SE521797C2 - Apparat och metod för mätning av vinklar av en del på ett fordon - Google Patents

Description

521 je? . _ regleras pa vink g ...til mätaren AJBOÄ och ett lås appliceras. En and- ra nivàmätare regleras och tavlan på vinkelmätaren AM30l noll- ställs. Hjulet vrids nu 20 grader inåt med användning av vin- kellinjalen. Den första nivåmätaren regleras, ett lås applice- ras, den andra nivàmätaren regleras och castern kan läsas från tavlan.

Processen för att mäta KPI (KingPin-lutning) är i princip samma men med mindre anpassningar. T.ex. måste bromsen vara pà för att förhindra att hjulet roterar under mätningen och vinkelmä- taren AM30l regleras inte med användning av den första nivåmä- taren efter att hjulet har vridits inåt. Även om den ovan angivna proceduren ger excellenta resultat och en skicklig hantverkare faktiskt kan utföra mätningarna ganska snabbt omfattar processen flera manuella steg, vilka vardera har en liten risk att utföras fel, vilket resulterar i felaktig mätning och ökad tid för att utföra mätningarna.

Det finns därför ett behov i teknikens ståndpunkt att reducera de manuella ingreppen och minska tiden för att utföra mätning- arna utan att vara tvingad att använda stora, dyra utrustning- ar. Det skulle också vara fördelaktigt att ha mera exakta mät- ningar av de olika hjulvinklarna.

FR 2 326 679 ”Dispotif pour mesure des angles de chasse et d'inclinaison de pivot d'une roue avant de vehicule” visar en anordning för att mäta ett fordons caster och lutningsvinkel som använder en elektrisk potentiometer med en pendel.

US 4,l57,6l8 ”Method and apparatus for determining caster, cam- ber, and toe-in” visar en mekanisk anordning för hjulvinkelmät- ningar.

US 4,430,802 ”Vehicle wheel alignment test apparatus” visar en hjulinriktningstestningsapparat för att avläsa caster, camber, toe-in och svängradievinklar. Apparaten är utrustad med tråd- töjningsgivare. 521 797 ¿g¿; Sammanfattning av uppfinningen Det är ett huvudsakligt syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla sådana apparater och metoder som förbättrar tillförlitligheten för mätningar av vinklar, speciellt hjul- vinklar, reducerar möjligheten till mänskliga fel och förenklar mätningsprocessen under det att kostnaden för utrustningen hålls relativt låg.

Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la sådana apparater och metoder så att instrumentet automatiskt kalibreras utan att involvera inställningar som utförs av ope- ratören.

Dessa syften bland andra uppnås, enligt en första aspekt av fö- religgande uppfinning, genom att tillhandahålla en anordning och en metod, vilka mäter böjningen av en utsträckt stav på grund av effekten av jordgravitationen för att utföra vinkel- mätningarna.

Mer speciellt uppnås dessa syften, enligt en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen, genom att fästa en utsträckt stav i ett fast förhållande till en hjulanpassningsspindel som har en axel i ett parallellt förhållande till en hjulaxel. Beroende på vinkeln för hjulanpassningsaxeln, så kommer den utsträckta sta- ven att böjas med olika mängd under inflytande av gravitatio- nen. En trådtöjningsgivare mäter böjningen av den utsträckta staven och ett beräkningsorgan beräknar vinkeln för hjulaxeln.

Enligt en annan föredragen utföringsform är två trådtöjnings- givare anordnade på den utsträckta staven med känd vinkel, t.ex. ortogonalt, i relation till varandra. Därmed kan två vinklar mätas samtidigt. En av trådtöjningsgivarna kan då an- vändas vid kalibrering och den andra för att faktiskt utföra mätningen.

Det finns därför ett behov i teknikens ståndpunkt att reducera det manuella ingreppet, minska tiden för att utföra mätningarna 521 797 4 utan att tvingas använda stor, dvr utrustning. Det skulle också vara fördelaktigt att erhålla en exaktare mätning av de olika vinklarna.

En fördel med föreliggande uppfinning är att antalet steg för att utföra en speciell vinkelmätning reduceras, vilket därige- nom reducerar risken för fel.

