibe durch eine äußere Kraft
verschoben wird und sich danach der Vorderseiten-Abstand Lf um δ1 zur negativen Seite verändert hat.
Als ein Ergebnis hiervon ist der Messpunkt, welcher auf den Messpunkt
m(n – 1)
folgt, nicht der Messpunkt k auf der mit einer gepunkteten Linie
bezeichneten Kurve, sondern wird stattdessen der Messpunkt mit auf
der um δ1
zur negativen Seite verschobenen Kurve, welche mit einer durchgezogenen
Linie angegeben ist. Und wenn der Vorderseiten-Abstand Lf an dem
Messpunkt p1, bei welchem sich die Scheibe seit dem Messpunkt m1
um eine Umdrehung gedreht hat, gemessen worden ist, werden der Vorderseiten-Abstand
b0 an dem Messpunkt m1 und der Vorderseiten-Abstand b1 an dem Messpunkt
p1 verglichen. Das heißt,
die Differenz zwischen dem Vorderseiten-Abstand b0 an dem Startpunkt
der Periode 1 und dem Vorderseiten-Abstand b1 an dem Endpunkt wird
berechnet.
-
Wenn
die Differenz (b1 – b0)
zwischen dem Vorderseiten-Abstand b0 an dem Startpunkt und demjenigen
an dem Endpunkt sich innerhalb eines gesetzten Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereiches
befindet, wird bestimmt, dass der Startpunkt-Vorderseiten-Abstand
b0 und der Endpunkt-Vorderseiten-Abstand
b1 übereinstimmen (gleich
sind) und die Messung wird beendet. Wenn sich der Abstand (b1 – b0) außerhalb
des Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereiches befindet,
wird die Messung fortgesetzt.
-
Hier
wird ein Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Wert
als Vst bezeichnet, und der Abstand-Übereinstimmungs-Bereich wird
als (–Vst
bis +Vst) angesetzt. Hier wird angenommen, dass die Differenz (b1 – b0) außerhalb
des Abstand-Übereinstimmungs-Bereiches (–Vst bis
+Vst) liegt, das heißt
|b1 – b0| > Vst, und die Messung
wird fortgesetzt.
-
Als
nächstes
wird zur Zeit des Mess-Punktes p2 festgestellt, ob die Differenz
(b3 – b2)
zwischen dem Vorderseiten-Abstand b2 bei dem Messpunkt m2 und dem
Vorderseiten-Abstand b3 bei dem Messpunkt p2 von einer Periode 2,
während
welcher das Rad sich um eine Umdrehung dreht, innerhalb des Abstand-Übereinstimmungs-Bereiches (–Vst bis +Vst)
liegt. Da sich in dieser Periode 2 der Messpunkt m2 auf der Vor-Verschieben-Kurve, und sich der Messpunkt
p2 auf der Nach-Verschieben-Kurve
befindet, ist |b3 – b2| > Vst und die Messung
wird weiter fortgesetzt. Außerdem
ist in Periode 3 |b5 – b4| > Vst und die Messung
wird weiter fortgesetzt.
-
Wenn
die Messung weiter fortgesetzt wird und wenn unmittelbar nach dem
Verschieben der Scheibe um δ1
die Periode n, deren Start-Punkt der Messpunkt mit ist, und deren
Endpunkt der Messpunkt pn ist, erreicht ist, wird die Messung beendet, da
beide Messpunkte mit und pn Punkte auf der Nach-Scheibe- Verschieben-Kurve
sind, und von dem Vorderseiten-Abstand b6 bei dem Messpunkt mit
und dem Vorderseiten-Abstand b6 bei dem Messpunkt pn die Beziehung –Vst ≤ (b6 – b6) ≤ Vst, das
heißt
|b6 – b6| ≤ Vst (das
heißt
0 ≤ Vst)
erfüllt
wird. Dementsprechend wird die Differenz Vwf zwischen dem maximalen
Vorderseiten-Abstand b5 und dem minimalen Vorderseiten-Abstand b7
in der Periode n die Amplitude des Vorderseiten-Abstandes Lf.
-
Als
den Zentral-Wert der Amplitude Vwf wird entweder der Mittelwert
av1 des maximalen Vorderseiten-Abstandes b5 und des minimalen Vorderseiten-Abstandes
b7 als av1 = (b5 – b7)/2
ermittelt, oder der Mittelwert av2 der acht aufeinanderfolgenden Punkte
zwischen dem Messpunkt mit und dem Messpunkt pn in der Periode n
(das heißt,
acht Punkte von den neun Punkten in der Periode n, unter Ausschluss
entweder des Startpunktes mit oder des Endpunktes pn) wird als av2
= (b6 + b7 + b6 + b1 + b3 + b5 + b3 + b1)/8 ermittelt. Hier ist
av1 = av2 = b1. Die Anzahl zum Ermitteln des Mittelwertes verwendeter aufeinanderfolgender
Messpunkte muss nicht acht betragen und kann je nach Anforderungen
verändert werden.
-
Und
auch für
den Hinterseiten-Abstand Lr wird der Mittelwert des Hinterseiten-Abstandes
Lr, wenn beispielsweise zur Zeit ta, nach dem Messen des Messpunktes
m(n – 1),
sich die Scheibe unter einer äußeren Kraft
verschiebt, und der Hinterseiten-Abstand
Lr sich um δ2
zu der positiven Seite verschiebt, in der gleichen Weise ermittelt.
Auf die dazwischen liegende Erklärung
wird verzichtet, aber das Ergebnis ist, dass die Differenz Vwr zwischen dem
maximalen Hinterseiten-Abstand c7 und dem minimalen Vorderseiten-Abstand
c5 die Amplitude des Hinterseiten-Abstandes Lr wird. Dementsprechend
wird als der Zentral-Wert der Amplitude Vwr entweder der Mittelwert
av3 des maximalen Hinterseiten-Abstandes c7 und des minimalen Hinterseiten-Abstandes
c5 als av3 = (c7 – c5)/2
ermittelt, oder der Mittelwert av4 von acht aufeinanderfolgenden Punkten zwischen
dem Messpunkt mit und dem Messpunkt pn in der Periode n wird als
av4 = (c6 + c7 + c6 + c1 + c3 + c5 + c3 + c1)/8 ermittelt. Hier
ist av3 = av4 = c1.
-
Aus
dem Mittelwert b1 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Mittelwert
c1 des Hinterseiten-Abstandes Lr, wie sie oben ermittelt worden
sind, kann der Neigungswinkel θ und
Vorspur (b – a)
bestimmt werden, wie in 7A und 7B gezeigt.
-
Wenn
entweder die Differenz zwischen dem Vorderseiten-Abstand Lf an dem
Startpunkt und dem Vorderseiten-Abstand Lf an dem Endpunkt oder
die Differenz zwischen dem Hinterseiten-Abstand Lr an dem Startpunkt
und dem Hinterseiten-Abstand Lr an dem Endpunkt nicht in den Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereich (–Vst bis
+Vst) fällt, wird
die Messung beendet, wenn eine mit der in 2 gezeigten
Eingabe-Vorrichtung 76 eingegebene gesetzte Mess-Zeit Mt
(welche später
weiter diskutiert werden wird) überschritten
ist.
