ES2873831T3 - Procedimiento y dispositivo para determinar una desviación de posición de un cuerpo rotativo - Google Patents

Abstract

Procedimiento para determinar una desviación de posición de un cuerpo rotativo (30) capaz de rotar alrededor de un eje de rotación, que comprende al menos un primer lado plano, con respecto a una superficie de referencia (11), caracterizado por que se realizan una determinación simultánea de al menos ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación del primer lado plano del cuerpo rotativo (30), en donde al menos dos sensores de distancia (20, 22, 22') estacionarios con respecto a la superficie de referencia miden en perpendicular a y en la dirección del primer lado plano del cuerpo rotativo (30), en donde los sensores de distancia (20, 22, 22') transmiten a un equipo de evaluación (40) distancias determinadas durante el giro del cuerpo rotativo (30) con respecto al primer lado plano del cuerpo rotativo (30) en diferentes lugares, a partir de las cuales en el equipo de evaluación, teniendo en cuenta el ángulo de giro del cuerpo rotativo (30) alrededor del eje de rotación pueden determinarse una ortogonalidad axial y una excentricidad de superficie de rotación del cuerpo rotativo (30).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para determinar una desviación de posición de un cuerpo rotativo

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para determinar una desviación de posición de un cuerpo rotativo capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia, en particular para la determinación simultánea de al menos ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, y a un equipo de calibración, que puede conectarse con un dispositivo de este tipo.

El desafío especial en el campo de la invención se basa en que las diferentes tolerancias de forma y de posición de los componentes ensamblados contribuyen a un patrón de error uniforme, y a pesar de eso, las causas deben determinarse y contemplarse por separado.

Un fallo importante que va a determinarse representa una desviación de la ortogonalidad entre el eje de rotación del cuerpo rotativo y la superficie de referencia, que se corresponde con una desviación al menos media del paralelismo de superficie de referencia y un lado plano del cuerpo rotativo. Para una mejor diferenciación, esta desviación de posición se denomina en lo sucesivo ortogonalidad axial.

Además, el ángulo momentáneo entre la superficie rotativa y la superficie de referencia inmóvil puede variar durante el giro, cuando se presenta una desviación en la ortogonalidad entre la superficie rotativa y el eje de rotación, por consiguiente, una excentricidad de superficie de rotación.

Un fallo en el juego axial, puede estar fundado, junto a las tolerancias en la planicidad del lado plano medido, además en el paralelismo de ambos lados planos del cuerpo rotativo, denominado en lo sucesivo paralelismo de superficies para una mejor diferenciación entre sí. Las desviaciones en esto producen un grosor variable a lo largo del perímetro y en distintos radios del objeto que rota.

Todas las tolerancias de posición anteriormente mencionadas, ortogonalidad axial, excentricidad de superficie de rotación y paralelismo de superficies, están estrechamente relacionadas entre sí, véase para un mejor entendimiento la figura 12a para la ortogonalidad axial, figura 12b para la excentricidad de superficie de rotación y figura 12c para el paralelismo de superficies, representadas en cada caso de manera simbólica.

Por lo tanto es complicado, determinar por separado una de las tolerancias de posición, en particular, después de que en todo el sistema montado, se hayan sumado diferentes tolerancias. Sin embargo, una superación de las tolerancias es considerablemente desventajosa, porque la posición del cuerpo rotativo con respecto a la superficie de referencia generalmente es significativa, diferenciándose los efectos desventajosos en función del caso de utilización, pero generalmente producen vibraciones no deseadas.

Un campo de utilización importante de la determinación de la ortogonalidad axial, así como de los valores adicionales anteriormente mencionados son frenos de disco, porque la posición del disco de freno es significativa con respecto a la mordaza de freno. En caso contrario, las fuerzas en el frenado se desvían hacia la mordaza de freno, el asiento de mordaza de freno y finalmente hacia el eje de manera desigual, y como consecuencia, producen vibraciones no deseadas en todo el sistema.

Por el estado de la técnica se conocen distintas soluciones, que se acercan a la problemática, de medir una superficie rotatoria con respecto a una superficie inmóvil respecto al sistema de rotación.

