DK149580B - Apparat til maaling af hjulvinkler - Google Patents

Description

149580

Opfindelsen angår et apparat .af den i krav l's indledning angivne art.

Et hjul på et køretøj vil slingre, når hjulets plan, som det undertiden er tilfældet, ikke står nøjagtigt vinkelret på den akse , hvorom hjulet roterer. Til kompensation for skævheden, når der anbringes måleapparatur på hjulfælgen, har der været anvendt mekaniske organer til at udligne forholdene således, at instrumenteringen i rimelig grad kan komme til at stå vinkelret på omdrejningsaksen. De sædvanligvis anvendte mekaniske organer udgøres af mindst tre indstillelige gevind-organer mellem monteringspladen for instrumenteringen og en følgeplade, som fastgøres til hjulfælgen og efter justering roterer i dennes plan. Ved indstilling af gevindorganerne kan instrumenteringspladen bringes i en stilling, hvori den ikke slingrer og står vinkelret på hjulets omdrejningsakse. Når den 149580 2 mekaniske kompensation er udført med omhu, hvilket tager tid, vil instrumentet befinde sig i den korrekte stilling i forhold til omdrejningsaksen. Denne indledende operation er nødvendig, hvor der kræves en korrekt bestemmelse af hjulets rotationsplan med henblik på bestemmelse af hjulets spidsning og styrtvinkel, før der kan foretages korrektionsforanstaltninger.

Når der er en positiv styrtvinkel, ligger hjulets nederste del en lille vinkel inden for dets øverste del. Spidsningen måles derimod i det vandrette plan gennem hjulets rotationsakse, og ved positiv spidsning befinder den forreste del af hjulet sig en lille vinkel inden for den bageste del af hjulet. Disse to vinkler skal være korrekt justeret, for at hjulet skal have de rette arbejdsbetingelser. Styrtvinkelen og spidsningsvinkelen bliver altid målt i på hinanden vinkelrette planer.

Fra beskrivelsen til USA patent nr. 3546782 kendes et apparat af den omhandlede art, som har tre mekaniske følere til kontinuerligt at følge bevægelserne af sidevæggen på et dæk, der er monteret på et hjul, medens dette hele tiden drejes rundt. Disse følere påvirkes ikke alene af hjulets slingrebevægelser, men også af ujævnheder på dæksiden.

Opfindelsen har til formål at angive et apparat af den omhandlede art, som muliggør en nøjagtig bestemmelse af hjulvinklerne ved kompensation for hjulets slingrebevægelse uden forudgående tidkrævende mekaniske justeringer og på basis af målinger foretaget, medens hjulet står stille.

Dette formål opnås ved, at apparatet er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del. Dette apparats funktion er baseret på den erkendelse, at slingringen følger en sinuskurve under hjulets rotation. De elektroniske kredsløbs udlæsningsinstrument vil vise sinusbølgen, idet dets viser vil svinge frem og tilbage på begge sider af en grundvisning, når hjulet drejes rundt. Ved to vilkårlige punkter af sinusbølgen adskilt 3 149580 ved 180° er de af instrumentet viste afvigelser lige store og modsat rettede. Ued valget af to punkter adskilt ved 180° og den elektroniske udregning af middelværdierne opnås, at måleresultaterne bliver uafhængige af hjulets slingren.

Hensigtsmæssige foranstaltninger, der medvirker til at gøre apparatet hurtigt og let at betjene og til tilvejebringelse af stor målesikkerhed, er angivet i krav 2-6.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et lodret billede af et køretøjshjul med en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen påmonteret, fig. 2 viser samme set i retning af pilene 2-2 i fig. 1, fig. 3 et snit efter linie 3-3 i fig. 2, fig. 4 en grafisk fremstilling, der illustrerer slingrekom-pensation, og fig. 5 et blokdiagram af det elektroniske anlæg i en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

Der skal først henvises til fig. 4, idet en forklaring af den grafiske fremstilling vil etablere basis for en bedre forståelse af fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen. Det antages, at en aksel 10 roterer om en akse X-X, som danner en vinkel a med den vandrette reference akse Y-Y. Til enden af akselen 10 er fastgjort en plade, og hvis denne plade dannede en vinkel på 90° med aksen X-X, ville den rotere i et plan 11 uden slingren.