-
Bezugnehmend
auf den Graph von 9 wird nun vorgeschlagen, dass
beim Messen des Vorderseiten-Abstandes Lf, beispielsweise zu einer
Zeit t1 nach der Messung am Messpunkt m2, die in 4 gezeigte
Scheibe 71 sich unter einer äußeren Kraft verschiebt, und
dass sich danach der Vorderseiten-Abstand Lf um δ1 zu der negativen Seite verschoben
hat. Und als Ergebnis hiervon wird der Messpunkt, welcher auf den
Messpunkt m2 folgt, ein Messpunkt r3 auf der um δ1 zu der negativen Seite verschobenen
Kurve, welche mit einer durchgezogenen Linie gezeigt ist. Anschließend wird
die Messung auf dieser mit einer durchgezogenen Linie gezeigten, um δ1 zu der
negativen Seite verschobenen Kurve fortgesetzt. Wenn allerdings
beispielsweise zu einer Zeit t2 nachdem eine Messung an dem Messpunkt r(n – 1) durchgeführt worden
ist, die verschobene Scheibe zu ihrer Original-Position zurückkehrt,
wird der auf den Messpunkt r(n – 1)
folgende Messpunkt der Messpunkt mit auf der Original-Kurve, welche
an diesem Punkt ebenfalls mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet
ist, welche sich um δ1
zu der positiven Seite von der verschobenen Kurve befindet.
-
In
der Periode 1 von dem Messpunkt m1 zu dem Messpunkt m(n + α), in welcher
sich die Scheibe von Vorderseiten-Abstand Lf = b0 bei dem Messpunkt
m1 und Vorderseiten-Abstand Lf = b0 bei dem Messpunkt m(n + α) um eine
Umdrehung dreht, ist die Differenz zwischen diesen Werten von Vorderseiten-Abstand
Lf Null, und fällt,
wie mit Bezug auf 8 beschrieben worden ist, in
den Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereich
(–Vst
bis +Vst). Dementsprechend wird, gerade mit der oben mit Bezug zu 8 erklärten Verarbeitung,
der Abstand V1 zwischen dem maximalen Vorderseiten-Abstand b8 und
dem minimalen Vorderseiten-Abstand b9 als die Amplitude bestimmt,
und konsequenter Weise ist es nicht möglich, den Zentral-Wert des
Vorderseiten-Abstandes Lf korrekt zu bestimmen.
-
Um
dies zu vermeiden, speichert die in 2 gezeigte
Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75, wenn die Messungen
bei den Mess-Punkten m1 und m2 gemacht worden sind, die jeweiligen
Zeiten t und Vorderseiten-Abstände
Lf dieser Messpunkte m1, m2 und berechnet aus diesen Daten einen
als nächsten
Messpunkt erwarteten Messpunkt m3.
-
Dann
bestimmt sie, ob die Differenz (b11 – b10) zwischen dem Vorderseiten-Abstand
b10 dieses Messpunktes m3 und dem an dem Messpunkt r3 tatsächlich gemessenen
Vorderseiten-Abstand b11 innerhalb eines Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) liegt oder nicht, das heißt, ob die Scheibe in ungewöhnlicher
Weise versetzt worden ist oder nicht. Hierbei ist Cst ein Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Wert.
Wenn die Differenz (b11 – b10)
außerhalb
des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) liegt, wird bestimmt, dass die Scheibe in ungewöhnlicher Weise
versetzt worden ist, und die Messung wird über eine Periode, welche den
Messpunkt r3 als ihren Startpunkt aufweist, ausgeführt.
-
Und
in ähnlicher
Weise wird danach aus den Daten zur Zeit t und dem Vorderseiten-Abstand
Lf jedes Messpunktes, an welchem eine Messung gemacht worden ist,
der Vorderseiten-Abstand Lf bei dem nächsten Messpunkt vorausgesagt,
und für
jede Messung wird bestimmt, ob die Differenz zwischen diesem Vorderseiten-Abstand Lf und dem
Vorderseiten-Abstand Lf des tatsächlich
gemessenen Messpunktes sich innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) befindet oder nicht.
-
Nach
der Messung an dem Messpunkt r(n – 1) berechnet die Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung
75 aus gespeicherten Daten der Zeiten t und Vorderseiten-Abständen Lf
der Messpunkte von dem Messpunkt r3 zu dem Messpunkt r(n – 1) auch
einen als nächsten
Messpunkt erwarteten Messpunkt rn. Und es wird bestimmt, ob sich
die Differenz (b13 – b12)
zwischen dem Vorderseiten-Abstand b12 dieses Messpunktes rn und
dem Vorderseiten-Abstand b13 des tatsächlich gemessenen Messpunktes
mit innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches (–Cst bis
+Cst) befindet oder nicht, das heißt, ob die Scheibe sich verschoben
hat oder nicht. Wenn sich die Differenz (b13 – b12) außerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) befindet, wird bestimmt, dass die Scheibe in ungewöhnlicher
Weise versetzt (verschoben) worden ist, und die Messung wird über eine Periode,
welche den Punkt mit als ihren Startpunkt aufweist, ausgeführt. Wenn
dann in der Periode n von dem Messpunkt mit zu dem Messpunkt m(n
+ β) keine
Verschiebung der Scheibe detektiert wird, wird die Messung des Vorderseiten-Abstandes Lf beendet.
-
Die
Differenz zwischen dem maximalen Vorderseiten-Abstand b10 und dem
minimalen Vorderseiten-Abstand b9 in dieser Periode n ist die Amplitude
Vwf des Vorderseiten-Abstandes Lf. Als der Zentral-Wert dieser Amplitude
Vwf kann entweder av5 = (b10 – b9)/2
oder der Mittelwert av6 von acht aufeinanderfolgenden Punkten in
der Periode n von dem Messpunkt mit zu dem Messpunkt m(n + β) ermittelt werden.
Hier ist av5 = av6 = b0.
-
Und
um auch für
den Hinterseiten-Abstand Lr einen Fall zu berücksichtigen, dass sich während einer
Messung, beispielsweise zu einer Zeit t1 nach der Messung an dem
Messpunkt m2, die Scheibe unter einer äußeren Kraft verschiebt, und
sich danach der Hinterseiten-Abstand Lr um δ2 zu der positiven Seite verschoben
hat, und dann zur Zeit t2 die verschobene Scheibe zu ihrer Original-Position
zurückkehrt,
in der gleichen Weise, wie bei der Messung des Vorderseiten-Abstandes
Lf, wenn der Hinterseiten-Abstand an den Messpunkten m1 und m2 gemessen
wird, speichert die in 2 gezeigte Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 die
Zeiten t und Hinterseiten-Abstände
Lr der Messpunkte m1 und m2 und berechnet aus diesen Daten einen
als nächsten
Messpunkt erwarteten Messpunkt m3. Dann bestimmt sie, ob sich die
Differenz (c11 – c10)
zwischen dem Hinterseite-Abstand c10 dieses Messpunktes m3 und dem
Hinterseite-Abstand c11 des tatsächlich gemessenen
Messpunktes r3 innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) befindet oder nicht, das heißt, ob sich die Scheibe verschoben
hat oder nicht. Wenn die Differenz (c11 – c10) sich außerhalb
des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches (–Cst bis
+Cst) befindet, wird festgestellt, dass die Scheibe sich in ungewöhnlicher
Weise versetzt hat, und die Messung wird über eine Mess-Periode, welche
Messpunkt r3 als ihren Startpunkt aufweist, ausgeführt.
-
In ähnlicher
Weise wird danach aus den Daten zur Zeit t und dem Hinterseiten-Abstand
Lr jedes Messpunktes, in welchem eine Messung ausgeführt wurde,
der Hinterseiten-Abstand Lr bei dem nächsten Messpunkt vorhergesagt,
und für
jede Messung wird festgestellt, ob sich die Differenz zwischen diesem
Hinterseiten-Abstand Lr und dem Hinterseiten-Abstand Lr des tatsächlich gemessenen
Messpunktes innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) befindet oder nicht.
