SE416350B - Anordning for kontroll av hjulaxlars riktning jemte anvendning av anordningen - Google Patents

Description

7908488-5 2 rörlig skalslid, medan fig. 5 är ett snitt längs linjen V>V i fig. Å. Fig. 6 är en schematisk perspektivvy över två i anordningen enligt uppfinningen ingående enheter och deras samverkan, varvid enheterna visas helt frilagda.

Fig. 7-10 slutligen åskådliggör schematiskt hur de båda enheterna samverkar vid kontroll av axelriktningarna hos hjulen i ett hjulpar i några olika mät- fall.

För att klargöra uppfinningens bakgrund skall först verkningssättet för den tidigare, t.ex. från den nämnda amerikanska patentskriften 4 155 82) kända mätanordningen beskrivas i korthet med hänvisning till fig. 1, som vi- sar en tung lastbils underrede, vars centrala längdaxel betecknas X-X. Mät- anordningen omfattar en laserenhet 10 och en s.k. navlinjal 20, och på vartdera av de hjul (i detta fall dubbelhjul) 1 det hjulpar som skall un- dersökas är en s.k. centreringsenhet 15 anbragt, företrädesvis av det slag som beskrivas t.ex. i det svenska patentet 7405412-5. Denna centreringsen- het är så beskaffad, att en från enheten utskjutande tapp 16 medelst en en- kel inställning kan bringas till praktiskt taget absolut koaxialitet med hjulets rotationsaxel, varför denna tapp således representerar rotations- axeln för respektive hjul i paret. Vid den visade typen av hjulupphängning bör de båda rotationsaxlarna sammanfalla med oentrumlinjen Y-Y mellan hju- len, men fackmannen är införstådd med att i andra fall kan hjulinställning- en vara sådan, att de båda rotationsaxlarna lutar något sinsemellan, dvs. bildar en liten vinkel med centrumlinjen Y¥Y.

På den ena sidans centreringstapp 16 är som synes laserenheten 10 anbragt, medan navlinjalen 20 är anbragt på den motsatta sidan monterade centreringsenhetens tapp l6'. Vid laserenhetens ena ände är ett avlänknings- prisma 12 anbragt, och på motsvarande ställe på navlinjalen är en fast ska- la 22 med central nollpunkt anbragt. Laserenheten utsänder en ljusstrâle, som är noggrant vinkelrät mot centreringsenhetens tapp 16, och denna stråle reflekteras i avlänkningsprismat 12 för att träffa den motstående skalan 22 på navlinjalen. Arrangemanget är nu sådant, att om avståndet y mellan cent- rum av tappen 16 på centreringsenheten 15 på lasersidan till reflektione- pukten i avlänkningsprismat 12 är exakt lika stort som avståndet y mellan centru av tappen 16' på motstående centreringsenhet 15' till nollpunkten på navlinjalens 20 skala 22, och om vidare avlänkningsprismat 12 har den inledningsvis omnämnda egenskapen att reflektera laserstrålen under en vin- ke1.0L, som är exakt 900, kommer uppenbarligen strålens träffpunkt på ska- lan 22 att direkt markera om hjulaxeln på lasersidan, dvs. närvarande centreringstapp 16, lutar något i förhållande till hjulparets gemensamma oen- trumlinje Y>Y. 3 7908488-5 Såsom redan framhållit kräver denna mätanordning stor noggrannhet i utförandet, speciellt det ingående avlänkningsprismat 12, men även de båda enheterna själva kräver stor noggrannhet vid tillverkningen. Att arrangera deras ingreppspartier med centreringsenheternas tappar 16 så, att enheter- na blir riktade exakt vinkelrätt mot tapparna är inte allt för krävande, men att avpassa de båda enheterna så, att de ovan definierade avstånden y blir exakt lika är kostnadskrävande.

Anordningen enligt uppfinningen bygger på förutsättningen att re- lativa eller jämförande mätningar kan utföras, och härvid blir det möj- ligt att utföra de i mätanordningen ingående enheterna avsevärt billigare, tack vare de minskade krav på noggrannhet som ställes vid tillverkningen.

Fig. 2 och 5 visar den nya mätanordningen i två olika mätlägen. Det förutsät- tes att mätningen genomföres på ett fordons bakhjul 18 och l8', och liksom tidigare har lämpliga centreringsenheter 15 och 15' med tappar 16 resp. 16' monterats på hjulen såsom fig. 2 visar. En laserenhet 30 omfattar en bom eller hållare 54 i vars ena ände en laserstrålkastare 35 är anbragt, medan en optisk avlänkningo- eller reflektorenhet 32 är anbragt vid hållarens 54 motsatta ände. Hållaren är försedd med en styrning 56 anordnad att ingripa med tappen 16, så att enheten kan spännas fast på tappen i ett läge vinkel- rätt mot denna. För mätningar i horisontalläge är laserenheten försedd med en libell 38. I stora drag överensstänmer således laserenheten 30 med den ovan kortfattat beskrivna laserenheten 10, men några extrema krav på enhe- tens mått- och riktningsnoggrannhet föreligger inte, såsom redan framhål- lits och som skall förklaras närmare i det följande.

