DE69731757T2

DE69731757T2 - Gerät und methode zur automatischen kompensation von lateralen rundlauffehlern

Info

Publication number: DE69731757T2
Application number: DE69731757T
Authority: DE
Inventors: Harold Newell; John Wiggins
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: US6330847B2; EP0929371B1; US6216571B1; US7270037B2; CA2268658A1; US6895841B2; US20010000566A1; US6327947B1; EP0929371A1; US20010000378A1; US6050160A; US20060032347A1; JP2002500567A; EP0929371A4; CA2268658C; JP2007313643A; WO1998009754A1; US20020088316A1; DE69731757D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine verbesserte Drehmaschinenvorrichtung für im Fahrzeug eingebaute Bremsen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Kompensation der lateralen Unrundheit einer Drehmaschinen-Vorrichtung bezüglich einer Fahrzeugradnabe. Die Erfindung umfaßt ferner ein neuartiges Unrundheits-Meß- und Steuersystem, das die Unrundheit eines Scheibenbremsenaufbaus beschreibt und ein Korrektursignal an ein automatisiertes Steuersystem zur Einstellung leitet, um die laterale Unrundheit effizient zu kompensieren. Die neuartige Vorrichtung und das Verfahren für die Unrundheit können außerdem vorteilhafterweise in anderen praktischen Anwendungen genutzt werden, um zwei konzentrisch angebrachte rotierende Wellen auszurichten.
Ein Bremssystem ist eines der primären Sicherheitsmerkmale in jedem Straßenfahrzeug. Die Fähigkeit, ein Fahrzeug schnell zu verzögern und zu einem kontrollierten Halt zu bringen, ist immer für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und jene in der unmittelbaren Umgebung entscheidend. Daher wird ein Fahrzeugbremssystem nach exakten Spezifikationen und strengen Prüfungen entworfen und hergestellt.
Eine der Hauptkomponenten eines Bremssystems sind die Scheibenbremsenaufbauten, die typischerweise an den Vorderrädern der meisten Personenwagen angebracht sind. Im allgemeinen weisen die Scheibenbremsenaufbauten einen Sattel (der mit einem Bremshydrauliksystem zusammenarbeitet), Bremsbeläge, eine Radnabe und eine Bremsscheibe auf. Der Sattel hält und positioniert ein Paar Bremsbeläge auf gegenüberliegenden Seiten einer Bremsscheibe. In einer nabenlosen Bremsscheibe (d. h. wenn die Bremsscheibe und die Radnabe getrennte Komponenten sind), ist die Bremsscheibe an der Fahrzeugradnabe über einen Bremsscheibenhut mit einer Reihe von Bolzen zur Rotation mit der Radnabe um eine Fahrzeug-Achszapfenachse befestigt. Wenn ein Fahrzeugführer ein Bremspedal tritt, wodurch die Hydraulikanlage aktiviert wird, werden die Bremsbeläge zueinander und zur Bremsscheibe hin gedrückt, um die Reibungsflächen der Bremsscheibe zu ergreifen.
Scheibenbremsenaufbauten müssen während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs in den Herstellerspezifikationen gehalten werden, um eine optimale Leistung und maximale Sicherheit sicherzustellen. Jedoch haben seit der Einführung von Scheibenbremsen mehrere Probleme die Automobilindustrie beschäftigt.
Ein bedeutendes Problem in Bremsanlagen wird üblicherweise als „laterale Unrundheit" bezeichnet. Im allgemeinen ist die laterale Unrundheit eine seitliche Bewegung der Reibungsflächen der Bremsscheibe, wenn sie mit der Fahrzeugradnabe um eine Achszapfenachse rotiert. Bezugnehmend auf 1, wird zum Beispiel eine Bremsscheibe gezeigt, die Reibungsflächen auf ihren lateralen Seiten aufweist. Eine Bremsscheibe ist auf einer Fahrzeugradnabe zur Rotation um die horizontale Achszapfenachse X montiert. In einer optimalen Bremsscheibengestaltung ist die Bremsscheibe so montiert, daß sie in einer Ebene Y rotiert, die genau senkrecht zur Achszapfenachse X ist. Im allgemeinen hängt eine gute Bremsleistung davon ab, daß die Bremsscheiben-Reibungsflächen senkrecht zur Rotationsachse X des Achszapfens und parallel zueinander sind („Parallelität"). In der optimalen Gestaltung werden die gegenüberliegenden Bremsbeläge die Reibungsflächen der Bremsscheibe unter perfekten 90 Grad-Winkeln berühren und einen gleichen Druck auf die Bremsscheibe ausüben, wenn sie rotiert. Typischerweise wird der Scheibenbremsenaufbau jedoch mindestens ein Maß der lateralen Unrundheit erzeugen, das von der idealen Gestaltung abweicht. Zum Beispiel wird eine Bremsscheibe häufig in einer schiefen Ebene Y' und um eine Achse X' rotieren, die einige wenige Tausendstel eines Inch außerhalb der axialen Ausrichtung mit dem Achszapfen liegt (in 1 in einer übertriebenen Weise gezeigt). In dieser Bremsscheibengestaltung werden die Bremsbeläge, die senkrecht zur Achszapfenachse X sind, die Reibungsflächen der Bremsscheibe nicht längs einer Ebene konstanten Druckes berühren.
Die laterale Unrundheit einer Bremsscheibe ist der laterale Abstand, um den die Bremsscheibe von der idealen Ebene der Rotation Y während eines Rotationszyklus der Bremsscheibe abweicht. Ein bestimmter Betrag der lateralen Unrundheit ist im Aufbau der Radnabe und der Bremsscheibe von sich aus vorhanden. Diese laterale Unrundheit resultiert häufig aus Defekten einzelner Komponenten. Zum Beispiel ergibt sich eine Bremsscheibenreibungsflächen-Unrundheit, wenn die Bremsscheibenreibungsflächen nicht senkrecht zur eigenen Rotationsachse der Bremsscheibe sind, eine Bremsscheibenhut-Unrundheit ergibt sich, wenn die Hutverbindung Abweichungen enthält, die eine exzentrische Befestigung erzeugen, und eine aufeinandergeschichtete Unrundheit ergibt sich, wenn die Unrundheiten der der Komponenten miteinander addiert oder „aufeinandergeschichtet" werden. Ein übermäßiger Betrag der lateralen Unrundheit in einer Komponente oder im Aufbau (d. h. aufeinandergeschichtete Unrundheit) wird im allgemeinen zu einem Bremsgeräusch, einem Pedalpulsieren und einer beträchtlichen Reduzierung der Effizienz der gesamten Bremsanlage führen. Außerdem ist der Bremsbelagverschleiß ungleichmäßig und wird mit dem Vorhandensein der lateralen Unrundheit beschleunigt. Typischerweise spezifizieren die Hersteller eine maximale laterale Unrundheit für die Reibungsflächen, den Bremsscheibenhut und die Radnabe, die für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb akzeptabel ist.
Nach einem ausgedehnten Gebrauch muß eine Bremsscheibe erneut plangedreht werden, um den Bremsenaufbau in die Herstellerspezifikationen zu bringen. Dieses erneuten Plandrehen wird typischerweise durch einen Schleif- oder Schneidvorgang erreicht. Es sind mehrere Bremsendrehmaschinen des Stands der Technik verwendet worden, um Bremsscheiben erneut planzudrehen. Diese Drehmaschinen des Stands der Technik können in drei allgemeine Klassen eingeteilt werden: (1) auf einer Werkbank montierte Drehmaschinen; (2) am Fahrzeug befindliche, am Sattel angebrachte Drehmaschinen; und (3) am Fahrzeug befindliche, an der Radnabe montierte Drehmaschinen. Wie unten erläutert wird, haben sich die am Fahrzeug befindlichen, an der Radnabe montierten Drehmaschinen als die zuverlässigsten und genauesten Bremsscheiben-Nachbearbeitungsdrehmaschinen in der Industrie erwiesen.
An einer Werkbank montierte Drehmaschinen, zum Beispiel jene, die im US-Patent Nr. 3,540,165 von Lanham offenbart wird, sind ineffizient und weisen keine Bremsscheiben-Anpassungsfähigkeiten auf. Um eine Bremsscheibe auf einer an einer Werkbank montierten Drehmaschine erneut planzudrehen, ist es erforderlich, daß der Bediener zuerst die Bremsscheibe vollständig vom Radnabenaufbau entfernt. Der Bediener montiert dann die Bremsscheibe auf der Werkbank-Drehmaschine, wobei eine Reihe von Kegeln oder Adaptern verwendet werden. Nach dem Schneidvorgang bringt der Bediener die Bremsscheibe wieder am Fahrzeugachszapfen an. Selbst wenn die Bremsscheibe an der Drehmaschine in einer perfekt zentrierten und von Unrundheit freien Weise montiert wird, wird die Unrundheit zwischen der Bremsscheibe und der Radnabe im Arbeitsgang des erneuten Plandrehens auf der Werkbank-Drehmaschine nicht berücksichtigt. Zusätzlich sind Werkbank-Drehmaschinen anfällig, Wellen zu verbiegen, was eine Unrundheit in eine bearbeitete Bremsscheibe einbringt. Diese Unrundheit wird dann auf den Bremsenaufbau zurückübertragen, wo sie mit der Radnabenunrundheit addieren kann, um einen aufeinandergeschichteten Unrundheitseffekt hervorzurufen.
Entsprechend hatten am Sattel angebrachte Drehmaschinen, zum Beispiel jene, die im US-Patent Nr. 4,388,846 von Kopecko u. a. offenbart wird, einen begrenzten Erfolg bei der Kompensation der lateralen Unrundheit, benötigten jedoch zeitaufwendige manuelle Arbeitsgänge. Während eines Bremsscheiben-Nachbearbeitungsverfahrens muß zuerst der Bremssattel entfernt werden, um die Bremsscheibe und die Radnabe freizulegen. Sobald er entfernt ist, ist der Sattelhalter freigemacht und kann verwendet werden, um eine am Fahrzeug befindliche, am Sattel montierte Drehmaschine zu montieren. Die am Sattel montierten Drehmaschinen sind aus vielen Gründen völlig unannehmbar, einschließlich des Mangels einer „starren Rahmen"-Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Zerspanungswerkzeug und der Unfähigkeit, eine senkrechte Beziehung zwischen den Zerspanungswerkzeugen und der Bremsscheibe sicherzustellen. Außerdem weisen am Sattel montierte Drehmaschinen überhaupt keine zuverlässigen Einrichtungen zur Messung und Korrektur der lateralen Unrundheit auf. Typischerweise und in ziemlich derselben Weise, wie unten unter Bezugnahme auf die an der Radnabe montierten Drehmaschinen beschrieben, wird eine Meßuhr bei der Bestimmung des Gesamtbetrags der lateralen Unrundheit im Scheibenaufbau genutzt. Diese Meßtechnik ist bezüglich der Zeit, Genauigkeit und der Fähigkeit von Automechanikern, das Gerät komfortabel zu nutzen, problematisch.
Am Fahrzeug befindliche, an der Radnabe montierte Drehmaschinen, zum Beispiel jene, die im US-Patent Nr. 4,226,146 von Ekman offenbart wird, das an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde, und hierin in die Offenbarung als Verweisquelle aufgenommen wird, haben sich als die genauesten und effizientesten Mittel zum erneuten Plandrehen der Bremsscheibe erwiesen.
Nun auf 2 bezugnehmend, wird ein Ekman-Typ einer am Fahrzeug befindlichen Bremsendrehmaschine 10 zur Montage an die Radnabe eines Fahrzeugs 14 gezeigt. Die Drehmaschine 10 weist einen Körper 16, einen Antriebsmotor 18, einen Adapter 20 und einen Schneidaufbau 22 auf. Die Drehmaschine ist außerdem mit einem (nicht gezeigten) Ständer und rotationshemmenden Ständer versehen, von denen jeder verwendet werden kann, um der Rotation der Drehmaschine während eines Arbeitsgangs des erneuten Plandrehens entgegenzuwirken. Nachdem der Bremssattel entfernt worden ist, wird der Adapter 20 an der Radnabe des Fahrzeugs 14 durch Verwendung der Radmuttern befestigt. Der Drehmaschinenkörper 16 wird dann am Adapter 20 montiert.
An diesem Punkt muß der Bediener im Verfahren des Stands der Technik den Gesamtbetrag der lateralen Unrundheit bestimmen und eine geeignete Einstellung vornehmen. Insbesondere montiert der Bediener zuerst eine Meßuhr 26 am Schneidkopf 22 unter Verwendung eines Knopfes 28. Die Meßuhr 26 wird so angeordnet, daß sie das Fahrzeug 14 an einem ihrer distalen Enden berührt, wie in 2 gezeigt. Sobald das Meßinstrument 26 richtig angeordnet ist, ist es erforderlich, daß der Bediener die folgenden Schritte unternimmt, um die laterale Unrundheit zu messen und zu kompensieren:

(1) Der Bediener verbindet die Drehmaschine mit der Bremsscheibe, wobei er den Adapter und das Verfahren verwendet, die oben dargelegt werden.