4 149580

Hvis det antages, at pladen er anbragt i en fra 90° afvigende vinkel i forhold til aksen X-X, f.eks. i en vinkelafstand på β fra planet 11, er det klart, at pladen vil slingre, når akselen 10 roterer. Pladen vil faktisk slingre β° på hver side af planet 11 under hver omdrejning af akselen 10. Sling-rebevægelsen er givet ved ligningen θ = β sin (‘P+fl*')» hvor gamma er rotationsorienteringskonstanten af føler monterings-stedet og hjulslingringen. Orienteringen af den ovenfor omtalte plade i forhold til det lodrette plan, der er repræsenteret ved linien VP, er givet ved ligningen = a + Θ = a + β sin ( P + 3** ) .

Værdierne af sin pi punkter adskilt ved 180° er altid lige store, men har modsatte fortegn. For 0 er derfor ^p_g0 = en +6, og for φ= 180° er ^-^ggo = a - C , hvor + G er en sling-revinkel β sin (C° +#*” ), og - fer en slingrevinkel β sin (180° +

Den faktiske akselvinkel a kan så beregnes ud fra orienteringen af pladen, som roterer i planet 11, ved hjælp af ligningen g = ligning! idet α _ ^cp=0° * £cp=1S0° _ (a-K) + (α-ζ) = 2a _ a eller ved hjælp af ligningen α = + ( isE^SSl _ ) ligning 2 id8t« = ^=0° + ( ^80° - T2- )-(« + €)+ — (tt + ζ) + ζ — € = α.

5 149580

Det er klart, at disse beregninger også ville være gyldige for andre referenceplaner end den lodrette.

I fig. 4 er plan 11 vist set forfra, for at vinkelforholdet af dens roterende punkter skal blive således afbildet, at det let ses, hvorledes der fremkommer en sinusformet bevægelse. Sinusbølgen i fig. 4 er ekspanderet tilstrækkeligt til . at tillade grafisk optegning af de matematiske udtryk, som skal omtales i det følgende.

som vist i fig. 1 og 2 er der på et køretøjshjuls 12 fælg 14 monteret et tilpasningsaggregat 13 ved hjælp af to tappe 15, der er anbragt i en nedre rammedel 16, og en øvre tap 17, der er anbragt i en øvre rammedel 18. Rammedelene 16 og 18 er forbundet med hinanden ved hjælp af to stænger 19, og rammedelen 18 er forbundet med et spændeorgan 20, så at tappene 15 og 17 bliver adskilt således fra hverandre, at der fås et fast anlæg mod hjulfælgen 14. Tilpasningsaggregatet har en mellemrammedel 21, som kan forskydes op og ned således, at en aksel 22 derpå kan bringes til at ligge ud for omdrejningsaksen. Akselen bærer en referenceplade 23* der drejer sig sammen med hjulet 12, og pladen er udformet med to åbninger 24 og 25 30° over den ene vandrette side og med en enkelt åbning 26, der er beliggende 180° fra og på samme cirkel som åbningen 24.

Som vist i fig. 2, strækker akselen 22 på mellemrammedelen 21 sig udad fra referencepladen 23 og går ind i et hus 27.

Huset 27 er frit drejeligt på akselen 22 og hænger ned derfra som et pendul, så det altid forbliver i lodret stilling.

Huset 27 bærer en vandret arm 29, på hvis ydre ende er anbragt et hus 30, som indeholder en føler 35a til aktivering af de i huset 27 indeholdte spidsningskredsløb. Huset 27, armen 29 og huset 30 for føleren 35a er vist med punkterede linier i fig. 1. Hjulet 12 roterer som sin svingaksel 28, der 6 149580 er fastgjort til det ikke viste køretøj ved hjælp af de sædvanlige øvre og nedre tværsvingarme ved hjælp af ledforbindelser på styrebolten 31.