På motsatta sidan är en navlinjal Hu anbragt på närvarande centreringo- enhets 15' tapp l6', varvid linjalen består av en bom eller hållare ÄN försedd med en lämplig styrning Ä6 för ingripande med och uppriktning i förhållande till tappen l6'. Denna navlinjal är emellertid inte försedd med en fast ska- la utan med en rörlig skalslid 50, som närmare visas i fig. 4 och omfattar en hylsa 52 som passar på och är förskjutbar längs bommen Ä4, vilken lämp- ligen utgöres av ett konventionellt fyrkantsrör av lättmetall. Hylsan 52 kan låsas på bommen medelst en låsskruv 58 och uppbär en skalskiva 55, på vil- ken en skala med nollpunkt 56 är markerad.

Med hjälp av anordningen enligt uppfinningen genomföres en jämförelse av de båda hjulaxlarnas riktning i förhållande till en gemensam centrumlinje Y-Y på följande sätt. laserstrålkastaren 55 utsänder en stråle 31, som re- flekteras vinkeln 0¿ = 900 i avlänkningsprismat 32, och den reflekterade strålen 33 träffar navlinjalens skala 55 på skalsliden 50. Prismats avlänknings- punkt antas befinna sig på avståndet yl från tappens 16 centrum, medan ska- 79Û8ë88-5 i lans 55 nollpmkt 56 antas befinna sig på avståndet ya frïm tappens 16' centrum.

Om nu de båda tapparna 16 och l6", som sålunda representerar de bå- da hjulens rotationsaxlar, är exakt kcaxiella och om vinkeln u: exakt 90°, avstånden yl och ya exakt lika samt såväl laserenlieten som navliiuja- len uppriktade exakt vinkelrätt mot respektive centreringstappar, kommer uppenbarligen strålen 55 att i läget enligt fig. E träffa skalans 55 noll- punkt 56. Om emellertid såväl komponenterna själva som deras uppriktning är utförda med måttlig och icke extrem noggrannhet är det sannolikt att strålens 55 träffpunkt på skalan 55 kommer att ligga vid sidan av noll- punkten 56. Speciellt gäller detta om reflexionsvinkeln oo skulle avvika något från 900.

'Man ombesörjer emellertid att str-ålen 55 träffar nollpunkten 56 helt enkelt genom att för-skjuta skalsliden 50 något, så att ett utgång.,- läge med strålen träffande nollpunkten erhålles. Om sedan de båda enheter- na 50 och 40 svänges 1800 till det i fig. 5 visade läget korruner av lätt insedda skäl strålen 55 att fortfarande träffa skalan 55 i nollpunkten 56, förutsatt alltså att de båda tapparna 16 och 16' är koaxiella.

Skulle emellertid tappen 16, som uppbär laserenheten 50, luta något i förhållande till 16' kommer uppenbarligen strålens träffpunkt att flytta sig efter IBOO-svängningen, och denna förflyttning utefter skalan 55 utgör ett mått på tappens 16, dvs. hjuletz: 18 snedställning.

En ny mätning genomföres därefter, denna gång med enheterna onlbytta, så att laserenheten 50 anbringas på den motsatta centreringstappen 16' , och vice versa. Omflyttningen betingas av det förhållandet att det alltid är snedställningen av den tapp som laserenheten sitter på som avslöjas ge- nom mätningarna, såsom skall diskuteras närmare i det följande med hänvis- ning till fig. 7-10. De beskrivna mšítningarna, eventuellt kompletterade med mätningar i mellanlägen, ger en fullständig bild av riktningen av de båda hjulens rotationsaxlar.

I fig. 6 visas i perspektiv ett praktiskt lämpligt utförande av de båda i mätanordningen enligt uppfinningen ingående enheterna, varvid dessa visas frilagda. Navlinjalen 40 är utförd så, som tidigare beskrivits och omfattar sålunda en hållare eller bom i fom av ett fyrkantsrör 434 försett med en styrning 46 passande mot den förekommande centreringsenhetens tapp, och linjalen spännes fast på denna medelst en läïnplig klämbygel 48. På bommens 44 motsatta šinde är den ovan beskrivna skalsliden 50 glidbart och låsbart anbragt.