(2) Der Bediener aktiviert den Drehmaschinenmotor 18, der den Adapter 20, und dadurch die Radnabe und die Bremsscheibe des Bremsenaufbaus rotieren läßt. Die gesamte laterale Unrundheit des Aufbaus wird sich durch die entsprechende laterale Bewegung des Drehmaschinenkörpers widerspiegeln.
(3) Die laterale Bewegung des Drehmaschinenkörpers wird dann quantitativ bestimmt, indem das Meßinstrument 26 verwendet wird. Insbesondere beobachtet der Bediener die Meßuhr, um die hohen und niedrigen Ausschlagpunkte und den entsprechenden Ort dieser Punkte auf der Drehmaschine festzustellen.
(4) Beim Identifizieren des höchsten Ausschlags der Meßuhr „stößt" der Bediener den Motor an und stoppt die Rotation an der Stelle des identifizierten höchsten Ausschlags.
(5) Der Bediener nimmt dann eine Einstellung vor, um die Unrundheit des Aufbaus zu kompensieren. Dies wird durch vorsichtiges Drehen der Einstellungsschrauben 24 erreicht. Spezifischerweise gibt es vier Einstellungsschrauben und die entsprechende Schraube(n) muß abhängig vom Ort des hohen Punkts gedreht werden. Die Wirkung des Drehens der Schrauben ist es, die Orientierung des Drehmaschinenkörpers bezüglich des Adapters 20 (und daher der Bremsscheibe und der Radnabe) einzustellen, um mechanisch die Unrundheit des Aufbaus zu kompensieren. Der Bediener stellt die Schrauben ein, bis der Punkt des höchsten Ausschlags um die Hälfte reduziert wird, der unter Bezugnahme auf die Meßuhr 26 bestimmt wird.
(6) Der Bediener aktiviert den Drehmaschinenmotor 18 und beobachtet die Meßuhr 26, um erneut den höchsten Ausschlag der Skala zu identifizieren. Wenn die maximale laterale Bewegung des Drehmaschinenkörpers, die durch den Nadelausschlag gemessen wird, akzeptabel ist (d. h. typischerweise kleiner als 3/ 1000), dann ist die mechanische Kompensation beendet, und der Drehmaschinen-Drehvorgang kann beginnen. Anderenfalls wird eine weitere Messung und Einstellung durch Wiederholung der Schritte (1) bis (6) notwendig.

Der Schneidvorgang wird dann durch Einstellung des Werkzeughalters 22 und der Zerspanungswerkzeuge 23, und der Einstellung der richtigen Schneidtiefe ausgeführt.
Obwohl die an der Radnabe montierte Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Bremsen ein deutlicher Fortschritt in der Scheibenbremsen-Drehmaschinenindustrie war, weist ihre Struktur und das entsprechende Verfahren zur Kompensation der lateralen Unrundheit des Scheibenbremsenaufbaus praktische Beschränkungen auf.
Erstens, wie bei einer Beobachtung der Schritte (1)–(6) oben leicht ersichtlich ist, benötigt das Ekman-Verfahren eine beträchtliche Menge Zeit, um die laterale Unrundheit des Bremsenaufbaus zu bestimmen und darauf einzustellen. Obwohl die spezifische notwendige Dauer beruhend auf der Erfahrung des Bedieners variieren wird, ist die Verfahrenszeit selbst für die Trainiertesten und Erfahrensten beträchtlich, und kann die Kosten wesentlich erhöhen, die mit Bremsscheiben-Nachbearbeitungen für den Fahrzeugeigner und die Werkstatt verbunden sind. Zweitens erfordert es ein System und Verfahren des Stands der Technik, daß der Werkstattbesitzer und die Techniker einer ausgedehnten Schulung und einem Bedienertraining unterzogen werden, um sicherzustellen, daß eine richtige mechanische Kompensation der lateralen Unrundheit erreicht wird. Außerdem ist das Ekman-System bedienerspezifisch. Das heißt, die Genauigkeit und der Erfolg der Messung und Einstellung der lateralen Unrundheit wird von Bediener zu Bediener variieren.
Im allgemeinen sind die Systeme und Verfahren des Stands der Technik bezüglich der Genauigkeit der Messung und Einstellung der lateralen Unrundheit problematisch. Die Systeme des Stands der Technik erfordern es, daß der Bediener eine hohe Anzeige für die laterale Unrundheit lokalisiert, indem er das Meßinstrument 26 beobachtet; häufig ist es erforderlich, daß der Bediener den Motor „anstößt", um den hohen Punkt wiederzufinden, sobald er identifiziert worden ist. Außerdem werden selbst dann, wenn der Bediener den hohen Punkt der lateralen Unrundheit korrekt lokalisiert und/oder wieder auffindet, häufig menschliche Fehler während des Einstellungsprozesses eingeführt. Zum Beispiel ist die Auswahl der korrekten Schraube oder Schrauben 24 und das Anwenden der präzisen Drehmomentbetrages, der zur Einstellung notwendig ist, häufig schwierig und ungenau.
Die Schwierigkeiten und Einschränkungen, die im vorhergehenden nahegelegt wurden, sind nicht dazu bestimmt erschöpfend zu sein, sondern befinden sich vielmehr unter vielen, die demonstrieren, daß obwohl Scheibenbremsen-Drehmaschinen eine beträchtliche Aufmerksamkeit gewidmet worden ist, solche Systeme eine lohnende Verbesserung zulassen werden.
US-A-5615589 offenbart einen Unrundheitskompensator, um bei der Bearbeitung von Bremsscheiben zu unterstützen, die von einem Fahrzeug entfernt worden sind.
Ein Techniker stellt manuell den Unrundheitskompensator ein, um eine richtige Ausrichtung zu erzielen.
Es ist daher eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Drehmaschinenanlage für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das Schwierigkeiten der vorhergehend beschriebenen Art beseitigen oder minimieren wird, und es ist eine weitere allgemeine Aufgabe, ein neuartiges Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das die Unrundheit einer Drehmaschinenvorrichtung bezüglich eines Fahrzeugradnabenaufbaus genau detektiert und quantitativ bestimmt.
Es ist noch eine weitere allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine neuartige automatisierte Ausrichtungsvorrichtung für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die die axiale Ausrichtung der Drehmaschine gemäß Informationen einstellt, die durch ein Unrundheitsabtast- und Steuersystem erzeugt werden.
Es ist eine spezifische Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das ein Korrektursignal an ein automatisiertes Steuersystem zur Einstellung leitet.
Es ist eine spezifische Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Drehmaschinenvorrichtung für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das die Notwendigkeit einer manuellen Einstellung durch einen Bediener beseitigt, um die laterale Unrundheit zu kompensieren.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Drehmaschinenvorrichtungssystem für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das die Unrundheit genau und beständig messen und einstellen wird.
Es ist noch eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Drehmaschinenvorrichtung für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die die Zeit beträchtlich reduzieren wird, die für einen vollständigen Bremsscheiben-Dreharbeitsgang erforderlich ist.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, ein Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das eine Verarbeitungseinheit für eine genaue und zuverlässige Datenauswertung aufweist.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, ein Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die einen Bediener hinweist oder ein elektrische gesteuertes System anleitet, eine axiale Ausrichtung der Drehmaschine und der Fahrzeugradnabe durchzuführen.
Es ist noch eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, eine automatisierte Ausrichtungsvorrichtung für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die den relativen Winkel zwischen der Rotationsachse der Fahrzeugradnabe und der Antriebswelle der Drehmaschine genau einstellt.
Es ist noch eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, eine automatisierte Ausrichtungsvorrichtung für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die, wenn sie mit einem geeigneten Steuersystem verwendet wird, die gesamte laterale Unrundheit der Drehmaschine bezüglich des Fahrzeug-Radnabenaufbaus auf innerhalb akzeptabler Herstellungsspezifikationen reduzieren kann.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, eine automatisierte Ausrichtungsvorrichtung für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, die einfach, genau, zur Computersteuerung imstande und kostengünstig ist.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, ein Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, Winkelbeschleunigungen abtastet, während es lineare Beschleunigungen in irgendeiner der drei Dimensionsachsen verwirft.
Es ist eine weitere spezifische Aufgabe der Erfindung, ein Unrundheitsmeß- und Steuersystem für eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen bereitzustellen, das Winkelbeschleunigungen abtastet, das ein einstückiger Mechanismus ist, der sicher an der Drehmaschine angebracht ist, und während der Einstellung keinem Bedienerfehler ausgesetzt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Drehmaschinenanlage für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen einen Drehmaschinenkörper mit einem Antriebsmotor; einen Schneidkopf, der betriebsfähig am Drehmaschinenkörper angebracht ist; eine Antriebswelle; und
ein Ausrichtungssystem auf, das aufweist:
einen Sensor, der betriebsfähig ist, um ein Signal zu erzeugen, das für die Bewegung des Drehmaschinenkörpers bezüglich des Fahrzeugbremsenaufbaus kennzeichnend ist;
einen Eingangsadapter, der an der Antriebswelle angebracht ist, um mit der Antriebswelle zu rotieren;
einen Radnabenadapter, der gestaltet ist, um im Gebrauch an einer Radnabe eines Fahrzeugs angebracht zu werden und mit der Antriebswelle zu rotieren; und
einen Einstellungsmechanismus, der mit dem Eingangsadapter und dem Radnabenadapter zur Einstellung der Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers und des Schneidkopfes relativ zu einer Rotationsachse der Radnabe gekoppelt ist;
dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuereinrichtung auf den Sensor reagiert, um ein Steuersignal bereitzustellen, um den Einstellungsmechanismus zu veranlassen, automatisch die axiale Ausrichtung des Eingangsadapters bezüglich einer Rotationsachse des Radnabenadapters einzustellen, wodurch jede Bewegung des Drehmaschinenkörpers reduziert wird, und daß der Einstellungsmechanismus mindestens eine Hemmscheibe aufweist, die mit dem Eingangsadapter gekoppelt und betriebsfähig ist, selektiv der Rotation der Antriebswelle zu folgen oder als Reaktion auf das Steuersignal relativ zur Antriebswelle zu rotieren, und
mindestens eine Einstellungskomponente, die wie eine Scheibe geformt ist, die mit der Hemmscheibe verbunden und betriebsfähig ist, als Reaktion auf die Relativrotation der Hemmscheibe zu rotieren, wodurch die axiale Ausrichtung des Eingangsadapters relativ zum Radnabenadapter bezüglich der Rotationsorientierung der Einstellungskomponente variiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum erneuten Plandrehen einer Bremsscheibe auf:
Bereitstellen einer Drehmaschinenanlage für eine im Fahrzeug eingebaute Bremse, die einen Drehmaschinenkörper aufweist, mit einem Antriebsmotor; einem Schneidkopf, der betriebsfähig am Drehmaschinenkörper angebracht ist, und einer drehbaren Antriebswelle, die die Drehmaschinenanlage für eine im Fahrzeug eingebaute Bremse am Fahrzeug befestigt;
Einleiten der Rotation der Bremsscheibe;
Erzeugen eines Signals, das für die Bewegung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau kennzeichnend ist, wenn sich die Antriebswelle dreht; und
Verwenden das Signals, wenn die Antriebswelle rotiert, um automatisch die Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau einzustellen, um irgendeine solche Bewegung zu reduzieren, wodurch die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau aufrechterhalten wird, was die Einstellung der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in eine erste Richtung einschließt; und wenn die Einstellung in die erste Richtung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers reduziert, Fortsetzen des Einstellens der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in die erste Richtung, bis die Einstellung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers erhöht, und nach der Einstellung der Orientierung in die erste Richtung, die die Bewegung des Drehmaschinenkörpers erhöht, Einstellung der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in eine zweite Richtung; und wenn die Einstellung in die zweite Richtung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers reduziert, Fortsetzen des Einstellens der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in die zweite Richtung, bis die Einstellung die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers verbessert.
Zeichnungen
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird. Es zeigen:
1 eine graphische Darstellung einer lateralen Unrundheitserscheinung.
2 eine Draufsicht, die eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen zeigt und ein Verfahren des Stands der Technik zur Messung und Kompensation der lateralen Unrundheit eines Scheibenbremsenaufbaus darstellt.
3 eine perspektivische Ansicht, die eine Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen zeigt, die bei der Vorbereitung auf einen Arbeitsgang zum erneuten Plandrehen einer Scheibe gemäß der vorliegenden Erfindung an der Radnabe eines Fahrzeugs angebracht wird.
4 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Scheibenbremsen-Drehmaschine mit einer automatischen Ausrichtungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an der Radnabe eines Fahrzeugs angebracht ist.
