RU2219513C2

RU2219513C2 - Stand for adjusting automobile wheel alignment angles

Info

Publication number: RU2219513C2
Application number: RU2002103766/11A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Гаврилов; М.Ю. Полев; А.Э. Хлунов
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 2002-02-11
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2003-12-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to measuring and testing facilities and it can be used for adjusting angles of automobile steerable wheels at assembly and repair plants. Stand can be used for setting angles of front and rear wheels of automobiles. Proposed stand contains base frame with four sections, each consisting of paired drums rotated by forced drive with possibility of free displacement in plane perpendicular to longitudinal axis of automobile. It has measuring unit operating in channel for measuring misalignment of automobile axis relative to stand axis and in wheel toe-in and camber measuring channel and measuring rocker having no rigid coupling with wheel and made on joint in form of feeler gauge with three rollers arranged at angle of 120^o relative to each other and contacting with side surface of wheel out of zone of deformation from drums. Linear displacement pickups take measurements in 512 points at one turn of wheel and put information in form of corrections through control system. EFFECT: improved accuracy of wheel alignment angles, provision of automatic measuring cycle, increased capacity. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к контрольно-измерительной технике по регулировке углов установки управляемых колес транспортного средства, и может быть использовано на автосборочных и авторемонтных заводах для регулировки углов установки как передних, так и задних колес автомобиля. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to a control and measuring technique for adjusting the installation angles of the vehicle’s steered wheels, and can be used in car assembly and car repair plants to adjust the installation angles of both the front and rear wheels of the vehicle.

Известен стенд для измерения схождения и развала колес транспортного средства (см. а. с. 1746245, МКИ G 01 M 17/06), состоящий из двух секций с установленными на них барабанами, каждая из которых на своей раме имеет измерительный блок с двумя каналами измерения - угла схождения и угла развала управляемых колес. Для исключения погрешности формы шин при регулировке в конструкции этого стенда имеется специальный механизм захвата, выполняющий функцию адаптера, позволяющий измерять углы установки колес по поверхности обода колеса. A known bench for measuring the convergence and camber of the wheels of a vehicle (see a. P. 1746245, MKI G 01 M 17/06), consisting of two sections with drums mounted on them, each of which has a measuring unit with two channels on its frame measurements - toe angle and camber angle of steered wheels. To exclude tire shape errors during adjustment, this stand has a special gripping mechanism that acts as an adapter, which allows you to measure wheel alignment along the surface of the wheel rim.

Недостатком данного технического решения является неудовлетворительная для современных автомобилей точность измерения и низкая производительность работ при регулировке, что не позволяет эффективно использовать этот стенд в условиях регулировки колес автомобиля при конвейерной сборке. The disadvantage of this technical solution is the measurement accuracy unsatisfactory for modern cars and the low productivity of work when adjusting, which does not allow efficient use of this stand in the conditions of adjusting the wheels of a car during conveyor assembly.

Известен стенд для измерения схождения и развала колес транспортного средства (см. а. с. 1147947, МКИ G 01 M 17/06), состоящий из двух секций с установленными на них барабанами, каждая из которых на своей раме содержит измерительный блок с двумя измерительными каналами. Щупы (упоры) измерительного блока связаны со ступицей, которая соединена с блокам при помощи шарового шарнира, через подшипник качения, что позволяет измерительному блоку вступать в контакт с измерительным колесом без установки специального адаптера, при этом существенно сокращается время измерения по сравнению с аналогом. A known bench for measuring the convergence and camber of the wheels of a vehicle (see a. P. 1147947, MKI G 01 M 17/06), consisting of two sections with drums mounted on them, each of which contains a measuring unit with two measuring wheels on its frame channels. The probes (stops) of the measuring unit are connected to the hub, which is connected to the units by means of a ball joint, through a rolling bearing, which allows the measuring unit to come into contact with the measuring wheel without installing a special adapter, while significantly reducing the measurement time compared to the analogue.