Laser-enheten utföres i praktiken lämpligen mera kompakt än som vi- 5 7908488-5 sas i fig. 2 och 5, och den i fig. 6 visade laserenheten 60 omfattar sålun- da en strålkastare 65, vars strålutgångsände är försedd med en fattning 64 anordnad att uppta en adapterhylsa 61, som medelst en låsskruv 63 kan fixe- ras i ett bestämt läge i fattningen. Vid sin yttre ände uppbär adapterhyl- san 61 ett avlänknings- eller reflektionsorgan 62, som kan vara av god- tycklig, lämplig typ, t.ex. ett konventionellt spegelprisma, ett s.k. pentagonprisma eller en prismaenhet av det slag som beskrives i det nämnda svenska patentet 7508469-8. På adapterhylsan 61 är en libell 6& anbragt, och hela laserenheten 60 anbringas pi tillhörande centreringstapp medelst ett styrbeélag 66 med tillhörande klämbygel 67.

Hur mätanordningen enligt uppfinningen användes 1 praktiken kommer nu att exemplifieras med hänvisning till fig. 7-10, som sehematiskt åskåd- liggör hur mätanordningen fungerar i några olika mätfall. Först antages, se fig. 7, att rotationsaxlarna för de båda hjulen i ett hjulpar är helt koaxiella, vilket sålunda innebär att de påmonterade centreringsenheternas tappar lb och 16' likaledes är helt koaxiella med sina eentrumaxlar samman- fallande med centrumlinjen Y-Y'mel1an hjulen. Det antages vidare att den från laserenheten 60 reflekterade strålen 33 inte reflekterats exakt vinkel- rätt från laserenhetens längdriktning, utan reflektionsvinkeln avviker med ett litet belopp 6 (låt säga ett tiotal bågminuter) från 900, såsom i hög grad överdrivet markeras i fig. 7. Om skalsliden 50 ställes in så, att strålen 35 träffar den på sliden anhragta skalans nollpunkt 56 kommer strå- len fortfarande, eftersom tapparna 16 och l6' är helt koaxiella, att träffa nollpunkten om enheterna 20 och 60 svänges 1800, såsom visas nedtill i fig. 7.

Om det nu antas att det enligt figurerna vänstra hjulet (på vilket således navlinjalen 20 sitter) skevar något, närmare bestämt så, att dess rotationsaxel bildar en liten vinkel 5' med centrumlinjen Y-Y mellan hjulen, se fig. Ü, kommer förhållandena praktiskt taget inte alls att förändras.

Vinkeln I ör under alla förhåiland slidens 50 skala kommer att ha rört sig en obetydlighet praktiskt taget i linJe med strålen 33, vilket i sin tur innebär att någon förflyttning av dennas träffpunkt på skalan inte kommer att kunna observeras. Härvid är det således förutsatt, såsom visas i fig. 8, att det högra hjulet, fortfarande står rätt, dvs. dess rotationsaxel sammanfaller med centrumlinjen Y-Y.

Helt annorlunda blir förhållandena om navlinjalen och laserenheten får byta plats, som visas i fig. 9. Snedställningen 3' hos tappen 16' inne- bär, trots att den som nämnts kan vara mycket liten, en kraftig svängning av strålen 53, och om, såsom i detta fall visas nedtill i fig. 9, skal- 7908488-5 6 sliden 50 förskjutes så att strälen träffar dess skala i nollpunkten 56 och systemet sedan svänges l80° (se upptill i fig. 9) kommer strålens träff- pukt att förskjutas sträckan s längs skalan. Med kännedom om avståndet mellan enheterna och dessas geometriska dimensioner kan lätt kalibreringstabeller upprättas, så att ett mått på snedställningen Ä kan erhållas.

Av ovanstående framgår således att mätningarna med anordningen enligt uppfinningen fastställer snedställningen hos rotationsaxeln till det hjul på vilket laserenheten monteras. Såsom påpekades i samband med beskrivningen av fig. 8 märks inte om den centreringstapp l6 eller 16' på vilken navlinjalen monteras skulle stå snett, Om det antas att läget en- ligt fig. 9 ändras så, att även det högra hjulets rotationsaxel står snett, t.ox. vinkeln Q9 . vilket läge visas i fig. lO, kommer fortfarande laser- strålen 53 att ge ett utslag s på skalslidens 50 skala. För att sedan fast-- ställa storleken av vinkeln Q :får enheterna än en gång byta plats, så att laserenheten 60 fästes på den högra centreringstappen 16, och nu kommer la- serstrålens utslag att betingas av vinkeln Q , såsom kan fastställas på den på centreringstappen l6' anbragta navlinjalen 20.

På detta sätt kan en serie noggranna mätningar och kontroller ge- nomföras på ett fordon utan att några demonteringar eller ingrepp behö- ver utföras på detta. De i mätanordningen enligt uppfinningen ingående komponenterna kan lätt och snabbt kopplas till fordonets hjul, och den erforderliga serien av mätningar kan genomföras snabbt och enkelt ute på fältet, såsom torde framgå av den föregående beskrivningen.