Así, el documento DE 19853078 C1 describe un equipo de medición y procedimiento para la inspección simplificada de discos de freno en cuanto a la excentricidad de disco y concentricidad. Para ello, un árbol se aloja de manera giratoria sobre un soporte de cojinete y en el árbol está previsto un alojamiento para el disco de freno. El disco de freno inmovilizado de este modo se gira, y mientras tanto, en ambos lados planos y en la superficie externa cilíndrica se inspecciona mediante equipos de medición la excentricidad de disco y la concentricidad. No obstante, esta inspección proporciona solo resultados, que se refieren al disco de freno en sí. La concentricidad correcta o excentricidad de disco con respecto a una superficie adicional, por ejemplo un asiento de mordaza de freno, no está prevista. También más allá de la concentricidad y excentricidad de disco no se determinan otros valores.

También el documento DE 102011 002924 A1 se ocupa con un procedimiento para identificar una excentricidad de disco de freno durante el frenado. En este sentido, el procedimiento ya se ha acercado en mayor medida a la utilización práctica del disco de freno, que en el caso del procedimiento citado previamente. Resulta que durante una operación de frenado mediante un sensor se mide la presión de frenado o una magnitud que depende de esta. La señal de sensor obtenida se examina según esto en cuanto a las vibraciones incluidas en este. Estas vibraciones permiten deducir una excentricidad de disco de freno, que, sin embargo, tampoco tienen por qué resultar del propio disco de freno. El fallo puede estar también en todo el sistema del apoyo del disco de freno. Con ello, se establece la referencia a una superficie inmóvil con respecto al sistema de rotación del disco de freno. No obstante, el procedimiento propuesto no es capaz de determinar datos adicionales, sino que está limitado meramente a una información esencialmente cualitativa con respecto a la excentricidad de disco. Sin embargo, sobre todo, los problemas identificados no pueden atribuirse de manera clara a una desalineación mecánica del disco de freno.

El documento DE 102004 017 172 A1 describe una solución, según la cual puede medirse un objeto de medida. A este respecto, está prevista al menos una estructura de referencia para la definición de un sistema de coordenadas de objeto de objeto fijo, de modo que con ayuda de una unidad de evaluación puede detectarse en última instancia un contorno completo del objeto de medida. Con la determinación del contorno completo del objeto de medida, sin embargo, no puede llegarse a ninguna conclusión sobre la concentricidad o datos relevantes similares de la superficie rotativa con respecto a una superficie inmóvil.

De manera similar, la solución de acuerdo con el documento DE 202005018753 U1 con el equipo de medición que presenta sensores de perfil desvelados en este para el control de calidad geométrica de ejes montados para vehículos sobre carriles, permite reproducir el perfil de rodadura de una rueda de carril, que se utiliza como eje montado completo en el equipo de medición. No obstante, tampoco en este caso puede llegarse a ninguna conclusión con respecto a una superficie inmóvil, por ejemplo con respecto al apoyo posterior del eje montado en el vagón.

El documento DE 10 2014 006 151 A1 describe un procedimiento para la medición de la concentricidad de una máquina-herramienta, así como una máquina-herramienta configurada para la realización del procedimiento. Un equipo que funciona con radiación de medición óptica, en particular como medición de distancia interferométrica, detecta desviaciones de la concentricidad de la máquina-herramienta. Mediante una presentación automatizada de pesos equilibrados dentro del plato de sujeción o del mandril principal de la herramienta, las desviaciones de concentricidad determinadas de este modo pueden compensarse a través de actores adecuados y durante el mecanizado de una pieza de trabajo.

Por el documento EP 1074 323 A1, que se refiere también al ámbito de las máquinas-herramienta, se conoce un dispositivo con un sistema de sujeción ajustable, con el que es posible la sujeción centrada de una pieza de herramienta con respecto a su eje de rotación. La concentricidad del sistema de sujeción se mide mediante un sensor de distancia. Para permitir un centrado preciso, está previsto desplazar el sistema de sujeción automáticamente de manera controlada con respecto al equipo de cojinete de pivote. Sin embargo, el dispositivo propuesto permite inspeccionar exclusivamente la concentricidad, sin poder determinar datos relevantes.

Para la medición de la concentricidad en máquinas-herramienta se conocen numerosas soluciones así, por ejemplo, por los documentos DE 1787380 U, DE 19753426 A1 o DE 3233914 A1.

El documento WO 99/63353 A1 desvela un equipo de calibración (véase, pág. 5, línea 27 "... superficie calibrada ...", con por ejemplo, figura 6), que presenta un calibre (figura 6), que comprende una superficie plana de dimensiones exactas en los límites de tolerancia necesarios, en paralelo a la orientación de un cuerpo rotativo.