Недостатком этих стендов является низкая точность измерения и регулирования углов установки колес, так как при измерении не фиксируется продольная ось автомобиля, а установочные барабаны, жестко закрепленные в опорных подшипниках, нагружают подвеску автомобиля при регулировке дополнительными нагрузками, которые после снятия автомобиля с установочных барабанов искажают результаты регулировки, при этом необходимость соосной установки ступицы измерительной системы с колесом снижает производительность. The disadvantage of these stands is the low accuracy of measuring and adjusting the angles of the wheels, since the longitudinal axis of the car is not fixed during the measurement, and the installation drums, rigidly fixed in the thrust bearings, load the car's suspension when adjusting additional loads, which distort the results after removing the car from the installation drums adjustment, while the need for coaxial installation of the hub of the measuring system with a wheel reduces productivity.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом стенде для регулирования углов установки колес на общей станине закреплены четыре секции, каждая из которых состоит из спаренных барабанов, выполненных вращающимися от принудительного привода, с возможностью независимого свободного перемещения в плоскости, перпендикулярной продольной оси автомобиля; измерительного блока, работающего в канале измерения угла перекоса оси автомобиля относительно оси стенда и каналах измерений углов схождения и развала; измерительного коромысла, не имеющего жесткой связи с колесом и выполненного на шарнире в виде щупа с тремя роликами, расположенными под углом 120^o, контактирующими с боковой поверхностью колеса вне зоны деформации от барабанов, при этом датчики линейных перемещений, производящие множество измерений (в 512 точках) за один оборот колеса, выдают через систему управления информацию в виде рекомендуемых поправок для регулировки, на стенде также имеются боковые фиксирующие упоры и направляющие ролики.The technical result is achieved by the fact that in the proposed stand for adjusting the angles of the wheels on the common frame four sections are fixed, each of which consists of twin drums made rotating from a forced drive, with the possibility of independent free movement in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the car; a measuring unit operating in the channel for measuring the skew angle of the vehicle axis relative to the axis of the stand and the channels for measuring the convergence and camber angles; a measuring beam, which does not have a rigid connection with the wheel and is made on a hinge in the form of a probe with three rollers located at an angle of 120 ^o , in contact with the side surface of the wheel outside the deformation zone from the drums, while linear displacement sensors that make many measurements (at 512 points ) for one revolution of the wheel, they issue information through the control system in the form of recommended amendments for adjustment, the stand also has lateral locking stops and guide rollers.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан общий вид стенда для регулирования углов установки колес;
на фиг.2 изображен блок с независимой плавающей установкой спаренных барабанов;
на фиг.3 изображен измерительный блок.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 shows a General view of the stand for adjusting the angles of the wheels;
figure 2 shows a block with an independent floating installation of twin drums;
figure 3 shows the measuring unit.