-
Ferner
berechnet nach dem Messen bei dem Messpunkt r(n – 1) die Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 einen
als nächsten
Messpunkt erwarteten Messpunkt rn aus gespeicherten Daten zu den
Zeiten t und Hinterseiten-Abständen
Lr der Messpunkte von dem Messpunkt r3 zu dem Messpunkt r(n – 1). Und
es wird festgestellt, ob die Differenz (c13 – c12) zwischen dem Hinterseiten-Abstand c12
dieses Messpunktes rn und dem Hinterseiten-Abstand c13 an dem tatsächlich gemessenen Messpunkt
mit sich innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches (–Cst bis
+Cst) befindet oder nicht, das heißt, ob die Scheibe sich verschoben
hat oder nicht. Wenn sich die Differenz (c13 – c12) außerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) befindet, wird festgestellt, dass sich die Scheibe in
ungewöhnlicher Weise
versetzt hat, und die Messung wird über eine Periode ausgeführt, welche
den Messpunkt mit als ihren Startpunkt aufweist. Wenn in der Periode
n von dem Messpunkt mit zu dem Messpunkt m(n + β) keine Verschiebung der Scheibe
detektiert wird, wird die Messung des Hinterseiten-Abstandes Lr
beendet.
-
Die
Differenz zwischen dem maximalen Hinterseiten-Abstand-Wert c9 und
dem minimalen Vorderseiten-Abstand-Wert c10 in dieser Periode n
ist die Amplitude Vwr des Hinterseiten-Abstandes Lr. Als der Zentral-Wert
dieser Amplitude Vwr kann entweder av7 = (c9 – c10)/2 oder der Mittelwert
av8 von acht aufeinanderfolgenden Punkten in der Periode n von dem
Messpunkt mit zu dem Messpunkt m(n + β) ermittelt werden. Hier ist
av7 = av8 = c0.
-
Aus
dem Mittelwert b0 des Vorderseiten-Abstandes Lr und dem Mittelwert
c0 des Hinterseiten-Abstandes Lr, welche oben ermittelt wurden, kann
der Neigungswinkel θ der
Scheibe und die Vorspur (b – a)
ermittelt werden, wie in 7A und 7B gezeigt.
-
Es
wird nun unter Einbeziehung der oben unter Bezug auf 6 bis 9 erläuterten
Details das Rad-Ausrichtungs-Mess-Verfahren basierend auf dem in 10 und 11 gezeigten
Flussdiagramm erklärt
werden.
-
Bezugnehmend
auf 10, Schritt (im Folgenden ST) 01: Unter Verwendung
des Federungs-Positionier-Mechanismus wird Positionieren der Federung
des Fahrzeuges ausgeführt.
-
ST02:
Wie in 2 gezeigt, wird die Scheibe 71 an die
Naben-Bolzen 56 der Federungs-Baugruppe 13 angesetzt,
und die Radstand-Mess-Vorrichtung wird angesetzt.
-
ST03:
Der elektrische Motor 62 wird zum Drehen der Scheibe 71 betrieben.
-
ST04:
Messen von der Verschiebung der Scheibe 71 an der Vorderseite
und der Hinterseite der Scheibe (der Vorderseiten-Abstand und der Hinterseiten-Abstand)
wird gestartet. Zu dieser Zeit wird eine Zeitgebe-Vorrichtung AN-geschaltet
(Zeit t = 0).
-
ST05:
Es wird festgestellt, ob die verstrichene Zeit t von Zeitgebe-Vorrichtung-AN
einer gesetzten Messzeit Mt gleich oder kleiner als diese ist oder nicht,
das heißt,
ob t ≤ Mt oder
nicht. Wenn t ≤ Mt nicht
gilt (NEIN), schreitet die Verarbeitung zu Schritt ST06 fort, und
wenn t ≤ Mt
gilt (JA), schreitet die Verarbeitung zu Schritt ST07 fort.
-
ST06:
Scheiben-Verschiebungs-Messung wird beendet.
-
ST07:
In einer Mess-Periode, während
welcher sich die Scheibe um eine Umdrehung dreht, um festzustellen,
ob es ein Wieder-Auftreten
des Vorderseiten-Abstandes an dem Start-Punkt und dem End-Punkt
gibt oder nicht, wird festgestellt, ob die Differenz (be – bs) zwischen
der Vorderseiten-Differenz bs an dem Start-Punkt der Mess-Periode
und dem Vorderseiten-Abstand 'be' an dem Endpunkt
der Mess-Periode innerhalb des Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Vst
bis +Vst) liegt oder nicht, das heißt, ob |be – bs| ≤ Vst. Wenn |be – bs| ≤ Vst nicht
gilt (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu ST05 zurück, und wenn |be – bs| ≤ Vst gilt
(JA), schreitet die Verarbeitung zu ST08 fort.
-
ST08:
In einer Mess-Periode, während
welcher die Scheibe sich um eine Umdrehung dreht, wird zum Bestimmen,
ob es ein Wieder-Auftreten
des Hinterseiten-Abstandes an dem Start-Punkt und dem End-Punkt
gibt oder nicht, festgestellt, ob die Differenz (ce – cs) zwischen
dem Hinterseiten-Abstand cs an dem Start-Punkt der Mess-Periode und dem Hinterseiten-Abstand
ce an dem End-Punkt der Mess-Periode innerhalb des Abstand-Übereinstimmungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Vst
bis +Vst) liegt oder nicht, das heißt, ob |ce – cs| ≤ Vst gilt. Wenn |ce – cs| ≤ Vst nicht
gilt (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu ST05 zurück, und wenn |ce – cs| ≤ Vst gilt
(JA), schreitet die Verarbeitung zu ST09 fort.
-
ST09:
zum Feststellen, ob die Scheibe sich während der Messung verschoben
hat oder nicht, wird festgestellt, ob die Differenz (br – bp) zwischen dem
Vorderseiten-Abstand br an dem tatsächlichen Mess-Punkt und dem
Vorderseiten-Abstand bp an dem erwarteten Messpunkt innerhalb des
Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches
(–Cst
bis +Cst) liegt oder nicht, das heißt, ob |br – bp| ≤ Cst (Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Wert) gilt. Wenn
|br – bp| ≤ Cst nicht
gilt (NEIN), kehrt das Verarbeiten zu ST05 zurück und wenn |br – bp| ≤ Cst gilt (JA),
schreitet die Verarbeitung zu ST10 fort.
-
ST10:
Um festzustellen, ob sich die Scheibe während der Messung verschoben
hat oder nicht, wird festgestellt, ob die Differenz (cr – cp) zwischen dem
Hinterseiten-Abstand cr am tatsächlichen
Messpunkt und dem Hinterseiten-Abstand cp am erwarteten Messpunkt
innerhalb des Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Bereiches (–Cst bis
+Cst) liegt oder nicht, das heißt,
ob |cr – cp| ≤ Cst (der
Scheibe-Verschiebungs-Bestimmungs-Wert)
gilt. Wenn |cr – cp| ≤ Cst nicht
gilt (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu ST05 zurück und wenn |cr – cp| ≤ Cst gilt
(JA), schreitet die Verarbeitung zu ST11 fort, wie in 11 gezeigt.
-
ST11:
Basierend auf dem Zentral-Wert des Vorderseiten-Abstandes und dem Zentral-Wert des Hinterseiten-Abstandes
berechnet die Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung die Vorspur.
-
ST12:
Das berechnete Vorspur-Resultat wird auf der Anzeige dargestellt.
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ST13:
Es wird festgestellt, ob die Vorspur (b – a) unterhalb eines Vorspur-Bestimmungs-Wertes Tost
liegt, das heißt,
ob (b – a) ≤ Tost ist
oder nicht. Wenn (b – a) ≤ Tost nicht
gilt (NEIN), schreitet die Verarbeitung mit ST14 fort, und wenn
(b – a) ≤ Tost gilt (JA),
wird das Ermitteln der Vorspur, das heißt der Rad-Ausrichtung, beendet.