5a und 5b Querschnitts- bzw. Vorderansichten, der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 eine Querschnittsansicht der Einstellscheibenaufbauten der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7a und 7b Querschnittsansichten von vorn eines der Einstellscheibenaufbauten der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 und 9 Querschnittsansichten der Einstellscheibenaufbauten der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10a und 10b Querschnitts- bzw. Seitenansichten der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10c Front- und Querschnittsansichten einer Einstellscheibe der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10d Front- und Querschnittsansichten einer Neigungsscheibe der automatischen Ausrichtungsvorrichtung eines Drehrings der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11a und 11b schematische Darstellungen des Kompensationsvektors und Kompensationsausrichtungswinkels der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 eine Querschnittsansicht der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13a und 13b Frontansichten der Eingangs- und Ausgangsadapteraufbauten bzw. eine Frontansicht des Antriebsarmaufbaus der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 eine Frontansicht des Arretierungsscheiben-Stopmechanismus der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15a–g ein Zeitdiagramm der Arretierungsscheiben-Stopoperation der automatischen Ausrichtungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ein Ablaufdiagramm des automatischen Ausrichtungsvorgangs, wobei die automatische Ausrichtungsvorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
17 eine schematische Ansicht der Rotationsunrundheitserscheinung, die während eines Schneidevorgangs der Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen auftritt, die an der Radnabe eines Fahrzeugs angebracht ist.
18 eine schematische Ansicht der linearen Unrundheitserscheinung, das während eines Schneidevorgangs der Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen auftritt, die an der Radnabe eines Fahrzeugs angebracht ist.
19a und 19b Front- bzw. Querschnittsansichten eines rotierenden piezoelektrischen Beschleunigungsmessers des Unrundheitsmeß- und Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
20 eine Frontansicht eines rotierenden Magnet-Halleffekt-Meßwandlers des Unrundheitsmeß- und Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
21 und 21a Front- und Seitenansichten eines rotierenden Infrarotgenerator-Beschleunigungsmessers des Unrundheitsmeß- und Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
22 eine Frontansicht eines rotierenden abgestimmten Spulenoszillator-Beschleunigungsmessers des Unrundheitsmeß- und Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
23 ein Schaltungsdiagramm des Steuersystems des Unrundheitsmeß- und Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung Kontext der Erfindung
Nun auf 3 bezugnehmend, wird eine perspektivische Ansicht einer Drehmaschine 30 für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen der vorliegenden Erfindung gezeigt, die an einer Radnabe 44 eines Bremsenaufbaus eines Fahrzeugs 14 angebracht ist. Die Scheibenbremsen-Drehmaschine 30 weist einen Motor 32, einen Körper 34, einen Schneidkopf 36 mit Zerspanungswerkzeugen 38 und einen Adapter 40 auf. Der Fahrzeug-Scheibenbremsenaufbau weist eine Bremsscheibe 42 auf, die betriebsfähig an einer Radnabe 44 angebracht ist. Typischerweise findet die Befestigung der Bremsscheibe 42 an der Radnabe durch einen (nicht gezeigten) Bremsscheibenhut statt, der in der Bremsscheibe 42 ausgebildet ist (d. h. eine „nabenloser" Bremsscheibe). Jedoch werden in kommerziellen Fahrzeugen gelegentlich eine integrale Bremsscheibe und Radnabe verwendet. Der Adapter 40 wird an der Radnabe 44 des Fahrzeugs unter Nutzung der Radmuttern 46 angebracht.
Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Unrundheitskompensation
Es wird nun die neuartige Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen mit einem automatischen Ausrichtungs- und Kompensationsmechanismus der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 beschrieben. Bezugnehmend auf die 4, wird eine Drehmaschine 48 gezeigt, die einen automatischen Ausrichtungsmechanismus 50, ein Drehmaschinengehäuse oder -Körper 52, einen Radnabenadapter 54 und einen Zugstangenaufbau 56 aufweist. Der Zugstangenaufbau weist eine Zugstange 58 auf, die sich durch den Körper 52 und den Ausrichtungsmechanismus 50 erstreckt und durch eine Schraubverbindung (wie gezeigt) oder dergleichen betriebsfähig mit dem Adapter 54 verbunden ist. Ein Kalibrierknopf 60 wird während der automatisierten Ausrichtungssequenz der Drehmaschine festgezogen, und nachdem die Ausrichtung vollendet ist, wird ein Betriebsknopf 62 für den Schneidvorgang festgezogen. Die Feder 64 ist eine Tellerfeder, die eine Belastungskraft auf eine Stange 58 bereitstellt, die wiederum durch die Komponenten der Drehmaschine verläuft.
Bezugnehmend auf 5a, wird eine Querschnittsansicht der selbsttätigen Ausrichtungskupplung 50 der bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Ein Eingangsadapter 66 ist betriebsfähig an einer rotierenden Antriebswelle der Drehmaschine angebracht (die in 4 gestrichelt gezeigt wird). Die Welle 68 ist am Eingangsadapter 66 angebracht, so daß die Montagefläche des Adapters 66 senkrecht zur Achse der Welle 68 ist, so daß die Welle 68 mit der Drehmaschinenachse axial ausgerichtet ist.
Zwei Neigungs- oder Einstellscheibenaufbauten 86 und 88 sind so vorgesehen, daß sie zwischen dem Eingangsadapter 66 und einer Ausrichtungsantriebsscheibe 70 angeordnet sind, die an der Welle 68 angebracht ist und durch einen Keil 72 und einen Gewindestift 74 mit ihr rotieren gelassen wird. Eine Drehplatte 76 ist betriebsfähig an einem Ausgangsadapter 78 angebracht und an der Welle 68 durch ein sphärisches Lager 80 angebracht, so daß die Drehplatte 76 sich in bezug auf die Welle 68 drehen kann, während sie an einer radialen Bewegung gehindert wird.
Ein Stift 82, der in die Drehplatte 76 eingesetzt ist, paßt in einen Schlitz 84 am Rand der Antriebsscheibe 70 und bewirkt, daß die Drehplatte 76 mit der Welle 68 und dem Eingangsadapter 66 rotationsgekoppelt ist. Dadurch wird, wenn der Eingangsadapter 66 an der Antriebswelle der Drehmaschine angebracht ist und der Ausgangsadapter 78 am Automobilbremsscheibenadapter 54 angebracht ist, die Ausgangsrotation der Drehmaschine den Automobilbremsscheibenadapter rotieren lassen, was wiederum die Bremsscheibe rotieren läßt.
Die Neigungs- oder Einstellscheibenaufbauten 86 und 88, die zueinander spiegelbildlich sind, sind zwischen dem Eingangsadapter 66 und dem Ausgangsadapter 78 angeordnet, wie gezeigt. Die axiale Kraft, die durch die axial angebrachte Zugstange 58 erzeugt wird, die den Ausgangsadapter 78 an der Bremsscheibenradnabe des Automobils befestigt, bewirkt, daß der Ausgangsadapter 78 gegen den Neigungsscheibenaufbau 88 gedrückt wird und einen Winkel zur Welle 68 annimmt, der von den relativen Rotationspositionen der Neigungsscheibe 90 und 92 abhängt.
Bezugnehmend auf 6, werden die Einstellscheibenaufbauten 90 und 92 parallel und in Positionen der maximalen Winkelunrundheit gezeigt. Die Steuerung der Relativposition der Neigungsscheiben 90 und 92 wird durchgeführt, während die Drehmaschinen-Ausgangswelle die Bremsscheibenradnabe des Automobils antreibt. Insbesondere wird durch Stoppen der Rotation der Hemmscheibe 94 oder 96 ihre zugehörige Neigungsscheibe veranlaßt, in bezug auf die andere Neigungsscheibe zu rotieren, wodurch folglich eine Änderung des Winkels des Ausgangs der Einstellscheibenaufbauten 86 und 88 erzeugt wird, was bewirkt, daß sich als Reaktion der Winkel des Ausgangsadapters 78 ändert. Dies bewirkt eine Änderung der Winkelausrichtung der Drehmaschinenachse und der Bremsscheibenachse des Automobils.
Wie in den 5a und 5b gezeigt, werden die Hemmscheiben 94 und 96 selektiv gestoppt, indem eine jeweilige elektromagnetische Sperrklinke 98 und 100 betrieben wird. Die Sperrklinken werden durch ein Mikroprozessorsystem gesteuert, das in Verbindung mit einem Unrundheitsmeß- und Steuermechanismus betrieben wird, der unten detaillierter beschrieben wird. Die Drehmaschinen-Ausgangswelle rotiert mit einer Drehzahl, die zu schnell ist, (zum Beispiel 123,14 U/min) um das Stoppen und Freigeben einer Hemmscheibe und der zugehörigen Neigungsscheibe zur Einstellung zu erlauben. Als solche wird die Drehzahl der Einstellungskomponenten verlangsamt, indem ein Getriebezug verwendet wird, der in jedem der Neigungsscheibenaufbauten enthalten ist. Der Getriebezug wird die Zeit verlängern, die für Einstellungen in einer gegebenen 1/2 Umdrehung der Welle 68 zulässig ist (d. h. die Zeit, die es braucht, damit der Anschlagstift 114 die Relativrotation der Neigungsscheiben in 1/2 Umdrehung zur Einstellung der maximalen Winkelunrundheit zu stoppen). Zum Beispiel wird sich die Zeit bei einer Wellenrotation mit 123,14 U/min von 0,243 Sekunden für eine 1/2 Umdrehung der Welle 68 auf 3,297 Sekunden ausdehnen, wodurch eine leichte und vollständige Einstellung der Neigungsscheibenaufbauten 86 und 88 zugelassen wird.
Bezugnehmend auf die 6 und 7a, weist der bevorzugte Getriebemechanismus ein Zahnrad 102 auf, das 88 Zähne aufweist, und das Zahnrad 102 ist mit dem Keil 104 gekoppelt, so daß es mit der Welle 68 rotiert. Der Zahnrad 106 enthält 38 Zähne und ist an einem Drehpunkt 108 angebracht, der an der Hemmscheibe 94 ausgebildet ist. Wenn die Hemmscheibe 94 folglich durch die elektromagnetische Sperrklinke 98 gestoppt wird, dreht sich das Zahnrad 106 mit einer sehr viel höheren Geschwindigkeit als die Welle 68. Wenn zum Beispiel die Welle 68 mit 123,14 U/min rotiert, rotiert das Zahnrad 106 mit 285,166 U/min. Ein Zahnrad 110, das ebenfalls am Drehpunkt 108 angebracht ist, ist mit 36 Zähnen versehen und am Zahnrad 106 befestigt, so daß es damit rotiert. Das Zahnrad 110 ist mit einem Zahnrad 112 gekoppelt, das zum Beispiel mit 90 Zähnen versehen ist. Als solches rotiert das Zahnrad 112 mit 114,06 U/min, oder dem 0,926-fachen der Drehzahl der Welle 11, die sich in bezug auf die Welle 68 und die Neigungsscheibe 92 rückwärts dreht. Da die Neigungsscheibe 90 am Zahnrad 112 befestigt ist, dreht sie sich ebenso in bezug auf die Welle 68 rückwärts, wodurch die relative Position der Neigungsscheiben 90 und 92 eingestellt wird. Die Zahnradanordnung und die Hemmscheiben der vorliegenden Erfindung lassen die Einstellung der Neigungsscheibenaufbauten zu, und daher die Ausrichtung der Drehmaschinenantriebsachse und der Radnabenachse, ohne die Notwendigkeit eines getrennten Motors oder Kraftquelle. Es ist zu verstehen, daß die angegebenen Zähnezahlverhältnisse und Drehzahlen praktische Beispiele sind und nicht dazu bestimmt sind, den Rahmen der Erfindung hierauf zu begrenzen. Wenn die Hemmscheibe 94 gelöst wird, rotiert sie und die Neigungsscheibe 90 in ihrer neuen Position, wieder mit der Drehzahl der Welle 68.
Ein Anschlagstift 114, der an der Neigungsscheibe 92 befestigt ist, stoppt die Relativrotation der Neigungsscheiben bei 1/2 Umdrehung, wobei an einem Extrem die Hemmscheibe 94 parallel mit der Hemmscheibe 96 ist und am anderen Extrem sich auf der maximalen Winkelunrundheit befindet. Insbesondere bleiben durch das Stoppen der Rotation beider Hemmscheiben 94 und 96 die Einstellscheiben 90 und 92 in bezug zueinander fest. Das Stoppen nur der Rotation der Hemmscheibe 94, bis der Anschlagstift 114 mit der Neigungsscheibe 90 koppelt, bewirkt, daß die Hemmscheibe 96 und folglich der Ausgangsadapter 78 die Position der maximalen Winkelunrundheit annimmt.