I fig. 3 er vist indersiden af huset 27 med en åbning 32 til optagelse af akselen 22. To afbrydere 33 og 34 er således anbragt i huset 27, at afbryderen 33's føler kan gå ind i åbningerne 24 og 26, og afbryderen 34's føler kan gå ind i åbningen 25, når huset er anbragt på akselen 22. Når hjulet 12 drejes, drejes også referencepladen 23, og åbningerne 24 og 25 vil således slutte afbryderne 33 og 34 i én vinkelstilling, medens åbningen 26 vil slutte afbryderen 33 i en vinkelstilling, der.er beliggende 180° fra den førstnævnte vinkelstilling. Funktionen af afbryderne 33 og 34 vil på denne måde styre elektriske følersignaler i to hjulpositioner adskilt ved 180°.

I fig. 5 er det elektroniske anlæg vist i blokdiagram, idet de de enkelte bestanddele er almindeligt kendte. I diagrammet er vist en føler 35, som er følsom over for den lodrette position af huset 27, fig. 3. Der frembringes et signal af føleren 35 i afhængighed af husets lodrette orientering, og dette signal føres gennem en ledning 36 til en deleenhed 37, som deler med to, og desuden gennem en ledning 38 til en additionsenhed 39. Deleenheden 37 er gennem en ledning 40 forbundet med en første hukommelsesenhed 41 gennem en slusekreds 42 og gennem en ledning 43 med en anden hukommelsesenhed 44 gennem en slusekreds 45. Hukommelsesenhederne 41 og 44 er gennem ledninger henholdsvis 46 og 47 forbundet med en subtraktionsenhed 48. Dennes udgang er ved en ledning 49 forbundet med en additionsenhed 39, hvis udgang gennem en ledning 50 er forbundet med et viseinstrument 51. Fra sluse-kredsen 42 går der en ledning 52 til afbryderen 34, og fra slusekredsen 45 går der en ledning 53 til afbryderen 33.

7 149580

Strømtilførselsledningen 54 angår gennem en afbryder 55 og er ved ledninger 56 og 57 forbundet med begge afbryderne 33 og 34. En hjælpestrømkilde eller et batteri 58 er indskudt i et lampekredsløb, hvis lampe 59 er anbragt i afbryderen 55's betjeningsknap. I lampe- og batterikredsløbet er indskudt en lampeaktiveringsafbryder 60, som er således mekanisk koblet til afbryderen 33, at den vi slutte sit kredsløb, når afbryderen 33 sluttes af åbningerne 24 og 26, når referencepladen 33 drejer åbningerne 24, 25 og 26 ind i den stilling, hvor afbryderne 33 og 34 er beliggende. Den hidtidige beskrivelse af fig. 5 vedrører bestemmelse af hjulstyrtet.

Fig. 5 indeholder også et elektronisk anlæg, ved hjælp af hvilket hjulspidsningen kan bestemmes. Da kompensation for slingren må udføres for både styrt- og spidsningsbestemmelse, anvendes i hovedsagen det samme elektroniske anlæg i begge tilfælde. Til spidsningsbestemmelsen er huset 30, fig. 1 og 2, udstyret med en føler 35a, som frembringer et signal, der afhænger af den vandrette orientering af hjulfælgen 14.

Føleren 35a er ved en ledning 61 forbundet med en deleenhed 62, der deler med to, og ved en ledning 63 med en additionsenhed 64. Deleren 62 er gennem en ledning 65 og en sluse-kreds 66 forbundet med en hukommelsesenhed 67. Deleren er også gennem en ledning 68 og en slusekreds 69 forbundent med en hukommelsesenhed 70. Udgangen fra hukommelsesenhederne 67 og 70 er ved ledninger henholdsvis 71 og 72 forbundet med en subtraktionsenhed 73. Denne er gennem en ledning 73 forbundet med additionsenheden 64, som igen gennem en ledning 75 er forbundet med et viseinstrument 76. Aktivering af spidsningskredsløbet foretages af de samme afbrydere 33 og 34 som beskrevet for styrtkredsløbets vedkommende. Ledninger 77 og 78 er således forbundet med ledningerne henholdsvis 52 og 53. Forskellen mellem de to kredsløb ligger i, at signalerne fra følerne 35 og 35a er 90° faseforskudt for 8 149580 hinanden under hjuldrejningen.