El documento DE 102015 014 840 A1 desvela un calibre que presenta una superficie normal plana de dimensiones exactas en los límites de tolerancia necesarios, orientada en paralelo (véase párrafos 19, 23 y figura 2). Sin embargo, el documento no desvela ningún equipo de calibración, que comprende un asiento de unión y un calibre, que presenta una superficie normal plana de dimensiones exactas en los límites de tolerancia necesarios, orientada en paralelo al asiento de unión. Por consiguiente, ningún sensor de distancia y/o ningún equipo de evaluación conectado puede ajustarse a la superficie normal.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento y un dispositivo para determinar una desviación de posición, al menos de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación de una superficie rotativa con respecto a una superficie inmóvil respecto al sistema de rotación,

El objetivo se resuelve mediante un procedimiento para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación de un cuerpo rotativo capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia. Según un perfeccionamiento ventajoso también se determina el paralelismo de superficies de ambos lados planos del cuerpo rotativo, que según esto no supera una medida tolerable de oscilaciones de grosor. El eje de rotación está orientado preferentemente en perpendicular a la superficie de referencia, en particular cuando la superficie de referencia es un asiento de mordaza de freno y el cuerpo rotativo es un disco de freno.

Según la invención está previsto que al menos estén previstos dos sensores de distancia estacionarios con respecto a la superficie de referencia con dirección de medición en perpendicular a y en la dirección a un primer lado plano del cuerpo rotativo y midan las distancia con respecto al lado plano. Los sensores de distancia transmiten durante el giro del cuerpo rotativo distancias determinadas en distintos lugares con respecto al primer lado plano del cuerpo rotativo incluyendo los valores de rotación o el ángulo de giro respectivo a un equipo de evaluación, a partir de las cuales pueden determinarse una ortogonalidad axial y una excentricidad de superficie de rotación de los lados planos del cuerpo rotativo, así como un paralelismo de superficies. Además, está previsto que antes de constatar la excentricidad de superficie de rotación y la ortogonalidad axial, se averigüe inicialmente la desviación angular de los lados planos del cuerpo rotativo. En una realización simplificada se prescinde de los valores de rotación o del ángulo de giro respectivo, y en su lugar se deja entra a un mínimo y máximo de las distancias medidas, por tanto a una desviación angular mayor y a una menor, en los cálculos del equipo de evaluación.

Una superficie de rotación con capacidad de rotación con respecto a una superficie de referencia en el sentido de la presente invención es, por ejemplo, un la hélice de un barco, que puede moverse girando como superficie de rotación con respecto al soporte de cojinete en el casco. Otro ejemplos son el rotor de un aerogenerador como superficie de rotación con respecto a la góndola, el rotor de un helicóptero, una turbina de gas o de vapor, un motor a reacción.

Al permanecer la ortogonalidad axial y la excentricidad de superficie de rotación de los lados planos del cuerpo rotativo con respecto a la superficie de referencia dentro de tolerancias predeterminadas, y al poder comprobarse esto también de manera efectiva y rápida, se mejora considerablemente la seguridad de funcionamiento de las aplicaciones correspondientes. Concretamente, en el caso de un freno de disco las desviaciones demasiado grandes en la ortogonalidad axial con respecto a la mordaza de freno llevan a vibraciones no deseadas, tan pronto como se acciona el freno y las zapatas de freno se apoyan contra el disco de freno. Con el procedimiento de acuerdo con la invención, ya antes de la incorporación de la disposición de muñón de eje o de la disposición axial puede constatarse, si se ha sobrepasado tolerancias. En un caso así, la unidad defectuosa no se incorpora, sino que se revisa inmediatamente, hasta que se cumplen las tolerancias previstas. Se evitan retoques costosos en el vehículo ya acabado o reclamaciones.

Además, está previsto que esté previsto al menos un sensor de distancia adicional y esté orientado hacia un segundo lado plano del cuerpo rotativo. Si sus valores de medición se combinan con los de un sensor orientado en el primer lado plano en un equipo de evaluación, entonces puede determinarse adicionalmente también el paralelismo de superficies del cuerpo rotativo y pueden constatarse oscilaciones de grosor.

Un perfeccionamiento ventajoso de la invención prevé que al menos un sensor de distancia esté previsto como palpador de medición de láser. Como alternativa a esto se contemplan otros métodos de la medición de distancia, como por ejemplo, mediante una radiación de radar.

Sin embargo, ha resultado ser especialmente ventajoso cuando al menos un sensor de distancia está previsto como sensor de proximidad capacitivo. Por ello pueden medirse, por ejemplo, también discos de freno de cerámica. Además, la exactitud es muy alta, puede medirse hasta 10 nm de desviación. Además, un sensor de proximidad capacitivo requiere solo un espacio constructivo muy pequeño, de modo que todo el dispositivo puede reducirse considerablemente.