Bezugnehmend auf 8, werden die Einstellscheibenaufbauten 86 und 88 und zugehörigen Einstellungsscheiben 90 und 92 in Relation zueinander so gedreht, daß die „Schräge" oder der Keil an jeweiligen Grenzflächen sich gegenseitig ergänzen und die Eingangsfläche des Aufbaus parallel mit der Ausgangsfläche ist. Dies wird erreicht, indem die Hemmscheibe 94 gestoppt wird, bis der Stift 114 mit der Neigungsscheibe 90 koppelt. Folglich ist Ausgangsadapter 78 mit der Eingangsrotationsachse „axial ausgerichtet". Der Winkel der Grenzfläche der beiden Neigungsscheiben ist in den Figuren zur Klarheit übertrieben worden. Der Winkel könnte eine Abmessung aufweisen, die von der Anwendung der Drehmaschine abhängt, könnte jedoch in der Größenordnung von 0,323 Grad liegen. Es wird angemerkt, daß dadurch, daß der Eingangsadapter 66 fest an der Welle 68 angebracht ist und seine Fläche senkrecht zur Rotationsachse ist, der Adapter 66 als ein Positionierungsbezug für den Neigungsscheibenaufbau 86 dient. Bezugnehmend auf 9, sind die Neigungsscheibenaufbauten 86 und 88 mit den Scheiben in bezug zueinander gedreht, indem die Hemmscheibe 96 gestoppt wird, bis der Stift 114 mit der Neigungsscheibe 90 koppelt. In dieser Position addieren sich die Neigungswinkel an den beiden Neigungsscheiben zueinander, was bewirkt, daß die Ausgangsfläche des Aufbaus und der Ausgangsadapter 78 eine maximale Winkelunrundheit mit der Eingangsrotationsachse zeigen.
Mit dem neuartigen Ausrichtungseinstellsystem der vorliegenden Erfindung kann die Unrundheit, die durch eine Fehlausrichtung zwischen der Radnabenachse des Fahrzeugs und der Achse der Drehmaschine verursacht wird, korrigiert werden, ohne die zeitaufwendigen und ungenauen manuellen Verfahren des Stands der Technik. Mit dem neuartigen System sind keine zusätzlichen Einstellungsmotoren notwendig, und es ist eine genaue und automatisierte Neuausrichtung möglich, wenn das neuartige Ausrichtungssystem in Verbindung mit einem Meß- und Steuersystem des Typs betrieben wird, der unten beschrieben wird.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform enthält die grundlegenden Merkmale von jenen, die bezüglich der ersten Ausführungsform offenbart wurden, läßt jedoch eine Einstellung mit nur einer Neigungsscheibe zu und der Ausgang dreht sich nur dann in einer wählbaren Achse, wenn er durch die Neigungsscheibe angetrieben wird. In der ersten bevorzugten Ausführungsform könnte der Kompensationsvektor (der unter Bezugnahme auf die 11a und 11b detaillierter erläutert wird), der zum Einstellen des Winkels des Ausgangsadapters 78 notwendig ist, möglicherweise die Einstellung von zwei Neigungsscheiben benötigen. Die feste Drehachse der zweiten bevorzugten Ausführungsform beseitigt dieses Problem, die nur eine Einstellung benötigt, was möglicherweise die Zeit reduziert, die zur Wellenausrichtung erforderlich ist.
Bezugnehmend auf 10a, wird eine Querschnittsansicht der automatischen Ausrichtungskupplung oder -Mechanismus 120 gezeigt, der dieselbe Position des Mechanismus 50 der ersten Ausführungsform einnimmt, die in 4 gezeigt wird. Der Eingangsadapter 122 ist an der Drehwelle der Drehmaschine angebracht. Die Welle 124 ist am Eingangsadapter 122 angebracht, so daß die Montagefläche des Adapters 122 senkrecht zur Welle 124 ist, so daß die Welle 124 mit der Drehmaschinenachse axial ausgerichtet ist. Eine zweite Welle 126 ist über der Welle 124 angeordnet, und die Drehposition der zweiten Welle 126 relativ zur Welle 124 wird durch den Hemmscheibenaufbau 128 gesteuert. Der Hemmscheibenaufbau 128 enthält einen Getriebezug und arbeitet ähnlich zu den Hemmscheibenaufbauten 86 und 88 der ersten bevorzugten Ausführungsform. Jedoch wird in diesem Fall, anstatt eine Neigungsscheibe anzutreiben, wenn die Hemmscheibe 130 durch eine elektromagnetische Sperrklinke gestoppt wird, die zweite Welle 126 angetrieben und bewegt sich relativ zur Welle 124 rückwärts. Die Drehbewegung der Welle 126 steuert auch die Drehposition des Drehringaufbaus 132, der fest an der zweiten Welle 126 angebracht ist. Es ist ein Ausgangsadapter 134 an der Welle 124 angebracht, der durch einen Klemmring 136 an Ort und Stelle gehalten wird und mit der Welle 124 durch eine Antriebsscheibe 138 rotieren gelassen wird.
Ein zweiter Hemmscheibenaufbau 130, der einen Getriebezug enthält, ist an der zweiten Welle 126 angebracht und arbeitet ähnlich zu den Hemmscheiben 94 und 96 der ersten bevorzugten Ausführungsform, wobei der Ausgang des Getriebezugs eine einzige Neigungsscheibe 140 antreibt, die in 10c detailliert dargestellt wird. Wenn die Hemmscheibe 130 gestoppt wird, bewegt sich die Neigungsscheibe 140 in bezug auf die Welle 124 rückwärts. Die axiale Kraft, die durch eine axial angebrachte Zugstange 58 erzeugt wird, man beachte erneut 4, bewirkt, daß der Ausgangsadapter 134 durch den Drehring 132 einen Winkel zur Welle 124 einnimmt, der von der Drehposition der Neigungsscheibe 140 abhängt.
Bezugnehmend auf 10b, wird eine Querschnittsansicht des automatischen Ausrichtungsmechanismus gezeigt, der um die Eingangsachse der 10a um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist. Der Drehring 132 liegt nicht über seine gesamte Fläche auf dem Hemmscheibenaufbau 130 auf. Vielmehr gibt es 2 „Erhebungen" die diametral auf der Fläche des Drehrings 132 angeordnet sind, der auf dem Hemmscheibenaufbau 130 aufliegt. Dies läßt es zu, daß die Neigungsscheibe 140 ihren Winkel auf den Drehring 132 überträgt, läßt es jedoch zu, daß der Drehring 132 sich auf seinen Stiften 142 mit fester Achse dreht. Folglich ändert sich der Kompensationsvektor nicht (der detaillierter unter Bezugnahme auf die 11a und 11b erläutert wird), der zur Ausrichtung notwendig ist, wenn er einmal eingestellt ist, wenn die Neigungsscheibe 140 den Ausgangskompensationswinkel variiert. Bezugnehmend auf 10d wird der Drehringaufbau 132 detaillierter gezeigt. Indem insbesondere eine der „Erhebungen" auf dem Drehring 132 um einen bestimmten Betrag größer als die andere gemacht wird, wird der Drehring 132 an einer extremen Position der Neigungsscheibe 140 senkrecht zur Welle 124 und im anderen Extrem auf einem maximalen Kompensationswinkel eingestellt. Es ist zum Beispiel eine Abweichung von 1/2 Grad zwischen den Erhebungen vorgesehen, wie in 10d gezeigt. Entsprechend ist eine Abweichung von 1/2 Grad zwischen den Erhebungen auf der Neigungsscheibe 140 vorgesehen, wie in 10c gezeigt. Wenn folglich die Neigungsscheibe 140 und der Drehring 132 an der Scheibe 130 angeordnet werden, wobei die Flächenwinkel von 1/2 Grad einander ergänzen, wird eine Unrundheit von 0 Grad zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsadapter erzielt. Wenn andererseits die Scheiben relativ zueinander um 180 Grad gedreht werden, liegen die Winkel einander gegenüber und die Unrundheitseingabe und Ausgabe beträgt 1 Grad. Nun auf die 11a und 11b bezugnehmend, wird eine schematische Darstellung gezeigt, die die Beziehung zwischen dem Kompensationsvektor, dem Kompensationswinkel und der Drehachse zeigt, die durch die Ausrichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt wird. Im allgemeinen sind zwei Parameter von Wichtigkeit, wenn die Drehwellen der Drehmaschine und der Bremsenradnabe ausgerichtet werden. Der erste Parameter, der als der „Kompensationsvektor" bezeichnet wird, wird durch eine Rotationsposition definiert, bei der die laterale Unrundheitsablenkung der Bremsendrehmaschine die größte ist. Der zweite Parameter, der als der „Kompensationswinkel" bezeichnet wird, ist durch den Winkel definiert, den der Eingangsadapter und der Ausgangsadapter in bezug zueinander einnehmen müssen, um diese laterale Unrundheit zu kompensieren. In der zweiten Ausführungsform können der Kompensationsvektor und der Kompensationswinkel getrennt eingestellt werden, wie in 10a gezeigt.
Jedoch wird in der ersten und dritten (unten beschriebenen) Ausführungsform der Kompensationsvektor eingestellt, indem gleichzeitig die Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe „gestoppt" werden. Dies beeinflußt die relativen Rotationspositionen der Scheiben nicht und ändert folglich nicht den Eingangs- zum Ausgangswinkel. Vielmehr ändert die Einstellung des Kompensationsvektors nur die Rotationsposition, wo die Fähigkeit der Scheibe zur Winkeländerung effektiv ist. Der Kompensationswinkel wird eingestellt, indem nur die Ausgangsscheibe „gestoppt" wird, die sie in bezug auf die Eingangsscheibe dreht und folglich den Eingangs- zum Ausgangswinkel ändert.
Nun auf die 12 bis 16 bezugnehmend, wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die dritte bevorzugte Ausführungsform ist ähnlich zur ersten bevorzugten Ausführungsform, wobei sie sich darin unterscheidet, daß die Neigungsscheiben voneinander und von den Eingangs- und Ausgangsadaptern durch Stiftwalzen-Drucklager getrennt sind, um eine freie Rotation dieser Elemente unter normalem axialen Druck zuzulassen; die Rotationspositionierung der Neigungsscheiben relativ zueinander und zu den Eingangs- und Ausgangsadaptern wird durchgeführt, indem vier „Arretierungsscheiben" betätigt werden, die die Neigungsscheiben durch Getriebezüge antreiben; und es wird sowohl eine Vorwärts- als auch Rückwärtspositionierungsfähigkeit der Neigungsscheiben bereitgestellt, die eine beträchtliche Verminderung der Zeit bis zu endgültigen Ausrichtung zuläßt.
Bezugnehmend auf 12, wird eine Querschnittszeichnung einer Kupplung oder eines Mechanismus 144 zur automatischen Ausrichtung gezeigt, der dieselbe Position des Mechanismus 50 der ersten Ausführungsform einnimmt, die in 4 gezeigt wird. Ein Eingangsadapter 146 ist an der Ausgangswelle der Bremsendrehmaschine angebracht und wird durch sie drehend angetrieben. Der Adapter 146 enthält zwei „Arretierungsscheiben" 180 und 182, die Getriebezüge antreiben, die schließlich eine Eingangsneigungsscheibe 152 positionieren, die detaillierter unter Bezugnahme auf 13a beschrieben wird. Eine Adapterabdeckung 154 dient als eine Abdeckung für das Getriebe und als eine Lagerfläche, die senkrecht zur Welle 156 rundläuft, die am Eingangsadapter 146 angebracht ist.
Es ist ein Drucklageraufbau 158 mit seinen beiden Laufringen zwischen der Eingangsneigungsscheibe 152 und der Lagerfläche der Adapterabdeckung 154 angeordnet. Dieser Lageraufbau läßt eine freie Rotation der Neigungsscheibe 152 relativ zum Eingangsadapter 146 und der angebrachten Welle 156 zu, während der automatische Ausrichtungsmechanismus im Normalbetrieb unter axialem Druck steht. Die Ausgangsneigungsscheibe 160 ist von der Neigungsscheibe 152 durch einen Drucklageraufbau 162 getrennt, der mit dem Drucklageraufbau 158 identisch ist, um es zuzulassen, daß die Ausgangsneigungsscheibe 160 unter axialem Druck frei rotiert. Ein dritter Drucklageraufbau 164 ist zwischen der Ausgangsneigungsscheibe 160 und der Ausgangsadapterabdeckung 166 angeordnet, um wiederum die freie Rotation der Ausgangsneigungsscheibe 160 zuzulassen.
Der Ausgangsadapter 168 enthält denselben „Arretierungsscheiben"- und Getriebeaufbau wie der Eingangsadapter 146. Er unterschiedet sich darin, daß er frei ist, sich um einen Winkel zu bewegen, der zum Beispiel zur Senkrechten zur Achse der Welle 156 um so viel wie 1 Grad variiert. Der Ausgangsadapter 158 ist drehbar mit der Welle 156 mittels eines Antriebsarmes 170 gekoppelt, der mit der Welle 156 verkeilt ist. Bezugnehmend auf 13b, wird die Eingangsseite des Ausgangsadapters 168 zur Klarheit ohne die Arretierungsscheibe und Zahnräder gezeigt. Der Antriebsarm 170 wird an seinem Platz gezeigt, wobei der Keil 172 ihn mit der Welle 156 koppelt. Ein Antriebsstift 174 ist im Ausgangsadapter 168 angeordnet und paßt in den Schlitz 176 des Antriebsarmes 170, um zu bewirken, daß der Ausgangsadapter 168 mit der Welle 156 rotiert, während er es zuläßt, daß der Ausgangsadapter 168 sich in Bezug auf die Welle 156 winklig neigt.