Åbningerne 24, 25 og 26 er vist beliggende langs en vandret linie, når tilpasningsaggregatet 13 befinder sig i lodret stilling. Tilpasningsaggregatets indstilling vælges ud fra praktiske hensyn til, at det skal være let at se, når hjulet 12 er drejet 180°. Åbningerne kunne imidlertid være beliggende med en hvilken som helst orientering på en sådan måde, at 180° hjuldrejning ville bevirke slutning af afbryderne i en forudbestemt rækkefølge og få lampen 59 i knappen for afbryderen 55 til at lyse op.

Fremgangsmåde ved slinqrekompensation Når først apparatet er blevet monteret på hjulet 12 ved hjælp af tilpasningsaggregatet 13 eller lignende monteringsmiddel, drejes hjulet 12 i den ene eller den anden retning, indtil lampen 59, fig. 5} lyser op, fordi afbryderne 33 og 34 falder ned i åbningerne 24 og 25 i referencepladen 23, og afbryderen 33 slutter lampeafbryderen 60. På dette tidspunkt standser operatøren hjulet og trykker knappen på afbryderen 55 ned for at aktivere slusekredsene 42, 45, 66 og 69 for de tilhørende hukommelsesenheder 41, 44, 67 og 70. På dette tidspunkt modtages signalerne fra følerne 35 og 35a, efter at være passeret gennem deleenhederne 37 og 62, af hukommelsesenhederne 41, 44, 67 og 70. Udgangssignalerne fra hukommelsesenhederne går til subtraktionsenhederne 48 og 73 og derfra til additionsenhederne 39 og 64. Hukommelsesenhederne er nu gjort klar til den første del af processen.

Operatøren drejer nu hjulet 12, indtil lampen 59 tændes igen efter en drejning på 180°, og denne gang åbnes kun slusekredsene 42 og 66, når afbryderen 55 trykkes ned, fordi kun afbryderen 33 aktiveres. Nye signaler fra følerne 35 og 35a (på grund af slingringen) sendes til additionsenhederne 39 9 149580 og 64, og halvdelen af signalerne går fra delerne 37 og 62 gennem slusekredsene 42 og 66 til hukommelsesenhederne 41 og 67. Efter drejning af hjulet 12 tilbage til dets udgangsstilling, vil signalerne, der vises af instrumenterne 51 og 76, være sammensat af elementerne i ligning 2: • « = + (½¾8°0 _ is|°!)

Realtidssignalerne fra følerne 6^_g0 bliver derfor elektronisk kompenseret for hjulets slingren.

Det, der er sket for både styrtvinkelens og spidsningens vedkommende, er, at positionsfølerne 35 og 35a reagerer på stillingen af hjulfælgen 14 i forhold til en vandret og en lodret reference og udsender signaler, der behandles elektronisk af omskifte- og hukommelsesenhederne, og som også sendes direkte til additionsenhederne til frembringelse af en visuel visning.

Ved at der foretages aflæsninger i punkter, der er adskilt 180° fra hinanden, er der anvendt punkter på en sinusbølge, som har samme amplitude og modsatte fortegn. Aflæsningerne divideres med to og subtraheres. Resultatet adderes til <p= 0° følersignalet, hvorved dette kompenseres for slingringen. Instrumenterne 51 og 76 er kalibreret i grader henholdsvis styrtvinkel og spidsning.