Una aplicación preferida de la presente invención prevé que como superficie de rotación esté previsto un disco de freno de un freno de disco montado en una disposición de muñón de eje o una disposición axial, en el que está prevista la determinación de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como también paralelismo de superficies del disco de freno con respecto a un asiento de mordaza de freno como la superficie de referencia en el sentido de la presente invención. El plano del asiento de mordaza de freno, que representa por lo tanto una superficie de referencia, se proyecta de acuerdo con la invención en el punto basculante en el eje de rotación.

Pueden esperarse ventajas especiales, cuando están previstos al menos tres sensores de distancia, de ellos dos en un lado plano del disco de freno, que pueden unirse de manera rígida con el asiento de mordaza de freno y durante el giro del disco de freno pueden suministrar un resultado de medición a un equipo de evaluación. La medición durante el giro del disco de freno hace que pueda determinarse la desalienación máxima, la desviación angular, mientras que en la medición convencional en el estado solo puede determinarse la desviación angular que aparece momentáneamente en la posición respectiva del disco de freno.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a un dispositivo para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación de una superficie de rotación capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia. Según la invención están dispuestos al menos dos sensores de distancia estacionarios con respecto a la superficie de referencia y presentan una dirección de medición en perpendicular a y en la dirección de un primer lado plano del cuerpo rotativo, en donde las distancias determinadas por los sensores de distancia con respecto al lado plano medido del cuerpo rotativo se transmiten a un equipo de evaluación. El equipo de evaluación está realizado de modo que puede determinar una ortogonalidad axial y una excentricidad de superficie de rotación del cuerpo rotativo así como, cuando se utiliza un tercer sensor de distancia en el segundo lado plano enfrentado, un paralelismo de superficies. En una forma de realización preferida el eje de rotación del cuerpo rotativo está orientado en perpendicular a la superficie de referencia. Por consiguiente es ventajoso, cuando primeros sensores de distancia están dispuestos de manera que actúan en un primer lado plano y/o segundos sensores de distancia en un segundo lado plano del disco de freno.

Una forma de realización especialmente adecuada prevé que estén previstos de manera que actúan al menos tres sensores de distancia en el primer lado plano, por ejemplo, un lado interior, y dos sensores de distancia en el segundo lado plano, por ejemplo, lado exterior, del disco de freno. Con cinco sensores de distancia pueden inspeccionarse diferentes diámetros de discos de freno en un equipo de medición, al activarse o consultarse los sensores situados más cerca en cada caso del borde del disco de freno para la medición. Se prefiere una distancia de 10 mm desde el borde del disco de freno el sensor de distancia situado más cerca del borde.

Además, ha resultado ser favorable para el caso de aplicación importante del freno de disco, cuando la dirección de medición discurre en perpendicular a la superficie de referencia.

Ventajosamente, al menos un sensor de distancia está realizado como palpador de medición de láser o está realizado como radiador de radar. Resultan ventajas especiales, cuando al menos un sensor de distancia está realizado como sensor de proximidad capacitivo. Por ello pueden medirse también discos de freno de cerámica. Además, la exactitud es muy alta, puede medirse hasta 10 nm. Además, un sensor de proximidad capacitivo requiere solo un espacio constructivo muy pequeño, de modo que todo el dispositivo puede reducirse considerablemente.

Otras ventajas se obtienen cuando están previstos de manera que actúan una pluralidad de sensores de distancia en el lado interior y una pluralidad de sensores de distancia en el lado exterior del disco de freno.

Además, ha resultado ser ventajoso, cuando están previstas formas de realización independientes en cada caso para eje continuo, una disposición axial, y suspensión de rueda individual, una disposición de muñón de eje. En el caso de un eje continuo, en particular un eje trasero, toda la unidad de eje se inserta en el dispositivo de acuerdo con la invención, mientras tanto en la suspensión de rueda individual, la disposición de muñón de eje de cada lado de vehículo se inserta por separado en el dispositivo y se une con la carcasa, que soporta los sensores de distancia. Para cada lado de vehículo está previsto preferentemente un dispositivo independiente o una carcasa independiente.