Bezugnehmend auf 12, dient ein Kranz 178 sowohl als eine Lagerfläche für den Innendurchmesser des Ausgangsadapters 168 als auch als Schulter, um das Auseinanderfallen der Teile zu verhindern, wenn der selbsttätige Ausrichtmechanismus nicht unter axialem Druck arbeitet. Eine Wellenscheibe 153 oder dergleichen ist zwischen der Eingangsneigungsscheibe 152 und dem Eingangsadapter 146 angeordnet, um eine gewisse Reibung bereitzustellen, so daß die Rotation der Ausgangsneigungsscheibe 160 keine unerwünschte Rotation der Eingangsneigungsscheibe 152 verursachen wird.
Bezugnehmend auf 13a, weisen die Eingangs- und Ausgangsadapteraufbauten vorzugsweise eine Vorwärtsarretierungsscheibe 180 auf, die mit einem Zahnrad 184 gekoppelt ist, das zum Beispiel 18 Zähne aufweist. Das Zahnrad 184 greift in ein Zahnrad 186 ein, das zum Beispiel 56 Zähne aufweist. Das Zahnrad 186 ist mit einem Zahnrad 188 gekoppelt, das zum Beispiel 18 Zähne aufweist. Das Zahnrad 188 greift in ein Hohlrad 190 ein, das zum Beispiel 140 Zähne aufweist. Das Hohlrad 190 ist betriebsfähig an einer jeweiligen Neigungsscheibe 152 oder 160 angebracht, wie in 12 gezeigt.
Erneut auf 13a bezugnehmend, kann dann, wenn der gesamte selbsttätige Ausrichtmechanismus zum Beispiel im Normalbetrieb mit 2,05 U/s rotiert, durch einen festen Stopmechanismus, der eine elektromagnetische Sperrklinke oder dergleichen aufweist, bewirkt werden, daß die Arretierungsscheibe 180 durch „Einfangen" eines oder mehrere Zähne rotiert, wenn die Arretierungsscheibe 180 vorbeigeht. Folglich kann bewirkt werden, daß die Neigungsscheibe in Zuwächsen relativ zum selbsttätigen Ausrichtmechanismus rotiert. Die Rückwärtsarretierungsscheibe 182 und -Getriebeaufbau arbeiten entsprechend zur Vorwärtsarretierungsscheibe 180 und -Getriebeaufbau, mit der Ausnahme, daß ein zusätzliches Zahnrad 192 bewirkt, daß die Neigungsscheibe in die entgegengesetze Richtung rotiert, wenn die Arretierungsscheibe 182 gedreht wird.
Bezugnehmend auf 14, wird ein Arretierungsscheiben-Stopmechanismus 194 gezeigt, der ein Zahnsperrklinkenglied 196 und ein Magnetelement, wie einen Elektromagneten 198 oder dergleichen aufweist. Vorzugsweise ist ein Stopmechanismus 194 vorgesehen, um in Verbindung mit dem Eingangsadapter 146 zu arbeiten, und ein anderer ist vorgesehen, um in Verbindung mit dem Ausgangsadapter 168 zu arbeiten. Das gezahnte Glied 196 kann einen oder mehrere Zähne enthalten, um einen oder mehrere Arretierungsscheibenzähne bei jeder Rotation des automatischen Ausrichtungsmechanismus „einzufangen". Man beachte, daß die Zähne des Glieds 196 soweit voneinander beabstandet sind, daß sie Zeit lassen, daß sich das gezahnte Glied zwischen einem Arretierungsscheibenkontakt anheben kann, um den Betrag der Arretierungsscheibenrotation pro Rotation des selbsttätigen Ausrichtmechanismus zu kontrollieren.
Wenn sich die Arretierungsscheiben an jedem Adapter 146 und 168 in einer Linie befinden, muß die Wirkung der „Fang"- oder „Stop"-Mechanismen der Arretierungsscheibe synchron mit der Rotation des selbsttätigen Ausrichtmechanismus zeitlich gesteuert werden, damit nur die gewünschte Arretierungsscheibe, (d. h. Vorwärtsarretierungsscheibe 180 oder Rückwärtsarretierungsscheibe 182) betätigt wird. 15 zeigt ein exemplarisches Zeitsteuerdiagramm für den Arretierungsscheiben-Stopmechanismus 194. Wie gezeigt, wird ein Timingimpuls eines Hall-Meßwandlers oder dergleichen als ein zeitlicher Bezugspunkt verwendet.
Bezugnehmend auf 16, wird ein Ablaufdiagramm eines neuartigen Ausrichtungsverfahrens gezeigt, wie spezifisch unter Bezugnahme auf die dritte bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht wird. Es wird angemerkt, daß jede geeignete Meßvorrichtung in Verbindung mit dem Ausrichtungsmechanismus verwendet werden könnte. Vorzugsweise wird jedoch eine neuartige Abtast- und Meßvorrichtung der vorliegenden Erfindung genutzt, die im folgenden beschrieben wird, um in Verbindung mit den neuartigen Ausrichtungsmechanismen zu arbeiten, die oben beschrieben werden. Es wird außerdem angemerkt, daß obwohl der Ausrichtungsprozeß in 16 unter Bezugnahme auf die dritte bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wird, der allgemeine Verfahrensalgorithmus auf alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Außerdem kann die neuartige Ausrichtungsvorrichtung und das Verfahren auch in anderen praktischen Anwendungen vorteilhaft genutzt werden, um zwei konzentrisch rotierende Wellen auszurichten.
Allgemein zeigt das Ablaufdiagramm der 16 eine Abfolge von „empirischen" Einstellungen, wobei anfänglich eine eine Einstellung vorgenommen wird, indem eine Arretierungsscheibe an einem der Adapter gestoppt wird und die Änderung der Unrundheit oder Ausrichtung gemessen wird. Wenn sich die Unrundheit verbessert hat, wird eine zusätzliche Einstellung in dieselbe Richtung befohlen. Wenn sich die Ausrichtung verschlechtert, wird eine Einstellung in die entgegengesetzte Richtung befohlen. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis die Ausrichtung so korrigiert ist, daß sie innerhalb der Spezifikationen liegt und die Drehmaschinenwelle und Radnabenachsen ausgerichtet sind. Es werden zwei unterschiedliche Einstellungsperioden in der vorliegenden Erfindung eingesetzt. Es findet ein erster Zyklus statt, wobei große Einstellungen der Orientierung der Neigungsscheiben 152 und 160 vorgenommen werden, um die Ausrichtung der Welle und der Radnabenachsen deutlicher zu ändern, und dadurch die Unrundheit zu korrigieren. Sobald die Ausrichtung einen vorbestimmten niedrigen Pegel erreicht, werden feinere Einstellungen vorgenommen, um die Unrundheit so zu korrigieren, daß sie innerhalb der spezifizierten Toleranzen liegt.
Bezugnehmend auf 16 beginnt der Unrundheitskorrekturprozeß mit der Initialisierung verschiedener Variablen. Bei Schritt 302 wird der Stoppegel des Stopmechanismus 194 auf drei Betätigungen der Arretierungsscheiben eingestellt. Dies stellt die großen Bewegungen der Neigungsscheiben 152 und 160 am Anfang des Einstellungszyklus bereit. Außerdem werden bei Schritt 302 mehrere interne Zählwerte und Grenzen initialisiert, die den Merker Z, den Merker D und einen Versuchszähler umfassen. Außerdem wird der Anfangsspezifikationswert zugeführt, der einen akzeptablen Pegel der Unrundheit repräsentiert. Typischerweise wird dieser Wert so eingestellt, daß er in der Größenordnung von 25 × 10^–6 m (0,001 Inch) liegt. Der Versuchszähler arbeitet, wenn die Unrundheit auf einen „Min"-Wert fällt. Dieser Zähler bewirkt, daß der Wert der „Spezifikation" zunimmt, nachdem das System versucht, den vorliegenden „Spezifikation"-Unrundheitswert eine programmierte Anzahl von Versuchen oder Zyklen zu erreichen. Dies verhindert, daß das System ewig versucht, einen Unrundheitswert zu erreichen, der unter den gegebenen Umständen unmöglich ist.
Eine Anfangsbewertung der Unrundheit wird bei Schritt 303 vorgenommen, und diese Größe wird als R-pres gespeichert, das für einen Basiswert der Unrundheit repräsentativ ist. Schritt 304 sorgt für einen Vergleich der gemessenen Unrundheit mit einer Unrundheitsmessung, die mit der Spezifikation übereinstimmt, die für gewöhnlich in der Größenordnung von 0,001 Inch liegt, wie oben angegeben. Wenn die Unrundheit kleiner als 25 × 10^–6 m (0,001 Inch) ist, wird festgestellt, daß die Unrundheit in die spezifizierten Toleranzen fällt („Spezifikation") und keine weitere Kompensation erforderlich ist, wie in Schritt 310 angegeben. Bei Schritt 306 wird der Wert von R-pres in die Speicherstelle von R-last kopiert. Wenn danach R-pres einen vorbestimmten Pegel „Min" überschreitet (Schritt 307), wird der Stopmechanismus 196 eingestellt, um einen Zahn der Arretierungsscheibe 180 oder 182 pro Umdrehung anzuhalten, wie in Schritt 308 angegeben. Bei Schritt 309 wird der Versuchszählwert erhöht und bei Schritt 310 wird der Versuchszählwert bewertet, so daß dann, wenn sich der Versuchszählwert an einer Grenze befindet, die Unrundheits-„Spezifikations"-Grenze erhöht wird (Schritt 311) und der Versuchszählwert auf 0 rückgesetzt wird (Schritt 312). Die höhere „Spezifikations"-Grenze besteht üblicherweise aus einem Wert, der immer noch akzeptabel ist, jedoch weniger bevorzugt wird, als die ursprüngliche „Spezifikations"-Grenze (z. B. 25 × 10^–6 m (0,001 Inch). Zum Beispiel ist eine „Spezifikation" von 75 × 10^–6 m (0,003 Inch mehr) akzeptabel.
Bei Schritt 313 wird der Merker Z geprüft, um festzustellen, ob die Arretierungsscheibenbetätigung in beide Richtungen verlaufen ist. Das heißt, ob sowohl die Ausgangs- 180 (vorwärts) und 182 (Rückwärts) Arretierungsscheibe aktiviert worden sind. Wenn bei Schritt 10 der Z-Merker nicht zweimal umgeschaltet worden ist, dann fährt das Programm mit Schritt 315 fort, um den Zustand des Merkers D zu bestimmen, und wenn der Z-Merker zweimal umgeschaltet worden ist, dann schaltet der Schritt 314 den Merker D um. Wenn D gleich 0 ist, dann wird nur die Ausgangsarretierungsscheibe betätigt, die den „Kompensationswinkel" des Systems ändert. Wenn D gleich 1 ist, werden sowohl die Ausgangs- als auch Ausgangsarretierungsscheiben betätigt, um den „Kompensationsvektor" des Systems zu ändern.
Bei Schritt 318 wartet das System eine von zwei Umdrehungen der Drehmaschine (abhängig davon, ob der Beschleunigungsmesser in Betriebsart 1 oder Betriebsart 2 arbeitet, wie unten beschrieben), bevor sie fortfährt, um Einschwingvorgänge, die durch die Arretierungsscheibeneinstellung eingebracht werden, abklingen zu lassen. Bei Schritt 319 wird die Unrundheit erneut gemessen. Wenn im Schritt 320 die Unrundheit kleiner als die Spezifikation ist (z. B. 25 oder 75 × 10^–6 m (0,001 oder 0,003 Inch) fährt das System mit Schritt 305 fort und die Unrundheitseinstellung ist vollendet. Bei Schritt 321 wird die Unrundheit aus der gegenwärtigen Messung R-pres mit der Unrundheit aus der letzten Messung R-last verglichen. Wenn R-pres kleiner als R-last ist, fährt das System mit Schritt 306 fort, wo R-pres auf R-last kopiert wird und der Prozeß mit einer weiteren Iteration weitergeht und dieselbe Arretierungsscheibe, die zuvor betätigt wurde, erneut betätigt wird. Wenn andererseits R-pres größer als R-last ist, fährt das System mit Schritt 322 fort, wo der Merker Z in seinen entgegengesetzten Zustand umgeschaltet wird. Die Kontrolle wird dann zu Schritt 306 zurück verwiesen, wo wiederum die andere Arretierungsscheibe des Arretierungsscheibenpaares betätigt wird, um eine Rotation der Einstellscheibe in eine entgegengesetzte Richtung zu bewirken.