Det i fig. 5 viste anlæg frembringer ad elektronisk vej visninger af hjulets 12 styrtvinkel og spidsning i to drejnings-stillinger, der er adskilt ved 180°. Dette gøres ved hjælp af afbryderne 33 og 34, som aktiveres af knaster eller af åbningerne 24, 25 og 26 (negative knaster) og den manuelle afbryder 55. Der foretages en aflæsning ved en stilling af hjulet 12, hvorefter hjulet drejes 180°, hvor lampen 59 lyser op, og der foretages en ny aflæsning ved nedtrykning af afbryderen 55. Forskellen mellem disse to aflæsninger træk- ίο U9580 kes ud og divideres med to ad elektronisk vej. Den kompenserende korrektionsfaktor adderes derefter algebraisk til de første aflæsninger. Derved korrigeres de faktiske målinger for den aksiale fejljustering af styrt og spidsning, så længe hjulet forbliver i den drejningsstilling, der blev nået under den første kompensationsafløsning. Der kan også foretages kompensation ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåde, hvis hjulet 12 efterlades i sin 180° stilling, efter at den anden aflæsning er foretaget, og den kompenserende korrektionsfaktor subtraheres algebraisk fra de faktiske justeringsmålinger.

De i fig. 5 viste kredsløb kan hensigtsmæssigt være anbragt i en konsol, som befinder sig et stykke borte fra hjulet 12, og følerne 35 og 35a kan hensigtsmæssigt være anbragt i husene henholdsvis 27 og 30. Instrumenterne 51 og 76 anbringes sædvanligvis således, at de er lette at aflæse for operatøren, medens hjulet 12 drejes til hver af de to ved 180° adskilte stillinger. Det skal også under henvisning til fig. 1 og 2 bemærkes, at føleren 35a anvendes til bestemmelse af sling-rekompensation. i forbindelse med et sådant apparat, som vist og beskrevet i den amerikanske ansøgning Serial No.

196.034. Føleren 35 er følgelig anbragt i et hus 30, som igen er anbragt på en vandret arm 29, der bæres af huset 27.

Armen 29 er på ikke vist måde afbalanceret af en passende kontravægt, så at den ikke får indflydelse på huset 271 s pendulstilling.

Claims (3)

149580 Patentkrav :

1. Apparat til måling af hjulvinkler med følere (35 og 35a), der ved stillestående hjul afføler vinklen mellem hjulplanet og dels et givet plan, dels et derpå vinkelret plan, kendetegnet ved, at det omfatter en referencedel (23), der er fastgjort til og udfører samme slingrebevægelse som hjulet (12) når dette roterer, med vinkelmellemrum på 180° på referencedelen beliggende huller (24, 25, 26) til identifikation af to ved 180° adskilte vinkelstillinger af hjulet, et af referencedelen båret monteringsorgan (27), hvorpå følerne (35 og 35a), der afgiver signaler, som repræsenterer henholdsvis hjulets spidsning og dets styrt, er anbragt, elektroniske kredsløb, der er' forbundet med hver føler og er indrettet til at lagre og behandle de deraf afgivne signaler, og to kontaktorganer (33, 34), der bæres således af monteringsorganet (27), at de aktiveres af de nævnte huller (24, 25, 26) og derved får elektroniske kredsløb til at modtage, konvertere og lagre de signaler, der frembringes i de ved 180° adskilte vinkelstillinger af hjulet og til at kompensere for dets slingren ved at beregne middelværdien af de til hver sin vinkelstilling svarende lagrede signaler fra hver af følerne.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i de elektroniske kredsløb indgår hukommelsesenheder (41, 44, 67, 70) til modtagelse af følersignalerne og portkredsløb (42, 45, 66, 69), som er forbundet med hukommelsesenhederne og aktiveres af kontaktorganerne i en forudbestemt rækkefølge i forhold til hjulets (12) drejning ind i de to ved 180° adskilte stillinger.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kontaktorganerne omfatter en afbryder (55), som kan betjenes manuelt til aktivering af de nævnte kredsløb i de to ved 180° adskilte stillinger.