Såsom redan tidigare framhållits är det inte alltid så, att rota- tionsaxlarna för hjulen i ett hjulpar skall sammanfalla, utan de kan vara avaiktligt anordnade att bilda en vinn vinkel 1 fölhdllunde till varandra och fordonets geometriska axLur (bor-ln/but ctv.), mvh ulla sådana inställ- ningar kan kontrolleras med hJälp av mätanordningen enligt uppfinningen.

Claims (2)

1. 7 '7908488-5 Patentkrav l. Anordning för kontroll och fastställande av hjulaxlaras riktning, företrädesvis axlarna av tvâ i stort sett koaxiellt anordnade hjul (enkel- eller dubbehjul) bildande ett hjulpar, vilken anordning omfattar två mät- enheter i form av långsträckta element (50, 40) anordnade att fästas på var sin av hjulparets (18, l8') axlar (16, l6'), så att de sträcker sig i stort sett vinkelrätt och i samma riktning ut från respektive axel, varvid den ena enheten utgöres av en skalenhet (HO), som uppvisar en skala (55) belägen på ett givet avstånd (y?) från samverkande axel (lö'), medan den andra enheten utgöres av en etrnlenhvt (30) innefattande dels en strål- kastare, företrädesvis en laser (35), för avgivande av en ljusstråle (Bl), dels ett reflektororgan (52) beläget på i stort sett samma givna avstånd (yl) från den med strålenheten samverkande axeln (16) och anordnat att re- flektera ljusstrålen i stort sett QLO i riktning (55) mot den nämnda skalan på skalenheten, k ä n n e t e c k n a d av att skalenhetens (40) skala (55) är anordnad förskjutbar och låsbar i ett valt läge utefter skalenheten.

2. Anordning enligt krav l inrättad för mätning på fordonshjul, vil- kas axlar representeras av på hjulen fastsatta, med respektive hjuls rota- tionsaxel koaxiella axeltappar (16, l6'), varvid skalenheten (ÅO) omfattar en stomme i form av ett lättmetallrör (44), företrädesvis ett fyrkantsrör, vilket är försett med en styrning (46) jämte fästanordning (48) för skal- enhetens montering på ett hjuls (t.eX. l8') axeltapp (l6'), k ä.n n e - t e c k n a d av att skalan (55), som företrädesvis är symmetriskt ut- formad kring en central nollpunktsmarkering (56), är anbragt på en hylsa eller slid (50), som är anordnad förskjutbar på skalenhetens (40) stomme (ÄH) och låsbar i ett valt läge medelst en låsanordning, t.ex. en låsskruv (SE). 5. Användning av en mätanordning enligt något av föregående krav för 7998488-5 8 att fastställa och kontrollera riktningen av rotationsaxlarna för ett fordons hjul, vilken anordning sålunda omfattar dels en skalenhet (40) upptagande en längs enheten förskjutbar skala (55) med central nollpunkt (56), dels en strålenhet (60) med strålkastare (65) och reflektororgan (62) för vinkelrät avlänkning av strålkastarens stråle mot skalenhetens (40) skala (55), var- vid hjulen undersöks parvis, dvs. mätanordningen anbringas på såväl ett hjul på fordonets ena sida som det motstående hjulet på fordonets andra sida, vilka hjul som förberedelse för mätningen försetts med från hjulen utskåutande tappar (16, l6') placerade koaxiellt med respektive hjuls rotationsaxel, k ä n n e t e c k n a d av att strålenheten (60) momentant fästes i ett visst, företrädesvis horisontellt läge på det ena hjulets tapp (t.ex. 16), medan skalenheten (#0) fästes i ett motsvarande, med strålenheten (60) i stort sett parallellt läge på det motstâende hjulets tapp (l6'), så att dess skala (55) träffas av strålenhctens (60) stråle (55); att skalenhetens skala (55) förskjutes till ett läge. 1 vilket dess nollpukt (56) träffas av strålen (55); att de båda enheterna (40, 60) med bibehållen parallelli- tet svänges, företrädesvis 1800, kring sina axelcentra till ett nytt läge, varvid en eventuell förflyttning av strålens (33) träffpunkt på skalan (55) från dennas nollpunkt (56) noteras för beräkning av hur riktningen av det förstnämnda, strålenhetsbärande hjulets rotationsaxel avviker från rikt- ningen av centrumlinjen (Y>Y) mellan de båda hjulen; samt att de båda enhe- terna (ÅO, 60) bringas att byta plats, varefter de nämnda mätningsstegen genomföras på nytt för beräkning av eventuell riktningsavvikelse hos det andra hjulets rotationsaxel.