Стенд для регулировки углов установки колес (фиг.1) содержит установленные на общей станине 1 четыре одинаковые секции 2, позволяющие полностью идентифицировать положение автомобиля в горизонтальной плоскости. Каждая секция имеет в своем составе блок спаренных барабанов 3 с независимой плавающей установкой каждого барабана и электропривод 4, а также измерительный блок 5 с тремя каналами измерения, которые с измерительными блоками остальных секций образуют 12-канальную систему измерения стенда. Дополнительно стенд оснащен механизмом установки, включающим боковые фиксирующие упоры 8, устанавливающие и фиксирующие автомобиль, дающие стабильность измерения и правильность регулировки, эстакады 7 с направляющими и отбойными роликами 8 для организации заезда и съезда автомобиля. Работа всех исполнительных механизмов стенда обеспечивается пневмооборудованием 9, а управление автоматическими циклами работы - электрооборудованием 10, имеющим в своем составе программируемый контроллер, светофор 11, устройство для контроля руля автомобиля в среднем положении 12, а также для обработки измерений персональный компьютер 13 в комплекте с принтером для распечатки протокола с результатом измерений. Блок спаренных барабанов (фиг.2) состоит из основания 14, на котором в опорах с подшипниками 15 жестко установлены валы 16, которые передают вращение от фланцев 17 через шпонки 18 и 19 на барабаны 20. Блок спаренных барабанов выполнен с возможностью принудительного вращения от привода (не указан). Каждый барабан блока может свободно перемещаться вдоль оси вала на шариках 21, уложенных в пазах барабана. Таким образом обеспечивается возможность независимого свободного вращения и перемещения одного барабана относительно другого, что значительно уменьшает нагрузки на подвеску автомобиля при регулировании углов установки с одновременным повышением точности регулировки. Измерительный блок (фиг.3) состоит из основания 22, на котором расположены направляющие 23 с упором 24, и ползуна 25 с установленными на нем пневмоцилиндром 26, шток которого закреплен на упоре, а также датчиками линейных перемещений 27 и 28, работающими в каналах измерений углов схождения и развала, и дополнительно датчиком линейных перемещений 29, работающим в канале измерения угла перекоса оси автомобиля относительно оси стенда, повышающим точность измерения угла схода правого и левого колес автомобиля, кроме того, в совокупности с задними измерительными блоками, дающими возможность контролировать перекос оси заднего моста. На передней стенке ползуна расположен кронштейн со сферическим шарниром 30 и поворачивающимся на нем измерительным коромыслом в виде щупа 31, который имеет три свободно вращающихся измерительных элемента - ролика 32 на конце. Конструкция шарнира аналогична шаровой опоре автомобиля. Для защиты от вредных повреждений измерительный блок защищен кожухом 33. The stand for adjusting the installation angles of the wheels (Fig. 1) contains four identical sections 2 mounted on a common frame 1, which make it possible to fully identify the position of the vehicle in the horizontal plane. Each section includes a twin drum unit 3 with an independent floating installation of each drum and an electric drive 4, as well as a measuring unit 5 with three measuring channels, which, with the measuring units of the remaining sections, form a 12-channel stand measurement system. Additionally, the stand is equipped with an installation mechanism, including lateral locking stops 8, which install and fix the car, giving stability of measurement and correct adjustment, trestle 7 with guides and jack rollers 8 for organizing the arrival and exit of the car. The operation of all actuators of the stand is provided by pneumatic equipment 9, and the automatic operation cycles are controlled by electrical equipment 10, which includes a programmable controller, a traffic light 11, a device for controlling the steering wheel in the middle position 12, and also for processing measurements, a personal computer 13 complete with a printer to print the protocol with the measurement result. The twin drum unit (FIG. 2) consists of a base 14, on which shafts 16 are rigidly mounted in bearings with bearings 15, which transmit rotation from the flanges 17 through the dowels 18 and 19 to the drums 20. The twin drum unit is configured to force rotation from the drive (not specified). Each drum of the block can freely move along the axis of the shaft on the balls 21, laid in the grooves of the drum. This provides the possibility of independent free rotation and movement of one drum relative to another, which significantly reduces the load on the suspension of the car when adjusting the installation angles while improving the accuracy of adjustment. The measuring unit (figure 3) consists of a base 22, on which there are guides 23 with a stop 24, and a slider 25 with a pneumatic cylinder 26 mounted on it, the rod of which is fixed on the stop, as well as linear displacement sensors 27 and 28 working in the measurement channels angles of convergence and camber, and additionally a linear displacement sensor 29 working in the channel for measuring the skew angle of the car axis relative to the axis of the stand, increasing the accuracy of measuring the angle of convergence of the right and left wheels of the car, in addition, in conjunction with the rear Itelnymi blocks, giving the ability to control the skew axis of the rear axle. On the front wall of the slider there is a bracket with a spherical hinge 30 and a measuring beam turning on it in the form of a probe 31, which has three freely rotating measuring elements - a roller 32 at the end. The hinge design is similar to the ball joint of a car. To protect against harmful damage, the measuring unit is protected by a casing 33.

Стенд работает следующим образом. The stand works as follows.