Auf diese Weise setzt das System eine empirische Vorgehensweise zur Reduzierung der Unrundheit ein. So lange die Unrundheit weiter abnimmt, finden zusätzliche Betätigungen derselben Arretierungsscheibe statt. Wenn sich jedoch die Unrundheit verschlechtert, wird die entgegengesetzte Arretierungsscheibe betätigt, um zu beginnen, die Unrundheit zu korrigieren. Wenn dieser Vorwärts- und Rückwärtszyklus die Unrundheit nicht verbessert, wird der Kompensationsvektor eingestellt, indem sowohl die Eingangs- als auch Ausgangseinstellungsscheiben bewegt werden. Ein Mikroprozessor und ein geeigneter Schaltungskomplex steuern den Betrieb der vorliegenden Erfindung, wie unten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
Das Ausrichtungseinstellsystem der vorliegenden Erfindung ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber Vorrichtungen und Techniken des Stands der Technik. Sobald das passende Sensor- und Meßsystem geeignet befestigt ist (zum Beispiel eines der neuartigen Systeme, die im folgenden offenbart werden), sorgt das automatische Ausrichtungssystem für eine mechanische Kompensation der gesamten lateralen Unrundheit, die im Scheibenbremsenaufbau vorhanden ist. Insbesondere stellt das Ausrichtungssystem die Ausrichtung der Bremsendrehmaschinenkomponente bezüglich einer Fahrzeugradnabe ein, um die laterale Unrundheit zu kompensieren. Dies stellt wiederum sicher, daß der Schneidkopf 36 senkrecht zur Rotationsachse der Radnabe 44 angeordnet wird.
Meß- und Steuersystem für die laterale Unrundheit
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Unrundheitskompensation, die oben offenbart werden, dienen dazu, die Drehmaschinen- und Bremsscheibenachsen unter der Leitung eines Winkelunrundheitsabtast- und Steuermechanismus der vorliegenden Erfindung auszurichten. Jedoch ist zu verstehen, daß der hierin beschriebene Unrundheitsabtast- und Steuermechanismus mit jedem geeigneten Sensor verwendet werden kann, der auf eine Winkelbeschleunigung oder Variationen des Abstands zwischen dem Zerspanungswerkzeugen des Drehmaschinenkörpers und dem betreffenden Auto anspricht. In der vorliegenden Erfindung nimmt der Unrundheitssensor vorzugsweise die Form eines elektronischen Beschleunigungsmessers an. Das neuartige Meß- und Steuersystem kann vorteilhafterweise auch in anderen praktischen Anwendungen genutzt werden, um zwei konzentrisch angebrachte Drehwellen auszurichten.
Bezugnehmend auf die 17 und 18, wird ein Bremsendrehmaschinenaufbau gezeigt, der durch einen selbsttätigen Ausrichtmechanismus des Typs, der oben gezeigt und beschrieben wird, mit einer Radachse gekoppelt ist. Die Drehmaschinenwerkzeuge werden am Ende des Bremsenaufbaumechanismusarm gezeigt, der dazu eingerichtet ist, sich von der Mitte der Bremsscheibe nach außen zu bewegen, während der Antriebsmotor das Rad und die Bremsscheibe rotieren läßt, wie oben beschrieben. Die durchgezogenen Linien zeigen die Mechanismusposition, wenn die Radachse und die Drehmaschineachse fluchten. Unter diesen Bedingungen schneiden die Drehmaschinenwerkzeuge die Scheibe reibungslos.
Wo jedoch eine Unrundheit vorhanden ist, wird die Drehmaschine im Gebrauch vor und zurück rotieren. Die gepunkteten Linien zeigen die Taumelbewegung des Drehmaschinemechanismus, wenn die Radachse und die Drehmaschineachse fehlausgerichtet sind (in der Zeichnung wird die Unrundheit beträchtlich übertrieben). Bei der Taumelbewegung des Drehmaschinenmechanismus und ihrer Werkzeuge wird die laterale Unrundheit der Bremsscheibe in die Bremsscheibe eingeschnitten und eine solche Operation ist nicht akzeptabel. Man beachte, daß die „X"-Stelle des Mechanismus ihre Position nicht nur linear, sondern auch in einem Rotationssinn senkrecht zur Antriebsachse ändert. Das heißt, der Winkel des Mechanismus ändert sich zyklisch, wenn das Rad gedreht wird.
Es ist diese Stelle, an dem die Abtastvorrichtungen des Unrundheitsabtast- und Steuermechanismus der vorliegenden Erfindung vorzugsweise angeordnet werden, um die Meßempfindlichkeit zu opimieren. Vorzugsweise werden die Abtastvorrichtungen zusätzlich so angeordnet, daß die innere Bremsscheibenachse (wie unten beschrieben wird) senkrecht zur Drehmaschinenantriebsachse ist.
Bezugnehmend auf 18, gibt es eine andere Fehlausrichtungsart, die auftreten kann, wenn sich die Radachse und die Drehmaschinenachse in Fehlausrichtung befinden. Dies ist die exzentrische Fehlausrichtung. Bei dieser enthält die Bewegung des Drehmaschinenmechanismus nur lineare Komponenten, während keine Winkelunrundheit auftritt und daher keine Drehbewegung senkrecht zur Antriebsachse auftritt. Diese Unrundheitsbewegung beeinträchtigt das reibungslose Schneiden der Bremsscheibenfläche nicht sehr und kann zugelassen werden. Aus diesem Grund ist es ein Ziel, daß die Abtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung nur die Rotationskomponenten abtastet, die seinem Gehäuse eingeprägt werden, während alle linearen Bewegungen verworfen werden.
Eine Vielfalt von unterschiedlichen Gestaltungen kann als Teil des Unrundheitsabtast- und Steuermechanismus der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im allgemeinen gibt es zwei Betriebsarten, den rotierenden Beschleunigungsmesser als einen Unrundheitsdetektor zu nutzen. In einer ersten Betriebsart ist die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung des Bremsscheiben-Meßwandlers so gestaltet (wie unten erläutert), daß sie etwa das 1,5-fache der Frequenz der Drehmaschinenrotation beträgt. In dieser Betriebsartgestaltung erzielt der Beschleunigungsmesser die schnellste Verfolgung der Änderungen der Unrundheit und daher häufig die schnellste Ausrichtung infolge der Dämpfung, die dem Frequenzunterschied innewohnt. Jedoch beträgt die Unrundheitsempfindlichkeit des Systems weniger als 1/2 von jener der Betriebsart zwei. In der Betriebsart zwei ist die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung des Bremsscheiben-Meßwandlers so gestaltet, daß sie unter der Frequenz der Drehmaschinenrotation liegt. Dies liefert die höchste Empfindlichkeit gegenüber der Unrundheit und hilft dabei, die Oberwellen in der Unrundheitsbewegung zu unterdrücken, die eine Ausrichtungsunsicherheit verursachen können. Jedoch ist diese Betriebsartgestaltung langsamer darin, Änderungen der Unrundheit zu folgen, was verglichen mit der Betriebsartgestaltung eins eine langsame Ausrichtung verursachen kann. Auf jeden Fall sollte die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung niemals auf der Frequenz der Drehmaschinenrotation angeordnet werden, da ein Betrieb in Resonanz mit der Drehmaschine zu einer anormalen Zunahme der Bremsscheiben-Meßwandler-Bewegung führt, die es nicht zuläßt, daß die Ausgabe des Beschleunigungsmessers der Größe der Unrundheit unmittelbar folgt, was den Ausrichtungsprozeß ernstlich verlangsamt.
Unabhängig von der Betriebsart sind verschiedene Überlegungen bei der Implementierung jeder der Ausführungsformen des erfinderischen Beschleunigungsmessers relevant. Erstens sollte der Beschleunigungsmesser-Bremsscheibe vollständig ausgewuchtet sein, um eine Messung von Winkelbeschleunigungen sicherzustellen, während lineare Beschleunigungen verworfen werden. Zweitens sollte die Rotation der Bremsscheibe physikalisch begrenzt sein, so daß die Rotation nur innerhalb des empfindlichen Bereichs des Meßwandlers stattfindet. Schließlich sollte die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung des Bremsscheiben-Meßwandlers so gestaltet sein, daß er entweder in der Betriebsart 1 oder 2 arbeitet, wie oben bereits erläutert. In dieser Hinsicht hängt die Eigenfrequenz von mehreren Variablen ab, einschließlich der Masse der Bremsscheibe, des Durchmessers der Bremsscheibe und der Eigenschaften eines Federelements (z. B. Saitendrahts).
Diese Beschleunigungsmesser-Ausführungsform, die ein piezoelektrisches Element als Sensor verwendet, (das unten beschrieben wird) ist am besten geeignet, zu arbeiten, wenn die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung etwa das 1,5-fache der Frequenz der Drehmaschinenrotation beträgt, da eine gewisse Kraft erforderlich ist, um das Element zu biegen, das dazu neigt, eine hohe Federkonstante zu verursachen. Die anderen Meßwandlermethoden, die unten beschrieben werden, sind berührungslose Vorrichtungen, und die Federkonstante kann durch die Auswahl der Feder diktiert werden. In dieser Hinsicht sind diese Ausführungsformen entweder für die Betriebsart eins oder für die Betriebsart zwei gut geeignet.
In einer ersten Ausführungsform, die in 19 gezeigt wird, gibt es einen rotierenden Beschleunigungsmessersensor 210. Der Sensor 210 weist ein Gehäuse 212 auf, das eine Bremsscheibe 214 umgibt, die zur Rotation auf Lagern 216 und 218 angebracht ist. Die Bremsscheibe 214 ist sorgfältig ausgewuchtet, so daß alle Beschleunigungen mit der Ausnahme von Winkelbeschleunigungen keine Rotation der Bremsscheibe 214 bewirken. Die Rotation der Bremsscheibe 214 wird durch ein piezoelektrisches Element 220 abgetastet, das zwischen dem Gehäuse 212 und der Bremsscheibe 214 angebracht ist und durch jede Rotation der Bremsscheibe 214 gebogen wird, wobei es eine Spannung erzeugt, die proportional zur Größe der Biegung ist. Die Rotation der Bremsscheibe 214 ist, um das piezoelektrische Element 220 zu schützen, durch die Piezoelementbefestigung 220 im Schlitz 222 in der Bremsscheibe 214 begrenzt.
Die Piezoscheibe 220 und die Bremsscheibe 214 arbeiten als ein Feder-Masse-System, das eine Eigenfrequenz der Resonanzbewegung aufweist, wie oben allgemein beschrieben. In diesem Feder/Masse-System bildet die Bremsscheibe die Masse und die Piezoscheibe 220 bildet die Feder. In dieser Ausführungsform arbeitet das System in der Betriebsart eins, so daß die Bremsscheibenmasse und -Durchmesser und die Piezofederqualität so eingestellt sind, daß eine Frequenz in der Größenordnung des 1,5-fachen der Frequenz der Drehmaschinenrotation erhalten wird. Es ist desweiteren von Wichtigkeit, daß die Bremsscheibe 11 geeignet gedämpft wird, um die Einschwingzeit zu minimieren. Dies kann erreicht werden, indem das Gehäuse 10 mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt wird und das Gehäuse mit einem Deckel verschlossen wird. Alternativ kann eine Dämpfung bereitgestellt werden, indem ein anhaftendes viskoses Material in den Lagern 12 und 13 verwendet wird. Andere Dämpfungstechniken werden so betrachtet, daß sie im Rahmen der Erfindung liegen. Ein resultierendes Signal, dessen Amplitude proportional zur Größe der Winkelunrundheit ist, wird dann zu einem Steuersystem geleitet, wie es unten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben wird.
Die Abtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch mit alternativen Meßwandlerelementen gestaltet werden, die ein geeignetes Steuersignal bereitstellen. Zum Beispiel kann der erfinderische Sensor ein Abtastelement sein, das einen Beschleunigungsmesser mit einem abgestimmten Spulenoszillator aufweist.