En annan fördel enligt föreliggande uppfinning är att tiden för att utföra en mätning minskas.

En annan fördel enligt föreliggande uppfinning är att med två ortogonala givare, kan fler än en vinkel mätas samtidigt.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att instrumentet inte behöver placeras i en upprätt position för att ta mätning- är.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att mycket exak- ta mätningar för vinklarna kan erhållas.

Ytterligare en annan fördel med föreliggande uppfinning är att apparaten är relativt billig och lätt att hantera.

Ytterligare kännetecken av uppfinningen och fördelar därav kom- mer att vara uppenbara från den följande detaljerade beskriv- ningen av utföringsformer av uppfinningen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att bättre förstås från den de- taljerade beskrivningen av utföringsformer av föreliggande upp- finning som ges här nedan och de bifogade figurerna l till 3, vilka ges i illustrativt syfte och alltså inte är begränsande för föreliggande uppfinning.

Figur la visar schematiskt en vy framifrån av en utsträckt stav enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen som har trådtöjningsgivare för att mäta böjningen av staven. s21g797 Fig1r lb visar en schemat ._-u_ isk vy från sidan av den utsträckt; staven i figur la som har trådtöjningsgivare för att mäta börjningen av staven.

Figur 2 visar en vy i perspektiv av en hjulanpassningsspindel och en laser och en mätanordning enligt en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen monterad därpå.

Figur 3 visar en sprängd vy i perspektiv av en mätanordning en- ligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Föredragna utföringsformer I följande beskrivning framställs specifika detaljer, i förkla- rande syfte och inte begränsande, som t.ex. speciella tekniker och tillämpningar i syfte att tillhandahålla en grundlig för- ståelse för föreliggande uppfinning. Emellertid kommer det att vara uppenbart för fackmannen att föreliggande uppfinning kan utföras i andra utföringsformer som skiljer sig från dessa spe- cifika detaljer. Vid andra tillfällen utelämnas detaljerade be- skrivningar av välkända metoder och apparater för att inte skymma beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga de- taljer.

Figurerna la och lb visar, i en vy framifrån och en vy från si- dan, en utdragen stav lOl som har en första trådtöjningsgivare lO2 och en andra trådtöjningsgivare lO3 för att mäta böjningen av staven lOl. Den första och andra trådtöjningsgivaren lO2 och lO3 är monterade ortogonalt i förhållande till varandra. taven lOl omfattar ett fastsättningsorgan lO4 för att fästa staven lOl i ett fast förhållande med en hjulanpassningsspindel (be- skrivs i större detalj nedan) anordnad vid en första toppände på nämnda stav lOl. En vikt lO5 är anordnad i en andra botten- ände på nämnda stav lOl. Vikten finns närvarande för att förhö- ja böjningen av staven lOl på grund av gravitationsfältet.

Som ett alternativ kan vardera trådtöjningsgivaren positioneras på individuella utsträckta stavar. Alltså, skulle det krävas 521 797 |.._1 två individuel a stavar med tva tràdtöjningsgivare. Värdera av stavarna kan då omfatta individuella vikter.

Enligt ytterligare ett alternativ behöver inte de två tràdtöt- ningsgivarna positioneras ortogonalt, de kan faktiskt ta vilken känd vinkel som helst i förhållande till varandra. De får emel- lertid inte vara parallella.

Om, när staven 101 är fixerad till en axel med fästorganen 104, axeln inte är perfekt ortogonal till gravitationsfältet, kommer staven 101 att böjas något. Denna böjning kommer att påverka tràdtöjningsgivarna 102 och 103, vilket kommer att påverka en elektrisk egenskap hos nämnda tràdtöjningsgivare 102 och 103, t.ex. resistansen. Förändringen av t.ex. resistansen mäts och en beräkningsenhet (ej visad) kan beräkna böjningen av staven 101 och därigenom hur mycket axeln avviker från det ortogonala förhållandet med gravitationsfältet.