También un equipo de calibración contribuye a resolver el objetivo de acuerdo con la invención, que presenta un calibre, que comprende una superficie plana de dimensiones exactas en los límites de tolerancia necesarios, en paralelo a la orientación del cuerpo rotativo, y puede conectarse con el dispositivo, como ya se ha descrito anteriormente. Los sensores de distancia y/o el equipo de evaluación conectado pueden ajustarse por ello. Un patrón, configurado como un disco de freno de dimensiones exactas o un equipo variable para la simulación de discos de freno de tamaño diferente, sirve para comprobar el calibre y todo el dispositivo.

Ha resultado ser especialmente favorable, cuando el calibre está unido activamente de manera móvil con el dispositivo, como ya se ha descrito anteriormente, de modo que se hace pivotar automáticamente en la zona de medición y el dispositivo puede calibrarse. Esto sucede en intervalos de tiempo regulares y/ o dependiendo de factores externos como sacudidas y variaciones de temperatura. Una función de calibración automatizable de este tipo es importante en particular, cuando el dispositivo en la producción en serie se utiliza dentro de una producción automatizada en gran medida.

Por lo tanto, un aspecto de la invención se refiere además a un procedimiento de calibración del dispositivo de acuerdo con la invención, tal como se ha descrito anteriormente, y con ello para garantizar siempre resultados de medición correctos.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante la descripción de ejemplos de realización y su representación en los dibujos correspondientes. Muestran:

figura 1: una vista lateral esquemática de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies con representación de la posición de una superficie de rotación capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia;

figura 2: una vista frontal esquemática de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies;

figura 3: una vista en perspectiva esquemática de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies;

figura 4: una representación esquemática de la función de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies;

figura 5: una vista frontal esquemática de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies incluyendo el equipo de evaluación y equipo de calibración;

figuras 6 y 7: vistas en perspectiva esquemáticas de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies en la utilización en una disposición axial;

figura 8 y 9: una vista en perspectiva esquemática de una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies en una disposición de muñón de eje con una cubierta cerrada o abierta; y figuras 10 y 11: una disposición axial 36 con una forma de realización de un dispositivo de acuerdo con la invención; y

figuras 12a a 12c: representación esquemática de las tolerancias de posición en el sentido de la presente invención: ortogonalidad axial, excentricidad de disco y paralelismo de superficies.

La figura 1 muestra una vista lateral esquemática de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies. Al mismo tiempo, puede distinguirse la posición de un cuerpo rotativo 30 capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia 11 unida con la carcasa 10. En el ejemplo de realización representado, como superficie de referencia 11 está previsto un asiento de mordaza de freno de una disposición axial 36 o una disposición de muñón de eje 38 (compárese figuras 6 a 11). La superficie de referencia 11 y cuerpo rotativo 30 están representados como bordes invisibles mediante líneas discontinuas, porque se ocultan mediante la carcasa 10. La unión de la carcasa 10 con la superficie de referencia 11 se realiza a través de elementos de unión 12, preferentemente mediante atornillado o arriostrado mediante medios de sujeción.

Por consiguiente, el cuerpo rotativo 30 es un disco de freno, representado en perspectiva como borde oculto con línea discontinua, dado que está oculto mediante la carcasa 10. En un primer lado plano, de una superficie del cuerpo rotativo 30 mediante los sensores de distancia 20, 22 y 24 se miden los puntos de medición MP1, MP2 y MP3. Además del sensor de distancia 22 está previsto también un sensor de distancia 22'. Cuál de los dos sensores de distancia se utiliza en cada caso, depende del diámetro del cuerpo rotativo 30, dado que la medición en el punto de medición MP2 debe realizarse cerca del perímetro externo. Los valores medidos se transmiten a un equipo de evaluación 40 (compárese figura 5). Los sensores de distancia 20, 22 y 24 están unidos de manera fija con la carcasa 10 mediante un soporte de sensor 14 en cada caso.

La figura 2 muestra una vista frontal esquemática de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies, pudiendo distinguirse los sensores 20 y 22 o 22' en la carcasa 10. La carcasa 10 está provisto además de un mango 16, para que el dispositivo 1 pueda llevarse fácilmente al lugar de montaje. Tan pronto como el dispositivo 1 esté colocado sobre el lugar de montaje, en particular una disposición de muñón de eje o una disposición axial y su asiento de mordaza de freno, la unión se realiza entre estos y el dispositivo 1 a través de elementos de unión 12. Tal como puede distinguirse en la representación, los elementos de unión 12 presentan numerosos taladros y con ello son adecuados para la utilización en diferentes disposiciones axiales o muñones de eje, en particular para el asiento de mordaza de freno previsto allí en cada caso.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva esquemática de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación, así como paralelismo de superficies, en donde la forma de realización representada se corresponde a la de la figura 2. También, en la representación en perspectiva, la carcasa 10 puede distinguirse con el mango 16, al igual que los soportes de sensor 14 con los sensores de distancia 22, 22' y 24. El elemento de unión 12 sirve para la unión con el superficie de referencia 11, en el presente caso el asiento de mordaza de freno de la disposición de muñón de eje o de la disposición axial.