-
ST14:
Die Länge
einer Spurstange des Fahrzeuges wird zum Einstellen des Vorspur-Winkels
eingestellt. Danach kehrt die Verarbeitung zu ST11 zurück.
-
12A und 12B zeigen
die Vorrichtung schematisch, um das Rad-Ausrichtungs-Mess-Verfahren
gemäß der ersten
Ausführungsform
darzustellen.
-
Bezugnehmend
auf 12A, werden die Nabenbolzen 56 normalerweise
mittels Rollen-Formen hergestellt, und die Streuung ihrer Längen ist verhältnismäßig groß. Konsequenter
Weise ergibt es sich, dass die Scheibe 71 gegenüber dieser
Geradeaus-Richtung geneigt zu setzen ist, wenn die Scheibe 71 bei
in die Geradeaus-Richtung des Fahrzeuges weisender Radnabe 55 gegen
die Naben-Bolzen 56 platziert wird. Diese Neigung wird
als +β bezeichnet, der
Vorderseiten-Abstand zu dieser Zeit wird als e bezeichnet, und der
Hinterseiten-Abstand wird als f bezeichnet.
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12B zeigt die Radnabe 55 und die Scheibe 71 um
eine halbe Umdrehung (180°)
gegenüber
dem in 12A gezeigten Zustand gedreht.
Zu dieser Zeit ist die Neigung der Scheibe 71 gegenüber der
Vorwärts-Richtung
des Fahrzeuges –β und der Vorderseiten-Abstand
ist f und der Hinterseiten-Abstand ist e.
-
12C ist ein Graph, welcher die Veränderung
des Vorderseiten-Abstandes Lf und des Hinterseiten-Abstandes Lr
zeigt, wenn die Radnabe 55 und die Scheibe 71 gemeinsam
kontinuierlich von dem in 12A gezeigten
Zustand aus gedreht werden. Die Vertikal-Achse zeigt den Vorderseiten-Abstand Lf und den
Hinterseiten-Abstand Lr und die Horizontal-Achse zeigt die Winkel-Position ϕ der
Scheibe.
-
Der
Mittelwert avf des Maximal-Wertes f und Minimal-Wertes e des Vorderseiten-Abstandes
Lf ist (e + f)/2 und der Mittelwert avr des Maximal-Wertes f und
Minimalwertes e des Hinterseiten-Abstandes
Lr ist ebenfalls (e + f)/2. Wenn dementsprechend der Neigungs-Winkel
der Scheibe 71 aus dem Mittelwert avf und dem Mittelwert
avr ermittelt wird, ist θ Null,
da in 7A der Neigungs-Winkel tan θ = (avf – avr)/DS erfüllt, und
die Scheibe 71 ist parallel zu der Fahrzeug-Vorwärts-Richtung.
Mit anderen Worten wird in den 12A und 12B, selbst wenn es Streuung in den Längen der
Naben-Bolzen 56 gibt, als ein Ergebnis des Drehens der
Scheibe 71, eine durch diese Streuung verursachte Neigung
der Scheibe 71 ausgeglichen, und der wahre Neigungs-Winkel
der Scheibe 71 (und daher der Radnabe 55) kann
gemessen werden, als würde
es keine Neigung der Scheibe 71 gegenüber der Radnabe 55 geben.
-
Diese
erste Ausführungsform
der Erfindung weist das charakteristische Merkmal auf, dass Versetzungen
der Spitzen der Naben-Bolzen 56 indirekt gemessen werden,
indem eine Scheibe 71 gegen die Spitzen der Naben-Bolzen 56 platziert
wird, wie in 2 gezeigt ist, und diese Scheibe 71 gemeinsam mit
der Radnabe 55 gedreht wird, und Verschiebungen der Seiten-Fläche der
Scheibe 71 gemessen werden. Da es dementsprechend nur notwendig
ist, die Scheibe 71 gegen die Naben-Bolzen 56 zu
drücken,
kann die Messung leicht ausgeführt
werden, und es kann eine Arbeitsaufwand-Reduzierung erreicht werden.
-
Wie
in 1, 2 und 7A und 7B gezeigt
ist, misst eine Radstand-Mess-Vorrichtung 30 gemäß dieser
Ausführungsform
die Rad-Ausrichtung, bevor ein Rad 101 oder 102 an
die Radnabe 55 der Karosserie 11 montiert wird,
und diese Radstand-Mess-Vorrichtung 30 besteht aus einer
Scheibe 71, welche gegen die Spitzen der an der Radnabe 55 bereitgestellten
Rad-Befestigungs-Naben-Bolzen 56 zu drücken ist, einer Scheiben-Dreh-Vorrichtung 89 zum
Drehen, gemeinsam mit der Radnabe 55, dieser Scheibe 71,
Versetzungs-Sensoren 73, 74 zum Messen von Verschiebungen
der Seitenfläche der
Scheibe 71 beim Drehen der Scheibe 71, und einer
Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 zum Berechnen
des Neigungs-Winkels θ der
Radnabe 55 auf der Basis von Versetzungs-Signalen von diesen Versetzungs-Sensoren 73, 74.
-
Da
eine Mess-Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
zum Messen von Versetzungen einer Seitenfläche einer Scheibe 71 mittels
Versetzungs-Sensoren 73, 74 konstruiert ist, ohne
dass hierzu ein Rad an die Rad-Nabe 55 montiert wird, kann
die Konstruktion der Vorrichtung einfach gemacht werden, und die
Versetzungs-Mess-Vorrichtungen 73, 74 können frei
irgendwo entlang der Scheibe 71 angeordnet werden.
-
13 zeigt
eine Radstand-Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Diese Radstand-Messvorrichtung 105 weist einen
Ausrichtungs-Mess-Teil 110 auf, und dieser Ausrichtungs-Mess-Teil 110 ist
an die Federungs-Baugruppe 13 montiert und zum Messen der Rad-Ausrichtung bereit
gezeigt. Teilen in 13, welche mit Teilen der in 2 gezeigten
ersten Ausführungsform übereinstimmen,
wurde das gleiche Bezugszeichen vergeben wie in 2,
und sie werden hier nicht erneut beschrieben.
-
Der
Ausrichtungs-Mess-Teil 110 weist auf: einen auf einem Basis-Teil 61 befestigten
elektrischen Motor 111, ein Zahnrad 114 welches
in einen an der Abtriebs-Welle 112 des elektrischen Motors 111 ausgebildeten
Zahn-Teil 113 eingreift, eine an dieses Zahnrad 114 montierte,
und drehbar von dem Basis-Teil 61 getragene Welle 115,
einen an dem Ende dieser Welle 115 montierten Arm 116 und
einen Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 (siehe 15A) und einen Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74.
Das Bezugszeichen 117 bezeichnet einen Geschwindigkeits-Sensor
zum Detektieren der Geschwindigkeit der Abtriebs-Welle 112 des
elektrischen Motors 111 und das Zuführen eines Geschwindigkeits-Signals
zu einer Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75. Die
Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 ermittelt die
Geschwindigkeit der Welle 115 auf der Basis dieses Geschwindigkeits-Signals
von dem Geschwindigkeits-Sensor 117 und einem durch die
jeweiligen Anzahlen von Zähnen der
Zahn-Teile 113 und
des Zahnrades 114 bestimmten Übersetzungs-Verhältnisses.
Der größte Vorteil dieser
Ausführungsform
ist der Punkt, dass sie auf diese Weise eine exakte Winkel-Position der Radnabe 55 garantieren
kann.
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Eine
Radnabe-Dreh-Vorrichtung 119 besteht aus dem elektrischen
Motor 111, der Abtriebs-Welle 112, dem Zahnrad 114,
der Welle 115 dem Arm 116 und zum Tragen der Welle 115 in
den Basis-Teil 61 eingefügten Lagern (nicht gezeigt).