Bezugnehmend auf 22 weist die Federkomponente dieses Systems einen Draht (vorzugsweise einen Saiten- oder Klavierdraht) 244 auf, der am Körper 256 und an der Bremsscheibe 246 angebracht ist, wie gezeigt. Der Draht kann durch jede geeignete Einrichtung angebracht werden, wie zum Beispiel Klammern, wie in 22 gezeigt. Wie vorher erwähnt, hängt die Eigenfrequenz der Resonanzbewegung des Bremsscheiben-Meßwandlers von der Masse und dem Durchmesser der Bremsscheibe und den Federeigenschaften ab. Wenn ein Saitendraht 244 verwendet wird, um die Frequenz zu steuern, wie gezeigt, werden die Spannung des Drahts 244 und die Drahtdicke des Drahts 244 manipuliert, um die Frequenz zu variieren. Um zum Beispiel eine Eigenfrequenz oder Resonanzbewegung der Bremsscheibe-Meßwandler zu erzielen, die unter der Frequenz der Drehmaschinenrotation liegt, wird eine Drahtdicke im Bereich von annähernd 9–10 Tausendstel verwendet und die Drahtspannung wird so gestaltet, daß sie verhältnismäßig locker ist. Um andererseits eine Eigenfrequenz der Resonanzbewegung der Bremsscheibe-Meßwandler zu erzielen, die etwa das 1,5-fache der Frequenz der Drehmaschinenrotation beträgt, wird eine Drahtdicke im Bereich von annähernd 16 Tausendstel verwendet, und die Drahtspannung wird so gestaltet, daß sie verhältnismäßig straff ist.
Eine Scheibe 248 aus Ferrit oder dergleichen ist am Umfang der Bremsscheibe 246 benachbart zu einer am Gehäuse befestigten Spule 250 angeordnet, die das L einer Oszillatorschaltung 252 bildet. Wenn sich die Bremsscheibe 246 dreht, bewegt sich die Ferritscheibe 248 in Bezug auf die Spule 250, wobei sie eine Änderung der Induktivität der Oszillatorspule 250 bewirkt, und folglich eine Änderung der Schwingungsfrequenz. Ein Diskriminator 254 wandelt die Änderung der Schwingungsfrequenz in einer veränderliche Gleichspannung um. Diese veränderliche Spannung spiegelt die Rotation des Beschleunigungsmessergehäuses 256 wider. Das Signal wird dann zu einem Steuersystem weitergeleitet, wie unten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
Wie vorher angegeben, ist es wichtig, die Bremsscheibe so zu gestalten, daß sie ausgewuchtet ist. Um die Rotation der Bremsscheibe so zu begrenzen, daß die Rotation nur im empfindlichen Bereich des Meßwandlers stattfindet, ist eine Senkung 245 vorgesehen, die mit einem Stift 247 zusammenarbeitet, um die Bremsscheibenrotation geeignet zu begrenzen. Andere Begrenzungseinrichtungen liegen im Rahmen der Erfindung.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Abtastvorrichtung ein Beschleunigungsmesser mit einem Magnet-Halleffekt-Meßwandler, wie in 20 gezeigt. In dieser Gestaltung weist eine Blattfeder 222 eine Federkonstante auf, die in Kombination mit der Trägheit der Bremsscheibe 224 eine Resonanzfrequenz bereitstellt, die etwa das 1,5-fache der Drehzahl der Bremsendrehmaschinenwelle beträgt (d. h. Betrieb in der Betriebsart eins). Alternativ könnte der Beschleunigungsmesser dieser Ausführungsform so gestaltet werden, daß er in der Betriebsart eins oder zwei arbeitet, wobei ein Saitendraht verwendet wird, wie oben beschrieben. Es ist ein Magnet 226 am Umfang der Bremsscheibe 224 angeordnet. Ein Halleffekt-Meßwandler 228 mit einer linearen Charakteristik ist im Gehäuse 230 benachbart zum Magneten 226 angeordnet, so daß sich die Drehbewegung der Bremsscheibe in der Ausgangsspannung des Halleffekt-Meßwandlers 228 widerspiegelt. Die Größe der Wechselspannung am Ausgang des Halleffekt-Meßwandlers 228 ist eine Widerspiegelung der Drehbewegung des Beschleunigungsmessergehäuses 230, das an der Drehmaschine vorzugsweise an der Position angebracht ist, die unter Bezugnahme auf die 17 und 18 angegeben wird. Das resultierende Signal wird zu einem Steuersystem weitergeleitet, wie unten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform weist das Abtastelement einen Beschleunigungsmesser mit einem Infrarotgenerator auf. Bezugnehmend auf 21 und 21a wird eine Blattfeder 232 gezeigt, die vorzugsweise eine Federkonstante aufweist, die in Kombination mit der Trägheit einer Bremsscheibe 234 eine Resonanzfrequenz bereitstellt, die etwa das 1,5-fache der Drehzahl der Bremsendrehmaschinenwelle beträgt. Wieder könnte der Beschleunigungsmesser alternativ so gestaltet werden, daß er in der Betriebsart eins oder zwei arbeitet, wobei ein Saitendraht verwendet wird, wie oben beschrieben. Es ist eine Infrarotgeneratordiode 236 angeordnet, die einer Infrarotdetektordiode 238 am Gehäuse 240 nahe des Umfangs der Bremsscheibe 234 gegenüberliegt.
Es ist eine Klappe 242 an der Bremsscheibe 234 angebracht und steht zwischen dem IR-Generator 236 und dem IR-Detektor 238 vor, so daß eine Drehbewegung der Bremsscheibe 234 die Menge der durchgelassenen Strahlungsenergie verändert, was bewirkt, daß die Spannung aus dem IR-Detektor 238 die Größe der Drehung des Gehäuses 240 widerspiegelt. Wiederum spiegelt diese Messung die Unrundheit der Scheibenkupplung wider. Das Signal wird zu einem Steuersystem weitergeleitet, das unten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben wird.
Der Unrundheitsabtast- und Steuermechanismus der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Steuerschaltung auf, die nun unter Bezugnahme auf 23 beschrieben wird. Der Meßwandler 400 kann vorteilhafterweise aus irgendeinem der mehreren verschiedenen Sensortypen besteht, die dazu bestimmt sind, die Winkelbeschleunigung der Drehmaschine auszuwerten, wie unten dargelegt wird. Da sich die laterale Unrundheit in einer variierenden Drehbewegung manifestiert, die auf die Drehmaschine übertragen wird, kann jede Sensoranordnung genutzt werden, die zum Erzeugen eines genauen qualitativen Maßes der Winkelbeschleunigung imstande ist. Der bevorzugte Aufbau hierin nutzt eine Trägheitsscheibe und ein piezoelektrisches Element als Meßwandler 400, wie im folgenden detaillierter beschrieben wird. Die Ausgabe des Meßwandlers 400 wird einem Verstärker 402 und dann einem Gleichrichter 404 zugeführt. Da die Unrundheit eine zyklische Bewegung in der Drehmaschine erzeugt, ist das durch den Meßwandler 400 erzeugte Signal in seiner Beschaffenheit sinusförmig; jedoch könnten bei niedrigeren Unrundheitspegeln andere Wellenformen in Resonanz treten. Nach der Verstärkung durch den Verstärker 402 und der Gleichrichtung durch den Vollwellengleichrichter 403 wird das Spitzenunrundheitssignal einem Integrator 404 zugeführt, der bei jedem Drehmaschinenrotationszyklus rückgesetzt wird 406, wie angezeigt. Das Signal wird dann zu einer Abtast-Halte-Schaltung 407 geschickt. Ein Hall-Aufnehmer-Zeitgeber 405 erzeugt ein Synchronisationssignal, wie gezeigt. Die Ausgabe wird dann zum A/D-Wandler 408 übertragen, der den Spannungspegel abtastet und eine digitale Darstellung davon erzeugt. Die Ausgabe des A/D-Wandlers 408 wird sowohl an eine Verriegelungsschaltung 410 als auch an einen Mikroprozessor 412 geschickt. Die Ausgabe der Verriegelungsschaltung 410 wird auch an den Mikroprozessor 412 geliefert. Die Verriegelungsschaltung 410 ist eine herkömmliche Abtast-Halte-Verriegelungsschaltung und wird vor der Zeit getaktet, zu der der A/D-Wandler 408 einen neuen Abtastwert präsentiert. Auf diese Weise steht sowohl der gegenwärtige Abtastwert, der durch den A/D-Wandler 408 aufgenommen wird, als auch der letzte Abtastwert, der durch den A/D-Wandler 408 aufgenommen wird, dem Mikroprozessor 412 zur Verfügung. Am Ausgang des Mikroprozessors 412 sind Verstärker 414 und 416 vorgesehen, die verwendet werden, um den Stopmechanismus 196 zu betreiben.
In Verbindung mit dem Algorithmus betrachtet, der in 16 dargelegt wird, wird der Mikroprozessor 412 folglich mit einem Strom von Abtastwerten der Unrundheit der betreffenden Bremsscheibe versorgt, zusammen mit einem Abtastwert, der den letzten geschichtlichen Wert der Unrundheit repräsentiert. Auf diese Weise implementiert der Mikroprozessor die empirische Vorgehensweise, die oben bezüglich 16 beschrieben wird.
Zusammenfassung der Hauptvorteile der Erfindung
Nach dem Lesen und Verstehen der vorhergehenden detaillierten Beschreibung einer erfinderischen Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Bremsen mit einem automatischen Ausrichtungssystem und eines Verfahrens gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird erkannt werden, daß mehrere unterschiedliche Vorteile des vorliegenden Ausrichtungssystems und Verfahren erhalten werden.
Ohne zu versuchen, alle gewünschten Merkmale der vorliegenden Drehmaschine für im Fahrzeug eingebauten Scheibenbremsen mit einem automatischen Ausrichtungssystem darzulegen, umfassen mindestens einige der Hauptvorteile die Bereitstellung einer Drehmaschine für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen, die einen automatisierten Ausrichtungsaufbau 50 aufweist, der ein Paar Einstellscheibenaufbauten aufweist, die zwischen einem Eingangsadapter 66, 122, 146 und einem Ausgangsadapter 78, 134, 168 angeordnet sind. Jeder der Einstellscheibenaufbauten weist eine Einstellscheibe 90, 92, 140, 152, 160 und eine zugehörige Hemmscheibe auf. Eine elektromagnetische Sperrklinke 98, 100 oder dergleichen ist mit jeder der Hemmscheiben 94, 96 betriebsfähig verbunden und arbeitet als Reaktion auf ein Steuersignal, das von einem Steuersystem ausgegeben wird. Wenn die Rotation einer der Hemmscheiben gestoppt wird, wird die Rotationsbewegung der Drehmaschinenantriebswelle durch ein geeignetes Getriebe auf eine jeweilige Einstellscheibe übertragen, um die Relativposition der Drehmaschinenantriebsachse und der Fahrzeug-Radnabenachse zu ändern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Steueralgorithmus und Ausrichtungsprozeß der vorliegenden Erfindung eine Reihe von „empirischen" Einstellungsuntersuchungen auf, um die Unrundheit zu kompensieren. Wenn die Drehmaschine beginnt zu rotieren und das Hall-Signal ein Taktsignal bereitstellt, und der Unrundheitspegel bewertet wird und wenn er innerhalb der „Spezifikations"-Grenze liegt, normalerweise 0,001", geht die Ausrichtung zum „Niedrig-Bereit zum Schneiden"-Licht und das Programm endet. Wenn die Unrundheit über der „Spezifikations"-Grenze liegt, wird eine Betätigung der Ausgangs-Vorwärtsarretierungsscheibe befohlen. Die Unrundheit wird bewertet, und wenn sie niedriger ist, werden zusätzliche Betätigungen derselben Arretierungsscheibe befohlen, bis eine Betätigung bewirkt, daß die Unrundheit zunimmt. An diesem Punkt wird, wenn die Unrundheit immer noch über der „Spezifikations"-Grenze liegt, eine Betätigung der Ausgangs-Rückwärtsarretierungsscheibe befohlen. Wenn die Unrundheit niedriger ist, werden weitere solche Betätigungen befohlen, bis eine Betätigung bewirkt, daß die Unrundheit zunimmt. Die vorhergehenden beiden Aktionen stellen den „Kompensationswinkel" ein. Wenn an diesem Punkt die Unrundheit immer noch über der „Spezifikations"-Grenze liegt, wird eine gemeinsame Betätigung sowohl der Ausgangs- als auch der Eingangs-Vorwärtsarretierungsscheiben befohlen. Diese Aktion stellt den „Kompensationsvektor" ein. Die Unrundheit wird bewertet, und wenn sie niedriger ist, werden weitere Betätigungen der Ausgangs- und Eingangs-Vorwärtsarretierungsscheiben befohlen, bis eine Betätigung bewirkt, daß die Unrundheit zunimmt.
Wenn an diesem Punkt die Unrundheit immer noch über der „Spezifikation" liegt, wird eine gemeinsame Betätigung der Ausgangs- und Eingangsrückwärtsarretierungsscheiben befohlen. Die Unrundheit wird bewertet, und wenn sie niedriger ist, werden weitere solche Betätigungen befohlen. Wenn eine Betätigung eine Unrundheitszunahme bewirkt, und wenn die Unrundheit immer noch über der „Spezifikations"-Grenze liegt, kehren die Arretierungsscheibenbetätigungen auf die Nur-Ausgangsarretierungsscheiben-Betriebsart zurück, wie vorhergehend beschrieben. Diese Betätigungssequenz wird wie oben empirisch fortgesetzt, bis die Unrundheit auf die „Spezifikations"-Grenze reduziert wird, wo das „Bereit zum Schneiden"-Licht erleuchtet wird und das Programm endet.