La figura 4 muestra una representación esquemática de la función de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para determinar una desviación de posición de una superficie de rotación capaz de rotar alrededor de un eje de rotación con respecto a una superficie de referencia, en este caso a un disco de freno 30 con respecto a un asiento de mordaza de freno. El disco de freno 30 está representado solo con un detalle, que no muestra su eje de rotación. El disco de freno 30 está inclinado con respecto a un eje neutral 32, que discurre en paralelo al asiento de mordaza de freno y representa una posición normal, en una desviación angular 34. Para determinar la magnitud de la desviación angular 34 y constatar, si se ha superado un intervalo de tolerancia previsto, se determina una distancia A, A' con respecto a un primer lado plano del disco de freno 30 en dos puntos de medición MP1 y MP2 mediante los sensores de distancia 20 y 22. Para ello sirve una señal de sensor 26 o 26', que sale de los sensores de distancia 20, 22 o 22', que está dirigida hacia el disco de freno 30. La señal de sensor 26, 26' alcanza el disco de freno 30 en los puntos de medición MP1 y MP2 a través de la carcasa 10, que está provista para ello con entalladuras 15. La carcasa 10 está unida con la zona de unión 12 con la mordaza de freno 11. Los sensores de distancia 20 y 22 o los puntos de medición MP1 y MP2 están dispuestos a diferentes distancias, concretamente en el radio R, R' del eje de rotación del disco de freno 30.

Para la asociación clara de la desviación angular 34 determinada con respecto a una desviación angular real del eje de rotación respecto a la perpendicular con respecto al asiento de mordaza de freno 11 (eje neutral 32) no es suficiente, determinar la desviación angular solo en dos puntos de medición MP1, MP2 individuales. Ante este trasfondo, el disco de freno 30 durante la medición se gira al menos una vez, preferentemente varias veces alrededor de su eje de rotación. A este respecto, al equipo de evaluación 40 (compárese figura 5), además de los valores de medición de los sensores de distancia 20, 22 o 22' también se transmite el ángulo de giro momentáneo, transferido, por ejemplo, desde un accionamiento del disco de freno 30 o un sensor de ángulo de giro, en el momento de la medición de distancia. Como un sensor de ángulo de giro puede emplearse, por ejemplo, un caucho de llanta, que se monta en el lugar, donde después en el vehículo se monta una llanta, en el disco de freno. Para ello está provisto de marcas correspondientes, legibles mediante el sensor de ángulo de giro en el perímetro. Como marcas se consideran en el caso más sencillo los cinco tornillos.

Un programa de medición, que se ejecuta dentro del equipo de evaluación 40, consulta los valores de medición de las distancias respectivas con respecto al disco de freno a través de los sensores 20, 22 o 22' así como 24, siempre que estén presentes, y a partir de estos, así como de los datos de rotación o el ángulo de giro del disco de freno, calcula un valor de medición adicional, las desviaciones angulares del disco de freno con respecto al asiento de mordaza de freno 11 y la excentricidad de disco, el desfase angular del disco de freno 30 con respecto a su eje de rotación. Así, mediante la determinación de la desviación angular 34 dependiente del ángulo de giro puede conseguirse una imagen completa del estado del disco de freno 30 en cuanto a la ortogonalidad axial, excentricidad de disco y paralelismo de superficies con respecto al asiento de mordaza de freno 11 de la disposición de muñón de eje 38 o de la disposición axial 36.

Para conocer también el paralelismo de superficies del disco de freno 30, está previsto un sensor de distancia 24 no representado en este caso en el lado plano enfrentado del disco de freno 30, que mide un punto de medición MP3. Este está dispuesto por ejemplo directamente con respecto al punto de medición MP2, de modo que también en este sentido, mediante el equipo de evaluación 40 pueden evaluarse los valores de medición de los puntos de medición MP2 y MP3 de modo que pueden constatarse desviaciones en el paralelismo de superficies, es decir, el grosor del disco de freno, a lo largo de todo el perímetro al menos en la zona de los puntos de medición. Ventajosamente dos sensores de distancia para el punto de medición MP2 también están enfrentados a dos sensores de distancia correspondientes para el punto de medición MP3. Mediante sensores de distancia adicionales resulta una imagen aún más exacta del paralelismo de superficies.