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14 zeigt
den Arm 116 des in 13 gezeigten
Ausrichtungs-Mess-Teils 110 im Eingriff mit einem der Naben-Bolzen 56 und
die Radnabe 55 in der Richtung des Pfeiles drehend.
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15A und 15Β zeigen die Positions-Beziehung
zwischen den Naben-Bolzen 56 und den Versetzungs-Sensoren 73, 74 bei
einer Radstand-Mess-Vorrichtung gemäß dieser zweiten Ausführungsform.
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15A zeigt einen Zustand, in welchem es ermöglicht worden
ist, dass beim Drehen der mit dem Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 und
dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 zu messenden Radnabe 55 Versetzungen
der Spitzen der Naben-Bolzen 56 auftreten.
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Wenn
die Radnabe 55 gegenüber
der Längs-(Vorwärts-)Richtung
des Fahrzeuges geneigt ist, wird der Abstand von dem Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 zu
der Spitze eines der Naben-Bolzen 56 als Lf bezeichnet
und der Abstand von dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 zu
der Spitze eines anderen der Naben-Bolzen 56 wird als Lr
bezeichnet und der Abstand von dem Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 und
dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 wird
als DS bezeichnet. Der Neigungs-Winkel θ der Radnabe 55 gegenüber der
Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeuges (welcher bei montiertem Rad
der Vorspur-Winkel wird) kann mittels Messens der oben genannten
Abstände
Lf und Lr bei dem Drehen der Radnabe 55 ermittelt werden, wie
später
weiter diskutiert werden wird.
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Bezugnehmend
auf 15B, wird der Abstand von dem
Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 zu einer an der Spitze
des Naben-Bolzens 56 ausgebildeten Einkerbung 56a als
Lf bezeichnet und der Abstand von dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 zu
der Einkerbung 56a wird als Lr bezeichnet. Alternativ hierzu
können
die Abstände
von den Umfangs-Teilen 56b der Spitzen der Naben-Bolzen 56 der
Versetzungs-Sensoren 73, 74 als Lf beziehungsweise
Lr bestimmt werden.
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Es
wird nun ein Rad-Ausrichtungs-Mess-Verfahren beschrieben, welches
mit der Rad-Ausrichtungs-Mess-Vorrichtung 105 dieser oben
beschriebenen zweiten Ausführungsform
verwendet wird.
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Zuerst
wird, gemäß 13,
das Ausrichtungs-Mess-Teil 110 von der Ausrichtungs-Mess-Teil-Bewegungs-Vorrichtung 83 zum Eingriff
des Armes 116 mit einem der Naben-Bolzen 56 der
Federungs-Baugruppe 13 bewegt. Dann wird der elektrische
Motor 111 angetrieben, und die Drehung der Abtriebs-Welle 112 wird
mittels des Zahn-Teils 113 und des Zahnrades 114 zu
der Welle 113, und von der Welle 115 durch den
Arm 116 übertragen,
und dreht die Naben-Bolzen 56 und die Rad-Nabe 55,
und der Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 und der Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 messen
die Versetzungen der rotierenden Naben-Bolzen 56, das heißt, die
Abstände von
den Versetzungs-Sensoren 73, 74 zu
den Naben-Bolzen 56.
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16 ist
ein Graph, welcher dieses Rad-Ausrichtungs-Mess-Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform
erläutert.
Die Vertikal-Achse zeigt den Vorderseiten-Abstand Lf und den Hinterseiten-Abstand
Lr und die Horizontal-Achse zeigt die Zeit t. Die Zeiten t1 bis
t8 sind Zeiten, zu welchen die jeweiligen Naben-Bolzen-Abstände gemessen
werden.
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In 14 wurden
zur Vereinfachung den vier Naben-Bolzen 56 Bezugszeichen
#1, #2, #3 und #4 zugeordnet, und die Radnabe 55 wird von
dem in der Figur gezeigten Zustand aus gedreht.
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Jedesmal,
wenn sich in 16 ein Naben-Bolzen #1, #2,
#3, #4 dem Vorderseiten-Versetzungs-Sensor nähert, wird der Vorderseiten-Abstand Lf
als eine Kurve dargestellt, welche der Spitzen-Form der Naben-Bolzen
#1, #2, #3, #4 zugeordnet ist, und die Bezugszeichen (#1-1), (#2-1),
(#3-1), (#4-1) sind den jeweiligen Kurven der Naben-Bolzen #1, #2,
#3, #4 bei einer ersten Drehung (Periode 1) zugeordnet, und die
Bezugszeichen (#1-2), (#2-2), (#3-2), (#4-2) sind den jeweiligen
Kurven bei einer zweiten Drehung (Periode 2) zugeordnet.
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Ferner
wird jedes Mal, wenn sich ein Naben-Bolzen #3, #4, #1, #2 dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor
nähert,
der Hinterseiten-Abstand
Lr als eine der Spitzen-Form der Naben-Bolzen #3, #4, #1, #2 zugeordnete
Kurve dargestellt, und die Bezugszeichen (#3-1), (#4-1), (#1-1),
(#2-1) sind den jeweiligen Kurven der Naben-Bolzen #3, #4, #1, #2
bei einer ersten Drehung (Periode 1) zugeordnet, und die Bezugszeichen
(#3-2), (#4-2),
(#1-2), (#2-2) sind den jeweiligen Kurven bei einer zweiten Drehung
(Periode 2) zugeordnet.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Vorderseiten-Abstände Lf, welche durch die Erste-Rotation-Kurven
(#1-1), (#2-1), (#3-1),
(#4-1) gegeben sind, f1, f2, f3 und f4 sind. Wenn dann die durch
die Zweite-Rotation-Kurven (#1-2), (#2-2), (#3-2), (#4-2) gegebenen
Vorderseiten-Abstände
Lf die gleichen sind, wie die Vorderseiten-Abstände f1, f2, f3 und f4, wird
die Messung beendet, wenn die zweite Drehung abgeschlossen ist.
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In 17 erhält der Abstand
DS zwischen dem Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73 und
dem Hinterseiten-Versetzungs-Sensor 74 die Länge eines der
zwei senkrechten Seiten eines rechtwinkligen Dreiecks. Die Länge der
anderen von den senkrechten Seiten wird durch Berechnen des Mittelwertes
der Differenzen zwischen dem Vorderseiten-Abstand Lf und dem Hinterseiten-Abstand
Lr der gegenüberliegenden
zwei von den vier Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4 ermittelt, welcher
aus den gemäß 16 berechneten
Ergebnissen für
Vorderseiten-Abstand
Lf und Hinterseiten-Abstand Lr ermittelt wird, das heißt ((f1 – r3) +
(f2 – r4)
+ (f3 – r1)
+ (f4 – r2))/4.
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Auf
dieser Basis ist es möglich,
den Neigungs-Winkel θ der
Hypothenuse des rechtwinkligen Dreiecks, das heißt den Neigungs-Winkel θ der Radnabe,
als denjenigen Winkel θ zu
berechnen, welcher die Beziehung tan θ = ((f1 – r3) + (f2 – r4) +
(f3 – r1) +
(f4 – r2))/4/DS
erfüllt.
Und mit dem hier ermittelten Neigungs-Winkel θ ist es möglich, die Vorspur (b – a) gemäß 7B zu
ermitteln.
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18 ist
ein dem Graph von 16 zugeordneter Graph. Wie bei
dem Graph von 16, werden für den Vorderseiten-Abstand Lf Erste-Rotation-Kurven,
welche den Spitze-Formen der Naben-Bolzen #1, #2, #3, und #4 zugeordnet
sind, als Kurven (#1-1), (#2-1), (#3-1), und (#4-1) bezeichnet. Zweite-Rotation-Kurven werden
als Kurven (#1-2), (#2-2), (#3-2), und (#4-2) bezeichnet, und auch
Dritte-Rotation-Kurven werden als Kurven (#1-3), (#2-3), (#3-3),
und (#4-3) bezeichnet.