Figur 2 visar en vy i perspektiv av ett hjul 201 med en per ce konventionell hjulanpassningsspindel 202 fastsatt. Hjulanpass- ningsspindeln 202 omfattar organ för att anpassa spindeln 202 så att en axel 203 är parallell med axeln pà hjulet 201 på ett konventionellt sätt. En laser 204 är monterbar på hjulanpass- ningsaxeln 203 och samarbetar med gradlinjaler på fordonet el- ler på golvet (ej visade) för användning vid kontroll av posi- tioneringen av hjulet.

Figur 2 visar också mätanordningen 205 enligt uppfinningen mon- terad pà hjulanpassningsaxeln 203.

Figur 3 visar en delvis sprängd vy av mätanordningen 205 i fi- gur 2 enligt uppfinningen. Den utsträckta staven 101 visas mon- terad pà mätanordningen 205. Mätanordningen 205 omfattar ett batteripaket 301, ett visningsarrangemang 302 som har knappar för att utföra val är anordnad på toppen för att lätt kunna be- traktas. Ett enhandsgrepp 303 används för att säkra mätanord- ningen 205 på hjulanpassningsspindelaxeln 203. 521 297 357 n av den *in För att mäta cambern med användn KQ . .ya uppfinningsmäs- siga mätanordningen 205 pressas handtaget 303, och hjulanpass- ningsaxeln 203 förs in i ett hål, vars utgång betecknas 304. En knapp trycks ned på toppen av mätanordningen 205, vilket indi- kerar att en cambermätning skall utföras. Mätanordningen 205 (eller mer specifikt en datoranordning, ej visad) läser böj- ningen på den utdragna staven 101 i två ortogonala riktningar och beräknar och visar cambern på displayen 302.

För caster- och KP1-mätningar fixeras mätanordningen på axel 203 på samma sätt som för cambermätningen. Hjulet vrids utåt, t.ex. 20 grader med användning av lasern 204 och en vinkellin- jal (ej visad). En knapp trycks ned på toppen av mätanordningen 205 som indikerar den valda mätningen, t.ex. caster, och att hjulet har vridits utåt. Mätanordningen 205 gör då en avläsning av böjningen av den utsträckta staven 101. Hjulet drivs sedan inåt 20 grader och U ä iiiii n k. pp p ¶U° (T O 'U 'U f D vr mä-å-finnwflww' wf-(An v iucicuiiuluillmgcl; Q; 205 trycks ned indikerande samma mätning, t.ex. caster och att hjulet har vridits inåt. Mätanordningen tar en ny läsning av böjningen av den utsträckta staven 101 och från dessa två av- läsningar beräknas den utvalda mätningen eller mätningarna.

Mätanordningen 205 kan omfatta organ för att uppdatera mjukva- ran för anordningen och kan omfatta ytterligare mjukvara för att utföra beräkningar som hänför sig till mätningar av hjul- vinklar, vilka annars skulle utföras på papper.

Beräkningarna för hjulvinklarna kräver att vridningen utåt och inåt görs med samma vinklar. På det sättet beror inte vinklarna (vridning och lutning för axeln) på varandra. Caster och KPI beräknas sedan med en faktor som beror på vridningsvinkeln. Om inåt- och utåtvinklarna skiljer sig åt krävs en extra mätning i en framåtriktad hjulposition för att beräkna caster och KPI.

Det är uppenbart att uppfinningen kan varieras på ett mångfalt sätt. T.ex. kan anordningen användas för att mäta andra egen- skaper än hjulvinklar. Anordningen kan t.ex. positioneras på en 521 797 §Ü“Å'$“g{*ï-vf balk i ett fordon för att mata vinken på en sida pà nämnda balk.

Sådana variationer skall inte betraktas som ett avsteg fràn om~ fànget av uppfinningen. Alla sàdana modifikationer som ar up- penbara för fackmannen är avsedda att vara inkluderade i om- -e :anget för de bifogade kraven.

Claims (9)

521 797 ëhiïfäwtšämmfi Patentkrav

1. l. Apparat för att mäta atminstone en första vinkel pä en del av ett fordon k ä n n e t e c k n a d a v, - en utsträckt stav som är kopplingsbar i en första ände till nämnda del, - en mätanordning anordnad att mäta böjningen av nämnda ut- sträckta stav under inflytande av gravitation, - en beräkningsanordning anordnad att beräkna vinkeln på nämnda del från den uppmätta böjningen av nämnda stav.