La figura 5 muestra una vista frontal esquemática de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación o también paralelismo de superficies incluyendo equipo de evaluación 40 y equipo de calibración 44. Además se muestra una posición de reposo 42, en la que el dispositivo 1 puede depositarse de manera segura, cuando no está prevista ninguna medición.

La función principal del equipo de evaluación 40 ya se ha descrito con respecto a las figuras anteriores. Además, sin embargo, el equipo de evaluación 40 asume también la calibración del dispositivo 1, que es necesaria a distancias regulares, para poder suministrar siempre un resultado de medición exacto. Para ello, en lugar del disco de freno, se utiliza un cuerpo rotativo 30 sin o con desviación conocida del eje neutral 32 (compárese figura 4) y se mide mediante el dispositivo 1.

Mediante los valores de medición obtenidos de los sensores de distancia 20, 22 o 22' y 24, el dispositivo 1 se calibra.

Las figuras 6 y 7 muestran vistas esquemáticas en perspectiva de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de paralelismo de superficies, ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación en la utilización en una disposición axial 36. Con la representación en la figura 6, cuando la carcasa 10 está abierta, junto a los sensores 20, 22 y 22' puede distinguirse también la disposición axial 36. Esta comprende el asiento de mordaza de freno no visible en este caso, que representa la superficie de referencia 11, a la que está atornillada la carcasa 10. El disco de freno ya montado, que forma el cuerpo rotativo 30, se gira ahora definido alrededor de su eje y mientras tanto los valores de medición de los sensores de distancia 20 y 22 o 22 se transmiten al equipo de evaluación. Tras la evaluación allí realizada de la desviación angular momentánea se constatan paralelismo de superficies, ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación del disco de freno con respecto al asiento de mordaza de freno. La figura 7 muestra la misma situación, aunque con cubierta cerrada 18.

Las figuras 8 y 9 muestran una vista esquemática en perspectiva de una forma de realización de un dispositivo 1 de acuerdo con la invención para la determinación simultánea de paralelismo de superficies, ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación en una disposición de muñón de eje 38 con la cubierta cerrada o abierta 18. También la disposición de muñón de eje 38 comprende un asiento de mordaza de freno para la fijación de la carcasa 10 del dispositivo 1, después de que este se haya colocado allí mediante el mango 16. Taras la fijación puede comenzarse la medición del disco de freno, del cuerpo rotativo 30. En la figura 19 adicionalmente pueden distinguirse los sensores 20, 22 y 22'.

Las figuras 10 y 11 muestran una disposición axial 36 con el disco de freno como cuerpo rotativo 30 así como la carcasa 10 del dispositivo 1 colocada y fijada. Pueden distinguirse a su vez la placa de anclaje 13, el asiento de mordaza de freno 11 y la zona de unión 12.

Las figuras 12a a 12c aclaran en una representación esquemática las diferentes tolerancias de posición, que se determinan en el marco de la presente invención. La figura 12a muestra la ortogonalidad axial, en donde el eje de rotación del cuerpo rotativo 30 discurre en ángulo recto a la superficie de referencia 11 (prolongada). La figura 12b muestra la excentricidad de disco, es decir, se requiere la ortogonalidad entre el cuerpo rotativo 30 o sus lados planos y su eje de rotación, desviaciones producen la excentricidad de superficie de rotación. La figura 12c muestra el paralelismo de superficies del cuerpo rotativo 30, ambos lados planos son paralelos.