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Und
in ähnlicher
Weise werden für
den Hinterseiten-Abstand Lr Erste-Rotation-Kurven, welche zu den
Spitzen-Formen der Naben-Bolzen
#3, #4, #1 und #2 korrespondieren, als (#3-1), (#4-1), (#1-1), und
(#2-1) bezeichnet, Zweite-Rotation-Kurven werden als (#3-2), (#4-2),
(#1-2), und (#2-2) bezeichnet, und Dritte-Rotation-Kurven werden als (#3-3), (#4-3), (#1-3),
und (#2-3) bezeichnet. Die Zeiten t1 bis t12 sind die Zeiten, zu
welchen die Naben-Bolzen-Abstände
gemessen wurden.
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Die
durch die Erste-Rotation-Kurven (#1-1), (#2-1), (#3-1), und (#4-1)
gegebenen Vorderseiten-Abstände
Lf werden als f1, f2, f3 beziehungsweise f4 bezeichnet werden. Und
es wird vorgeschlagen, dass der Vorderseiten-Abstand Lf, welcher
durch die Zweite-Rotation-Kurve (#1-2) gegeben ist, f10 ist. Wenn
dann für
die Differenz u = f1 – f10
von dem Vorderseiten-Abstand Lf des Naben-Bolzens #1 zwischen der
ersten Rotation und der zweiten Rotation gegenüber einem vorbestimmten Wert
Lst |u| > Lst (≠ 0) gilt,
wird festgestellt, dass der Vorderseiten-Abstand f1 und der Vorderseiten-Abstand
f10 nicht gleich sind, und die Messung des Vorderseiten-Abstandes
Lf wird mit dem durch die Kurve (#1-2) des Naben-Bolzens #1 als
dem ersten Mess-Ergebnis gegebenen Vorderseiten-Abstand f10 fortgesetzt.
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Und
wenn für
den Vorderseiten-Abstand Lf nach der Zeit t = t9 der Absolut-Wert
|f10 – f10|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#1-2) gegebenen Abstand
f10 und dem durch die Kurve (#1-3) gegebenen Abstand f10, der Absolut-Wert
|f20 – f20| der
Differenz zwischen dem durch die Kurve (#2-2) gegebenen Abstand
f20 und dem durch die Kurve (#2-3) gegebenen Abstand f20, der Absolut-Wert
|f30 – f30|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#3-2) gegebenen Abstand
f30 und dem durch die Kurve (#3-3) gegebenen Abstand f30, und der
Absolut-Wert |f40 – f40|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#4-2) gegebenen Abstand
f40 und dem durch die Kurve (#4-3) gegebenen Abstand f40, jeweils
Null wird, und alle kleiner werden als der vorbestimmte Wert Lst,
wird festgestellt, dass der Vorderseiten-Abstand Lf der zweiten
Rotation und der Vorderseiten-Abstand Lf der dritten Rotation für jeden der
Naben-Bolzen #1, #2, #3, und #4 gleich ist.
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Und
in ähnlicher
Weise werden für
den Hinterseiten-Abstand Lr die durch die Erste-Rotation-Kurven
(#3-1), (#4-1), (#1-1), und (#2-1) gegebenen Hinterseiten-Abstände Lr als
r3, r4, r1 beziehungsweise r2 bezeichnet. Wenn unter der Voraussetzung,
dass der Hinterseiten-Abstand Lr, welcher durch die Zweite-Rotation-Kurve (#3-2)
gegeben ist, r30 ist, für
die Differenz v = r3 – r30
des Hinterseiten-Abstandes Lr des Naben-Bolzen #3 zwischen der ersten
Rotation und der zweiten Rotation bezüglich des vorbestimmten Wertes
Lst |v| > Lst (≠ 0) gilt,
wird festgestellt, dass der Hinterseiten-Abstand r3 und der Hinterseiten-Abstand
r30 nicht gleich sind, und die Messung des Hinterseiten-Abstandes
Lr wird fortgesetzt, wobei der Hinterseiten-Abstand r30 durch die Kurve
(#3-2) des Naben-Bolzens
#3 als das erste Mess-Ergebnis gegeben ist.
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Wenn
dann der Absolut-Wert |r30 – r30|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#3-2) gegebenen Abstand
r30 und dem durch die Kurve (#3-3) gegebenen Abstand r30, der Absolut-Wert
|r40 – r40| der
Differenz zwischen dem durch die Kurve (#4-2) gegebenen Abstand
r40 und dem durch die Kurve (#4-3) gegebenen Abstand r40, der Absolut-Wert
|r10 – r10|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#1-2) gegebenen Abstand
r10 und dem durch die Kurve (#1-3) gegebenen Abstand r10, und der
Absolut-Wert |r20 – r20|
der Differenz zwischen dem durch die Kurve (#2-2) gegebenen Abstand
r20 und dem durch die Kurve (#2-3) gegebenen Abstand r20, jeweils
Null wird, und alle kleiner werden als der vorbestimmte Wert Lst,
wird festgestellt, dass der Vorderseiten-Abstand Lr der zweiten
Rotation und der Vorderseiten-Abstand Lr der dritten Rotation für jeden der
Naben-Bolzen #3, #4, #1, und #2 gleich ist.
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Aus
diesen Ergebnissen kann in der gleichen Weise, wie in 17 gezeigt,
der Neigungs-Winkel θ der
Hypothenuse des rechtwinkligen Dreiecks, das heißt der Neigungs-Winkel θ der Radnabe,
als derjenige Winkel θ,
welcher tan θ =
((f10 – r30)
+ (f20 – r40)
+ (f30 – r10)
+ (f40 – r20))/4/DS
erfüllt
bestimmt werden, und aus diesem θ ist
es möglich,
die Vorspur (b – a)
festzulegen, wie in 7B gezeigt wird.
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19A ist ein Graph, welcher bezüglich der Winkel-Position ϕ der
Radnabe Veränderungen
des Vorderseiten-Abstandes Lf, des Hinterseiten-Abstandes Lr und
des Abstandes D zwischen dem Vorderseiten-Abstand Lf und dem Hinterseiten-Abstand
Lr darstellt.
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Weil
in der oben mit Bezug auf die 2 bis einschließlich 5 beschriebenen
ersten Ausführungsform
Versetzungen der Seitenfläche
der rotierenden Scheibe 71 mittels der Versetzungs-Sensoren 73 und 74 gemessen
werden, können
Versetzungen der Scheibe 71 während einer Rotation kontinuierlich
gemessen werden. Allerdings sind in dieser zweiten Ausführungsform,
wie oben mit Bezug auf die 13 bis
einschließlich 15B beschrieben, die Versetzungen der Spitzen
der vier Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4 das, was gemessen wird,
und es ist daher nicht möglich,
seitliche Versetzungen der Radnabe 55 während einer Drehung zu messen,
und in Abhängigkeit
von der Positions-Beziehung zwischen den Umfangs-Richtungs-Positionen,
bei welchen die Versetzung der Radnabe 55 ihr Maximum und
ihr Minimum annimmt, kann es für
die Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4 sein, dass es nicht möglich ist,
den Maximal- und Minimal-Wert der Versetzung der Radnabe 55 zu
messen.