2. Apparat enligt krav l, vari nämnda del är ett hjul på ett fordon, nämnda apparat omfattar en anpassare för montering på nämnda hjul som har en axiellt utsträckande del parallell med axeln på nämnda hjul, och - nämnda utsträckta stav är kopplingsbar i en första ände till nämnda utsträckande del.

3. Apparat enligt krav l eller 2, vari nämnda mätanordning är åtminstone en trådtöjningsgivare.

4. Apparat enligt krav l eller 2, vari nämnda mätanordning omfattar åtminstone två tràdtöjningsgivare som har ett känt förhållande till varandra. 5. Apparat enligt krav 4, vari nämnda mätanordning omfattar åtminstone två trådtöjningsgivare som har ett ortogonalt för- hållande till varandra. 6. Apparat enligt krav 4 eller 5, vari nämnda två tràdtöj- ningsgivare är monterade på separata, utsträckta stavar anord- nade väsentligen i parallellt förhållande till varandra. 7. Apparat enligt krav 4 eller 5, vari nämnda två tràdtöj- ningsgivare är monterade på två sidor om nämnda utsträckta stav. 521w797 rfyw KU SL' f t 8. Apparat enligt nagot av kraven ovan, vari nämnd sträckta stav är anordnad i ett huvudsakligen vertikalt plan när den är monterad pà nämnda axiellt utsträckande del. 9. Apparat enligt något av kraven 1 till 5 eller 7 till 8, vari nämnda utsträckta stav omfattar en viktdel monterad på en andra avlägsen ände pä nämnda stav. 10. Apparat enligt något av kraven 6 till 8, vari vardera av nämnda två utsträckta stavar omfattar individuella viktdelar monterade på respektive andra avlägsna ände for vardera av nämnda två utsträckta stavar. 11. Metod for att mäta en vinkel av en del på ett fordon omfattande stegen att: - montera en vinkelmätningsanordning omfattande en utsträckt stav på nämnda del, - mäta böjningen av nämnda utsträckta stav under påverkan av gravitation, - beräkna nämnda vinkel från den uppmätta böjningen av nämnda utsträckta stav. 12. Metod enligt krav 11, vari nämnda del är ett hjul på nämnda fordon och nämnda vinkelmätningsanordning är monterad på en utsträckt del som stäcker sig axiellt i parallellt förhål- lande med axeln på nämnda hjul. 13. Metod enligt krav 11 eller 12, vidare omfattande steget att: - presentera nämnda beräknade vinkel på nämnda vinkelmätnings- anordning med användning av en elektronisk display. 14. Metod enligt krav 11 eller 12, vidare omfattande steget att: 5214797 ,-,¿. .g¿¿ - sända nämnda beräknade vinkel till en avlägsen plats för pre- sentation.

5. Metod enligt nagot av kraven l till l4, vari nämnda FJ mätning utförs med användning av åtminstone en trådtöjnings- givare. l

6. Metod enligt något av kraven ll till l4, vari nämnda mätning utförs med användning av två tradtöjningsgivare monte- rade med en känd vinkel i förhållande till varandra pà nämnda utsträckta stav. l

7. Metod enligt krav 16, vari nämnda mätning utförs med användning av två trådtöjningsgivare monterade på två olika ut- sträckta stavar och som har en känd vinkel i förhållande till varandra. l

8. Metod enligt något av kraven ll till l7, vari nämnda hjulvinkel är cambervinkeln. l

9. Metod enligt något av kraven ll till l7, vari nämnda hjulvinkel är castervinkeln eller KPI-vinkeln, vidare omfattan- de stegen att: - vrida nämnda hjul till en första position i en första rikt- ning och göra en första avläsning av nämnda böjning av nämnda utsträckta stav, - vrida nämnda hjul till en andra position i en andra riktning och göra en andra avläsning av nämnda böjning av nämnda ut- sträckta stav, - beräkna caster och/eller KPI från nämnda första och andra av- läsningar.