При зеленом сигнале светофора 11 автомобиль по эстакаде 7 заезжает на стенд и встает на установочные барабаны 3. Оператор проверяет давление в шинах автомобиля, устанавливает на рулевое колесо устройство для контроля руля в среднем положении 12. Нажимает кнопку "измерение". По команде с этой кнопки включается вращение установочных барабанов, а боковые упоры 6 фиксируют автомобиль. При вращающихся установочных барабанах автоматически подводятся измерительные блоки 5, персональный компьютер 13 включает режим измерения и за один оборот колеса автомобиля по 12 каналам набирает измерительную информации в объеме 512 точек для каждого колеса, после чего вращение установочных барабанов 3 останавливается, на табло стенда высвечивается значение углов установки колеса автомобиля. После проведения регулировки оператор повторно нажимает кнопку "измерение", затем, если регулировка по вновь полученным измерениям не требуется, включается кнопка "регистрация". По команде с этой кнопки измерительные блоки и боковые упоры приходят в исходное положение, загорается зеленый сигнал светофора и автомобиль съезжает со стенда. Одновременно распечатывается протокол, в котором фиксируются регистрационные данные автомобиля, дата регулировки и значения углов установки колес автомобиля. With the green signal of the traffic light 11, the car enters the stand along the platform 7 and stands on the installation drums 3. The operator checks the pressure in the tires of the car, installs a steering wheel control device in the middle position 12. Presses the "measurement" button. At the command of this button, the rotation of the setting drums is turned on, and the side stops 6 fix the car. When rotating the setting drums, the measuring units 5 are automatically brought in, the personal computer 13 switches on the measurement mode and for one revolution of the vehicle’s wheel through 12 channels collects measuring information in the amount of 512 points for each wheel, after which the rotation of the setting drums 3 stops, the angles value is displayed on the stand display car wheel installation. After the adjustment, the operator repeatedly presses the "measurement" button, then, if the adjustment for the newly received measurements is not required, the "registration" button is turned on. At the command of this button, the measuring units and side stops come to their original position, the green traffic signal lights up and the car moves off the stand. At the same time, a protocol is printed in which the registration data of the car, the date of adjustment and the angle of installation of the wheels of the car are recorded.

Данное изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет введения в состав стенда четырех секций, каждая из которых состоит из двух спаренных барабанов с плавающей установкой, позволяющей значительно уменьшить нагрузки на подвеску автомобиля при регулировании углов установки с одновременным повышением точности регулировки, а измерительный блок, снабженный дополнительным датчиком линейных перемещений, работающим в канале измерения угла перекоса оси автомобиля относительно оси стенда, повышает точность измерения угла схода правого и левого колес автомобиля и дает информацию с перекосе заднего моста. Система управления позволяет после основного измерения, если колесо не вращалось и измерительные блоки не отводились, получать при регулировании значение углов установки колес с учетом отклонения оси плоскости вращения без вращения колес. Таким образом, регулирование углов установки колес на предлагаемом стенде с автоматизацией всего цикла позволит в конечном итоге повысить производительность работ и качество автомобиля. This invention allows to expand the functionality by introducing four sections into the stand, each of which consists of two twin drums with a floating installation, which can significantly reduce the load on the vehicle's suspension when adjusting the installation angles while increasing the accuracy of adjustment, and the measuring unit is equipped with an additional a linear displacement sensor operating in the channel for measuring the skew angle of the vehicle axis relative to the axis of the stand increases the measurement accuracy la vanishing left and right wheels of the car and gives the information to the misalignment of the rear axle. The control system allows after the main measurement, if the wheel did not rotate and the measuring units were not retracted, when adjusting, the angle of the wheels is adjusted taking into account the deviation of the axis of the plane of rotation without wheel rotation. Thus, the adjustment of the wheel alignment angles on the proposed stand with the automation of the entire cycle will ultimately improve the productivity and quality of the car.

Claims

A stand for adjusting the angles of installation of the wheels of the car, consisting of two sections fixed to the frame, each of which contains mounting rotary drums, a measuring unit with linear displacement sensors working in the channels for measuring the convergence and camber angles, and a measuring beam made on a hinge in the form of a probe with rollers on the end, mounted for rotation in horizontal and vertical planes, and control and measurement systems, characterized in that the side mounted locking e stops, guide rollers and two additional sections for the rear wheels, the drums of each section are made rotating from a forced drive with the possibility of independent free movement in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the car, the measuring unit is additionally equipped with a linear displacement sensor working in the channel for measuring the skew angle of the car axis relative to the axis of the stand, the probe, not having a rigid connection with the wheel, is made with three rollers located at an angle of 120 ° in contact with the side the surface of the wheel outside the deformation zone from the drums, while linear displacement sensors that make many measurements in one revolution of the wheel provide information through the computer in the form of corrections to adjust the installation angle of each wheel.