Lista de referencias

1 Dispositivo

10 Carcasa

11 Superficie de referencia

12 Elemento de unión

14 Soporte del sensor

15 Entalladura

16 Mango

18 Cubierta

20 Sensor de distancia 1

22, 22' Sensor de distancia 2

24 Sensor de distancia 3

26, 26' Señal de sensor

30 Cuerpo rotativo, Disco de freno 32 Eje neutral

34 Desviación angular

36 Disposición axial

38 Disposición de muñón de eje 40 Equipo de evaluación

42 Posición de reposo

44 Equipo de calibración

46 Calibre

48 Asiento de unión

A, A' Distancia

MP1 Punto de medición 1

MP2 Punto de medición 2

MP3 Punto de medición 3

R, R' Radio

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para determinar una desviación de posición de un cuerpo rotativo (30) capaz de rotar alrededor de un eje de rotación, que comprende al menos un primer lado plano, con respecto a una superficie de referencia (11), caracterizado por que se realizan una determinación simultánea de al menos ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación del primer lado plano del cuerpo rotativo (30), en donde al menos dos sensores de distancia (20, 22, 22) estacionarios con respecto a la superficie de referencia miden en perpendicular a y en la dirección del primer lado plano del cuerpo rotativo (30), en donde los sensores de distancia (2o, 22, 22') transmiten a un equipo de evaluación (40) distancias determinadas durante el giro del cuerpo rotativo (30) con respecto al primer lado plano del cuerpo rotativo (30) en diferentes lugares, a partir de las cuales en el equipo de evaluación, teniendo en cuenta el ángulo de giro del cuerpo rotativo (30) alrededor del eje de rotación pueden determinarse una ortogonalidad axial y una excentricidad de superficie de rotación del cuerpo rotativo (30).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde al menos está previsto un sensor de distancia (24) adicional y está orientado hacia un segundo lado plano del cuerpo rotativo (30), de modo que también puede determinarse un paralelismo de superficies del cuerpo rotativo (30).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde al menos un sensor de distancia (20, 22, 22', 24) está previsto como palpador de medición de láser.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un sensor de distancia (20, 22, 22', 24) está previsto como sensor de proximidad capacitivo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde como cuerpo rotativo (30) está previsto un disco de freno de un freno de disco montado en una disposición de muñón de eje (38), en la que está prevista la determinación de paralelismo de superficies, ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación del disco de freno con respecto a un asiento de mordaza de freno como la superficie de referencia (11).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en donde están previstos al menos tres sensores de distancia (20, 22, 22', 24), que pueden conectarse de manera rígida con el asiento de mordaza de freno (11) y durante el giro del disco de freno (30) pueden suministrar un resultado de medición a un equipo de evaluación (40).

7. Dispositivo para la determinación simultánea de ortogonalidad axial y excentricidad de superficie de rotación de un cuerpo rotativo (30) capaz de rotar alrededor de un eje de rotación, que comprende al menos un primer lado plano, con respecto a una superficie de referencia, caracterizado por que están dispuestos al menos dos sensores de distancia (20, 22, 22') estacionarios con respecto a la superficie de referencia (11) y presentan una dirección de medición en perpendicular a y en la dirección del primer lado plano del cuerpo rotativo (30), en donde están previstos un equipo de evaluación (40), al que se transmiten distancias medidas mediante los sensores de distancia (20, 22, 22') con respecto al primer lado plano del cuerpo rotativo (30), así como un ángulo de giro del cuerpo rotativo (30) con respecto a la superficie de referencia (11), en donde el equipo de evaluación (40) está realizado de modo que, a partir de los valores transmitidos determina una ortogonalidad axial y una excentricidad de superficie de rotación del cuerpo rotativo (30).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, que comprende al menos un sensor de distancia (24) adicional, que está dirigido hacia un segundo lado plano del cuerpo rotativo (30), mide la distancia con respecto al segundo lado plano, y a partir de sus valores de medición puede determinarse un paralelismo de superficies del cuerpo rotativo (30).

9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, en donde al menos tres sensores de distancia (20, 22, 22') están previstos de manera que actúan en el primer lado plano y dos sensores de distancia (24) están previstos en el segundo lado plano del cuerpo rotativo (30).

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 9, en donde al menos un sensor de distancia (20, 22, 22', 24) está realizado como palpador de medición de láser.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 10, en donde al menos un sensor de distancia (20, 22, 22', 24) está realizado como sensor de proximidad capacitivo.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 11, en donde están previstas una primera forma de realización para una disposición axial (36) con eje continuo, en donde toda la unidad de eje se inserta en el dispositivo (1), y una segunda forma de realización para una disposición de muñón de eje (38) con suspensión de rueda individual, en donde la disposición de muñón de eje (38) de cada lado de vehículo se inserta por separado en el dispositivo (1).

13. Equipo de calibración, que presenta un calibre (46), que comprende una superficie plana de dimensiones exactas en los límites de tolerancia necesarios, en paralelo a la orientación del cuerpo rotativo (30), y que puede conectarse con un dispositivo (1) según una de las reivindicaciones 7 a 12 y en donde los sensores de distancia (20, 22, 22', 24) y/o el equipo de evaluación (40) conectado pueden ajustarse, caracterizado por que el calibre (46) está unido activamente de manera móvil con el dispositivo (1), de modo que puede hacerse pivotar automáticamente en la zona de medición de los sensores de distancia (20, 22, 22', 24) y el dispositivo (1) puede calibrarse según esto.