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Beispielsweise
wird nun die Messung in einem Fall erklärt, in welchem in der schematischen Ansicht
der Radnabe 55 und der Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4,
welche in 19B gezeigt ist, die Positionen,
bei welchen die Seitwärts-Verschiebung
der Radnabe 55 ihr Maximum und ihr Minimum annehmen, auf
der um 30° von
dem Naben-Bolzen #1 aus zu der Seite des Naben-Bolzen #2 geneigten geraden Linie 96 angeordnet
sind.
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In
dem Graph wurden den Messpunkten des Vorderseite-Abstandes Lf der
Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4 die gleichen Bezugszeichen zugewiesen wie
den Naben-Bolzen. Der Punkt zwischen den Naben-Bolzen #1 und #2,
an welchem der Vorderseite-Abstand Lf sein Maximum annimmt, wird
als w1 bezeichnet, der Punkt zwischen den Naben-Bolzen #3 und #4,
an welchem der Vorderseite-Abstand Lf sein Minimum annimmt, wird
als w2 bezeichnet, und die Kurve 121, welche durch diese
Messpunkte #1, #2, #3 und #4 und die Punkte w1 und w2 verläuft, ist als
Sinus-Welle ausgebildet.
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Bei
dem Vorderseite-Abstand-Sensor 73 werden die Vorderseite-Abstände Lf der
Naben-Bolzen #1, #2, #3 und #4 an denjenigen Punkten gemessen, an
welchen die Radnaben-Winkel-Position ϕ = h1, h3, h4, h6
beträgt,
und zwar in dieser Reihenfolge, und f51, f52, f53, f54 werden als
die jeweiligen Vorderseite-Abstände Lf ermittelt.
Der Maximal-Wert der Kurve 121 ist f61 (die Naben-Winkel-Position ϕ zu
dieser Zeit ist ϕ = h2), und der Minimal-Wert ist f62 (die
Naben-Winkel-Position ϕ zu dieser Zeit ist ϕ = h5).
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Ferner
wurden in dem Graph den Messpunkten des Hinterseiten-Abstandes Lr der
Naben-Bolzen #3, #4, #1 und #2 die gleichen Bezugszeichen wie den
Naben-Bolzen zugewiesen, der Punkt zwischen den Naben-Bolzen #3
und #4, bei welchem der Hinterseiten-Abstand Lr sein Minimum annimmt,
wird als x1 bezeichnet, der Punkt zwischen den Naben-Bolzen #1 und
#2, an welchem der Hinterseiten-Abstand Lr sein Maximum annimmt,
wird als x2 bezeichnet, und die Kurve 122, welche durch
diese Messpunkte #3, #4, #1 und #2 und die Punkte x1 und x2 verläuft, ist
als eine Sinus-Welle ausgelegt.
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Bei
dem Hinterseite-Abstand-Sensor 74 werden die Hinterseite-Abstände Lr zu
den Naben-Bolzen #3, #4, #1 und #2 an denjenigen Punkten gemessen,
an welchen die Radnaben-Winkel-Position ϕ = h1,
h3, h4, h6 beträgt,
und zwar in dieser Reihenfolge, und r53, r54, r51, r52 werden als
die jeweiligen Hinterseite-Abstände
Lr ermittelt. Der Minimal-Wert der Kurve 122 ist r62 (die
Rad-Naben-Winkel-Position ϕ zu dieser Zeit ist ϕ =
h2), und der Maximal-Wert ist r61 (die Rad-Naben-Winkel-Position ϕ zu
dieser Zeit ist ϕ = h5).
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Der
Punkt, bei welchem aus den Messpunkten #1, #2, #3, #4 des Vorderseite-Abstandes
Lf und den Punkten w1, w2, und den Messpunkten #3, #4, #1, #2 des
Hinterseite-Abstandes Lr, und den Punkten x1, x2, die Abstand-Differenz
D (f51 – r53)
zwischen dem Messpunkt #1 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem
Messpunkt #3 des Hinterseiten-Abstandes Lr, bei welchem für die Radnaben-Winkel-Position ϕ ϕ =
h1 gilt, berechnet wird, wird der Berechnungs-Punkt (#1 – #3) genannt.
Der Punkt, bei welchem die Abstand-Differenz D (f61 – r62) zwischen
dem Punkt w1 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Punkt x1 des
Hinterseiten-Abstandes Lr, bei ϕ = h2 berechnet wird, wird
der Berechnungs-Punkt (w1 – x1)
genannt. Der Punkt, bei welchem die Abstand-Differenz D (f52 – r54) zwischen
dem Messpunkt #2 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Messpunkt
#4 des Hinterseiten-Abstandes Lr bei ϕ = h3 berechnet wird,
wird der Berechnungs-Punkt (#2 – #4)
genannt. Der Punkt, bei welchem die Abstand-Differenz D (f53 – r51) zwischen
dem Messpunkt #3 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Messpunkt
#1 des Hinterseiten-Abstandes Lr bei ϕ = h4 berechnet wird,
wird der Berechnungs-Punkt (#3 – #1)
genannt. Der Punkt, bei welchem die Abstand-Differenz D (f62 – r61) zwischen
dem Punkt w2 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Punkt x2 des
Hinterseiten-Abstandes
Lr bei ϕ = h5 berechnet wird, wird der Berechnungs-Punkt (w2 – x2) genannt. Und
der Punkt, bei welchem die Abstand-Differenz D (f54 – r52) zwischen dem Messpunkt
#4 des Vorderseiten-Abstandes Lf und dem Messpunkt #2 des Hinterseiten-Abstandes
Lr bei ϕ = h6 berechnet wird, wird der Berechnungs-Punkt
(#4 – #2)
genannt. Wenn die Kurve, welche durch die Berechnungs-Punkte (#1 – #3), (w1 – x1), (#2 – #4),(#3 – #1), (w2 – x2), (#4 – #2) verläuft, die
Kurve 123 genannt wird, weil diese Kurve eine Kurve ist,
welche die Differenz zwischen einer Sinus-Welle und einer anderen Sinus-Welle
ausdrückt,
wenn eine durch das Zentrum der Amplitude der Kurve 123 verlaufende
gerade Linie 124 gezeichnet wird, und der Wert der Differenz
D bei dieser geraden Linie 124 mit A bezeichnet wird, dann
weisen der Berechnungs-Punkt (#1 – #3) und der Berechnungs-Punkt
(#3 – #1),
der Berechnungs-Punkt (w1 – x1)
und der Berechnungs-Punkt (w2 – x2),
der Berechnungs-Punkt (#2 – #4)
und der Berechnungs-Punkt (#4 – #2),
gleiche Abstände
zu der geraden Linie 124 auf.
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Wenn
daher die Werte der jeweiligen Differenzen D der vier Berechnungs-Punkte
(#1 – #3),
(#2 – #4),
(#3 – #1)
und (#4 – #2)
gemittelt werden, ist dieser Mittelwert A, und wenn die Werte der
jeweiligen Differenzen D der beiden Berechnungs-Punkte (w1 – x1) und
(w2 – x2)
gemittelt werden, ist dieser Mittelwert ebenfalls A, und der Mittelwert
der Werte der jeweiligen Differenzen D der vier Berechnungs-Punkte (#1 – #3), (#2 – #4), (#3 – #1) und
(#4 – #2)
und der Mittelwert der Werte der jeweiligen Differenzen D der beiden
Berechnungs-Punkte (w1 – x1)
und (w2 – x2) sind
gleich.
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Das
heißt,
durch Ermitteln der Differenz D (äquivalent zu der Neigung der
Radnabe) aus den tatsächlichen
Messpunkten #1, #2, #3 und #4 des Vorderseiten-Abstandes Lf, und
den tatsächlichen Messpunkten
#3, #4, #1 und #2 des Hinterseiten-Abstandes Lr, ist es möglich, die
Neigung der Radnabe zu ermitteln, ohne die Punkte w1, x2, bei welchen
die Oszillation der Radnabe ihren Maximal-Wert annimmt, und die
Punkte w2, x1, bei welchen die Oszillation der Radnabe ihren Minimal-Wert
annimmt, zu messen.