Es wird ein Zählwert der Anzahl von Versuchen gehalten, den „Spezifikation"-Unrundheitspegel zu erreichen, und wenn eine voreingestellte Anzahl von Versuchen überschritten wird, wird der Akzeptanzpegel auf etwa 0,003" erhöht, und wenn die Unrundheit innerhalb dieses Pegels liegt, wird ein „Bereit zum Schneiden"-Licht erleuchtet und das Programm endet. Wenn dieser neue höhere Unrundheitspegel nach einer voreingestellten Anzahl von Versuchen nicht erreicht werden kann, wird ein „Außerhalb der Spezifikation"-Licht erleuchtet und das Programm endet. Der Bediener wird angewiesen, die Drehmaschinenkopplung mit der Bremsscheibenradnabe zu prüfen und auf schlechte Radlager zu prüfen, das Problem zu korrigieren und den Ausrichtungszyklus erneut zu versuchen. Abhängig vom Pegel der Unrundheit kann das System so gesteuert werden, daß 3 Arretierungsscheibenzähne zu schnellen Einstellung in jeder Arretierungsscheibenbetätigung „gefaßt" werden oder nur 1 Arretierungsscheibenzahn pro Betätigung gefaßt wird, was eine Feineinstellung des Unrundheitspegels zuläßt.
Beim Beschreiben der Erfindung ist auf eine bevorzugte Ausführungsform und illustrative Vorteile der Erfindung bezug genommen worden. Fachleute und diejenigen, die mit der vorliegenden Offenbarung der vorliegenden Erfindung vertraut sind, werden jedoch Zusätze, Weglassungen, Modifikationen, Ersetzungen und andere Änderungen erkennen, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, wie er durch die Ansprüche definiert wird.

Claims

Drehmaschinensystem für im Fahrzeug eingebaute Scheibenbremsen zum erneuten Plandrehen einer Bremsscheibe eines Fahrzeugbremsenaufbau, wobei das Bremsen-Drehmaschinensystem einen Drehmaschinenkörper (34, 52) mit einem Antriebsmotor (30); einen Schneidkopf (36), der betriebsfähig am Drehmaschinenkörper (34, 52) angebracht ist; eine Antriebswelle (68, 124); und ein Ausrichtungssystem (50, 120, 144) aufweist, das aufweist: einen Sensor (210, 226, 228; 236; 238; 244; 400), der betriebsfähig ist, um ein Signal zu erzeugen, das für die Bewegung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) bezüglich des Fahrzeugbremsenaufbaus kennzeichnend ist; einen Eingangsadapter (66, 122, 146), der an der Antriebswelle (68, 124) angebracht ist, um mit der Antriebswelle zu rotieren; einen Radnabenadapter (40, 54), der gestaltet ist, um im Gebrauch an einer Radnabe (44) eines Fahrzeugs angebracht zu werden und mit der Antriebswelle zu rotieren; und einen Einstellungsmechanismus (50, 120, 144), der mit dem Eingangsadapter (66, 122, 146) und dem Radnabenadapter (40, 54) zur Einstellung der Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers und des Schneidkopfes (36) relativ zu einer Rotationsachse der Radnabe (44) gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuereinrichtung (412) auf den Sensor (210–400) reagiert, um ein Steuersignal bereitzustellen, um den Einstellungsmechanismus zu veranlassen, automatisch die axiale Ausrichtung des Eingangsadapters (66, 122, 146) bezüglich einer Rotationsachse des Radnabenadapters (40, 54) einzustellen, wodurch jede Bewegung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) reduziert wird, und daß der Einstellungsmechanismus (50, 120, 144) mindestens eine Hemmscheibe (94, 96, 128, 130) aufweist, die mit dem Eingangsadapter (66, 122, 146) gekoppelt und betriebsfähig ist, selektiv der Rotation der Antriebswelle (68, 124) zu folgen oder als Reaktion auf das Steuersignal relativ zur Antriebswelle zu rotieren, und mindestens eine Einstellungskomponente (90, 92), die wie eine Scheibe geformt ist, die mit der Hemmscheibe (94, 96) verbunden und betriebsfähig ist, als Reaktion auf die Re lativrotation der Hemmscheibe zu rotieren, wodurch die axiale Ausrichtung des Eingangsadapters (66, 122, 146) relativ zum Radnabenadapter (40, 54) bezüglich der Rotationsorientierung der Einstellungskomponente variiert.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Zugstange (58) aufweist, die sich durch den Drehmaschinenkörper (52) und den Eingangsadapter (66, 122, 146) erstreckt und mit dem Radnabenadapter (40, 54) verbunden ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einstellungsmechanismus (50, 120, 144) durch die Rotation der Antriebswelle (68, 124) angetrieben wird.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einstellungsmechanismus (50, 120, 144) durch die Rotation des Eingangsadapters (66, 122, 146) angetrieben wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einstellungsmechanismus (50, 120, 144) ferner mindestens einen Stopmechanismus (98, 100) aufweist, der mit der Hemmscheibe (94, 96) verbunden ist, wobei der Stopmechanismus betriebsfähig ist, sich zwischen einer ersten Position, in der die Hemmscheibe relativ zur Antriebswelle (68, 124) rotiert, und einer zweiten Position zu bewegen, in der die Hemmscheibe der Rotation der Antriebswelle folgt, wobei sich der Stopmechanismus als Reaktion auf des Steuersignal zwischen den ersten und zweiten Positionen bewegt.
System nach Anspruch 5, wobei der Stopmechanismus (98, 100) ein elektromagnetisches Element und ein Sperrklinkenglied aufweist, das betriebsfähig ist, sich als Reaktion auf das Steuersignal von der zweiten Position zur ersten Position zu bewegen.
System nach Anspruch 5 oder 6, wobei mindestens zwei Hemmscheiben (94, 96) drehbar so am Eingangsadapter (66) befestigt sind, daß die Hemmscheiben der Rotation des Eingangsadapters folgen, wenn sich der Stopmechanismus (98, 100) in der zweiten Position befindet, und mindestens eine der Hemmscheiben (94, 96) relativ zum Eingangsadapter rotiert, wenn sich der Stopmechanismus in der ersten Position befindet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Einstellungsmechanismus (50, 120, 144) eine erste Einstellungskomponente (90), die mit einer ersten Hemmscheibe (94) verbunden ist und betriebsfähig ist, als Reaktion auf die Relativrotation der ersten Hemmscheibe zu rotieren, und eine zweite Einstellungskomponente (92) aufweist, die mit einer zweiten Hemmscheibe (96) verbunden ist und betriebsfähig ist, als Reaktion auf die Relativrotation der zweiten Hemmscheibe (96) zu rotieren; wobei die axiale Ausrichtung des Eingangsadapters (66) relativ zum Radnabenadapter (40, 54) bezüglich der Rotationsorientierungen der ersten und zweiten Einstellungskomponenten (90, 92) variiert.
System nach Anspruch 8, wobei die ersten und zweiten Einstellungskomponenten (90, 92) Neigungsscheiben aufweisen, die entgegengesetzt geneigte Oberflächen in einer aneinanderstoßenden Beziehung aufweisen.
System nach Anspruch 8, das ferner einen ersten Getriebezug (102, 106, 110, 112), der betriebsfähig mit der ersten Hemmscheibe (94) und der ersten Einstellungskomponente verbunden ist; und einen zweiten Getriebezug aufweist, der betriebsfähig mit der zweiten Hemmscheibe (96) und der zweiten Einstellungskomponente verbunden ist; wobei jeder Getriebezug der Bewegung der entsprechenden Hemmscheibe (94, 96) folgt, um die entsprechende Einstellungskomponente (90, 92) zu bewegen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hemmscheibe (94, 96, 128, 130) eine Arretierungsscheibe aufweist, die mehrere vorstehende Zähne aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei der oder ein Stopmechanismus ein elektromagnetisches Element (98, 100) und ein Sperrklinkenglied aufweist, das betriebsfähig ist, mit mindestens einem der Zähne in Eingriff zu treten.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die elektronische Steuereinrichtung (412) das Steuersignal erzeugt, um die Betätigung eines Stopmechanismus zeitlich so zu steuern, daß sich das Sperrklinkenglied zu einer Zeit, die passend ist, eine angegebene der Hemmscheiben (94, 96) zu berühren, in die erste Position bewegt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (210–400) einen Orientierungssensor (210–400) aufweist, der betriebsfähig ist, ein Orientierungssignal zu erzeugen, das für die Rotationsorientierung des Eingangsadapters (122) kennzeichnend ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Antriebswelle (124), die am Eingangsadapter (122) angebracht ist, eine erste Antriebswelle ist, und das System ferner eine zweite Antriebswelle (126) aufweist, die relativ zur ersten Antriebswelle (124) rückwärts angetrieben werden kann, um die Orientierung einer Einstellungskomponente (140) einzustellen, wodurch nur eine Einstellungskomponente (140) im Einstellungsmechanismus (120) benötigt wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Hemmscheibe (94, 96; 128, 130) eine Rotationsachse aufweist, die von einer Rotationsachse des Eingangsadapters (122) versetzt ist.
Verfahren zum erneuten Plandrehen einer Bremsscheibe eines Fahrzeugbremsenaufbaus unter Verwendung des Systems nach einem der Ansprüche 1–16, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Drehmaschinensystems für eine im Fahrzeug eingebaute Bremse, das eine Drehmaschinenkörper (34, 52) aufweist, mit einem Antriebsmotor (30); einem Schneidkopf (36), der betriebsfähig am D rehmaschinenkörper angebracht ist, und einer drehbaren Antriebswelle (68, 124), die das Drehmaschinensystem für eine im Fahrzeug eingebaute Bremse am Fahrzeug befestigt; Einleiten der Rotation der Bremsscheibe; Erzeugen eines Signals, das für die Bewegung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau kennzeichnend ist, wenn sich die Antriebswelle dreht; und Verwenden das Signals, wenn die Antriebswelle rotiert, um automatisch die Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau einzustellen, um irgendeine solche Bewegung zu reduzieren, wodurch die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau aufrechterhalten wird, was die Einstel- lung der Orientierung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in eine erste Richtung einschließt; und wenn die Einstellung in die erste Richtung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers reduziert, Fortsetzen des Einstellens der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in die erste Richtung, bis die Einstellung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers erhöht, und nach der Einstellung der Orientierung in die erste Richtung, die die Bewegung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) erhöht, Einstellung der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in eine zweite Richtung; und wenn die Einstellung in die zweite Richtung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers (34, 52), reduziert, Fortsetzen des Einstellens der Orientierung des Drehmaschinenkörpers relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in die zweite Richtung, bis die Einstellung die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers verbessert.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt, der das Signal verwendet, das axiale Ausrichten der Antriebswelle (68, 124) bezüglich einer Rotationsachse der Bremsscheibe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Drehmaschinensystem für die im Fahrzeug eingebaute Bremse ein Ausrichtungssystem (50, 12, 144) aufweist, das mindestens eine Einstellscheibe (90, 92) aufweist, und das Ausrichtungssystem die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau einstellt; wobei die Antriebswelle (68, 124) bezüglich der Rotationsachse der Bremsscheibe axial ausgerichtet wird, indem die Rotationsorientierung der Einstellscheibe (90, 92) geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Ausrichtungssystem ferner mindestens eine Hemmscheibe (94, 96) aufweist, und die Rotationsorientierung der Einstellscheibe (90, 92) eingestellt wird, indem die Hemmscheibe (94, 96) in einem ersten Zustand, in der sie der Rotation der Antrebswelle folgt, und in einem zweiten Zustand betrieben wird, in der sie relativ zur Rotation der Antriebswelle rotiert.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Hemmscheibe (94, 96) eine Arretierungsscheibe mit vorstehenden Zähnen aufweist und das Ausrichtungssystem ferner ein Zahnsperrklinkenglied aufweist, das betriebsfähig ist, mit mindestens einem Zahn der Arretierungsscheibe in Eingriff zu treten; wobei die Hemmscheibe (94, 96) in dem zweiten Zustand betrieben wird, indem das Zahnsperrklinkenglied betätigt wird, um mit einen Zahn der Arretierungsscheibe Kontakt aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner das erneute Plandrehen der Bremsscheibe unter Verwendung des Schneidkopfes (36) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Signal verwendet wird, indem die Orientierung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in eine erste Richtung eingestellt wird, und wenn die Einstellung in die erste Richtung die Bewegung des Drehmaschinenkörpers reduziert, die Orientierung des Drehmaschinenkörpers (34, 52) relativ zum Fahrzeugbremsenaufbau in die erste Richtung weiter eingestellt wird, bis die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers in einen Schwellenbetrag fällt oder die Einstellung die Ausrichtung des Drehmaschinenkörpers verschlechtert.