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Wie
mit Bezug auf 1, 2, 7A und 7B und 13 oben
erklärt
wird, wird in der vorliegenden Erfindung eine Radnabe 55,
bei welcher eine Mehrzahl von Naben-Bolzen 56 zum Befestigen eines
Rades 101, 102 daran abstehen, gedreht. Verschiebungen
der Spitzen der Naben-Bolzen 56 werden direkt oder indirekt
mit wenigstens zwei entfernt von den Naben-Bolzen 56 angeordneten Versetzungs-Sensoren 73, 74 gemessen,
und mittels eines basierend auf den von den Versetzungs-Sensoren 73 und 74 gemessenen
Versetzungen berechneten Neigungs-Winkels ϕ wird die Rad-Ausrichtung
gemessen, bevor das Rad 101, 102 an die Radnabe 55 montiert
wird.
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Da
die Rad-Ausrichtung in dieser Weise gemessen werden kann, bevor
die Räder 101, 102 an die
Radnabe 55 montiert sind, beispielsweise während das
Fahrzeug sich entlang einer Fertigungs-Linie bewegt, kann die Ausrichtung
der Räder 101, 102 von
den Seiten des Fahrzeuges 10 aus gemessen werden, ohne
den Produktions-Ablauf des Fahrzeuges 10 zu stoppen, und
die Produktivität
der Herstellung des Fahrzeuges 10 kann verbessert werden.
Da es ferner nur notwendig ist, beispielsweise Versetzungen der
Naben-Bolzen 56 zu messen, kann die Messung leicht ausgeführt werden,
und es kann eine Mess-Aufwand-Reduktion erreicht werden. Und da ferner Versetzungen
der Naben-Bolzen 56 gemessen werden, während die Radnabe 55 gedreht
wird, können
durch Längen-Streuung
der Naben-Bolzen 56 verursachte Neigungs-Fehler der Radnabe 55 ausgeglichen
werden, und die Radstand-Mess-Genauigkeit kann erhöht werden.
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Gemäß der Erfindung
können
die Versetzungen der Spitzen der Nabenbolzen 56 direkt
gemessen werden, indem die Versetzungs-Sensoren 73, 74 den
Spitzen der Nabenbolzen 56 gegenüberliegend angeordnet werden.
Und wenn die Versetzungen der Spitzen der Nabenbolzen 56 direkt
gemessen werden, ist die Messung einfach, und eine Mess-Aufwand-Reduktion
kann erreicht werden.
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Wie
oben mit Bezug auf 1, 7A und 7B und 13 erklärt, misst
ferner eine Radstand-Mess-Vorrichtung 105 gemäß der Erfindung den
Radstand, bevor ein Rad 101, 102 an die Radnabe 55 an
die Karosserie 11 montiert wird, und weist auf: eine Radnabe-Dreh-Vorrichtung 119 zum
Drehen der Radnabe 55, eine Mehrzahl von den Spitzen einer
Mehrzahl von an der Radnabe 55 bereitgestellten Rad-Befestigungs-Naben-Bolzen 56,
gegenüberliegend
angeordneten Versetzungs-Sensoren 73, 74 zum Messen
von Versetzungen der Spitzen der Naben-Bolzen 56, welche
auftreten, wenn die Radnabe 55 gedreht wird, und eine Berechnungs-/Speicherungs-Vorrichtung 75 zum
Berechnen eines Neigungs-Winkels θ der Radnabe 55 auf
der Basis von Versetzungs-Signalen von diesen Versetzungs-Sensoren 73, 74 (für den Vorderseiten-Versetzungs-Sensor 73,
siehe 15A und 15B).
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Da
diese Mess-Vorrichtung 105 zur Rad-Ausrichtungs-Messung,
ohne dass ein Rad an die Radnabe 55 montiert ist, und ferner
zum direkten Messen von Versetzungen der Naben-Bolzen 56 konstruiert
ist, kann die Anzahl von Teilen bei der Radstand-Mess-Vorrichtung reduziert werden, ihr Aufbau
kann einfach gemacht werden, und die Herstellungs-Kosten und Unterhalts-Kosten der Radstand-Mess-Vorrichtung 105 können niedrig
gehalten werden.
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Obwohl
in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform
Beispiele gezeigt wurden, bei welchen die Versetzungs-Mess-Vorrichtungen
(Versetzungs-Sensoren) in einer Linie in der Vorne-Hinten-Richtung
des Fahrzeuges angeordnet waren, ist die Erfindung nicht auf diese
Anordnung begrenzt, und alternativ können beispielsweise die Versetzungs-Mess-Vorrichtungen in
einer Linie in der Vertikal-Richtung angeordnet sein, um einen Neigungs-Winkel
der Scheibe gegenüber
der Vertikalen zu messen und hierdurch einen Sturz-Winkel zu ermitteln.
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Und
obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Anzahl von
Naben-Bolzen an jeder Radnabe vier betrug, ist die Erfindung nicht
hierauf begrenzt, und ein Radstand-Mess-Verfahren und eine Radstand-Mess-Vorrichtung
gemäß der Erfindung
kann in ähnlicher
Weise auf ein Fahrzeug mit beispielsweise fünf, sechs oder acht Naben-Bolzen an
jeder Radnabe angewendet werden.
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Wie
oben in der ersten Ausführungsform
mit Bezug zu 6, 8 und 9 beschrieben,
wird die Zuverlässigkeit
der Mess-Daten geprüft,
wenn die Scheibe sich um eine Umdrehung gedreht hat, wodurch festgestellt
wird, ob der von einem Sensor an dem Start-Punkt der Periode einer
Drehung detektierte Abstand und der von einem Sensor an dem End-Punkt
der Periode einer Drehung detektierte Abstand übereinstimmen oder nicht. Allerdings
ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt, und alternativ hierzu
können
die jeweiligen, an dem Start-Punkt und dem End-Punkt einer halben
Scheiben-Umdrehung gemessenen Abstände verglichen werden, und
wenn der Abstand an dem Start-Punkt und der Abstand an dem End-Punkt
der gleiche ist, kann angenommen werden, dass die gemessenen Daten
zuverlässig sind,
und die Daten für
die verbleibende halbe Drehung können
aus den Daten der gemessenen halben Drehung abgeleitet werden, um
den Scheiben-Neigungs-Winkel zu ermitteln. Wenn dies getan ist,
kann der tatsächliche
Mess-Aufwand und
die Mess-Zeit verkürzt
werden.
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Bei
einem Radstand-Mess-Verfahren gemäß der Erfindung wird eine Radnabe
gedreht, von welcher eine Mehrzahl von Naben-Bolzen zum Befestigen eines Rades daran
abstehen, und Versetzungen der Spitzen der Naben-Bolzen werden direkt
oder indirekt mit wenigstens zwei Versetzungs-Mess-Vorrichtungen
gemessen, welche in von den Naben-Bolzen entfernten Positionen angeordnet
sind, und basierend auf den mit den Versetzungs-Mess-Vorrichtungen gemessenen Versetzungen
wird der Neigungswinkel der Radnabe berechnet, und hierdurch wird
der Radstand gemessen, bevor das Rad an die Radnabe montiert wird.
Konsequenter Weise ist es möglich,
die Ausrichtung einer Mehrzahl von Rädern von der Fahrzeug-Seite
aus zu messen, während
das Fahrzeug sich auf einer Fertigungs-Linie befindet, ohne den
Produktions-Ablauf des Fahrzeuges zu stoppen, und dies ist vorteilhaft
zum Verbessern der Fahrzeug-Herstellungs-Produktivität.