KR20200022014A - 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 방법 및 장치 - Google Patents

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르네 슈나제
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페르퀘스트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 캘리퍼 시트(11)에 대한 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 브레이크 디스크(30) 및 캘리퍼 시트(11) 간의 평행으로부터 벗어난 각도 편차는 측정되고 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 장치(1)가 캘리퍼 시트(11)에 연결되어 있고, 장치(10)는 캘리퍼 시트(11)에 대해 고정적이고 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면을 향해 측정하는 적어도 두 개의 거리 센서(20, 22)들을 포함하고, 거리 센서(20, 22)들은 브레이크 디스크(30)의 상이한 반경(R, R')에서 측정한 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면과 거리 센서(20, 22)들 사이의 거리(A, A')들을 평가 장치로 전송하고, 브레이크 디스크(30)의 각도 편차(34)는 거리들로부터 평가 장치에 의해 확인된다.

Description

브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 방법 및 장치
본 발명은 캘리퍼 시트에 상대적인 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 브레이크 디스크는 회전축을 중심으로 회전할 수 있고 대향하는 두 개의 회전 표면들을 갖는 납작한 회전체를 구성하고, 회전 표면들은 기준 표면, 즉 캘리퍼 시트에 대해 평행하게 진행하도록 된다.
본 발명의 분야에 있어서 중요한 도전은, 비록 조립된 구성요소들의 다양한 기하구조 및 위치 공차(tolerance)들이 결국 하나의 통합된 오차 패턴이 되더라도, 그럼에도 불구하고 그 원인들이 구분되어서 확인되고 분석되어야 한다는 사실에 있다.
확인하고자 하는 중요한 오차는 브레이크 디스크의 회전축과 캘리퍼 시트 간의 수직도로부터의 편차이고, 상기 오차는 적어도 캘리퍼 시트와 브레이크 디스크의 평행도의 평균 편차에 대응한다. 보다 나은 구별을 위해서, 이 위치 편차는 이 이후부터 축 수직도라고 칭하기로 한다.
나아가, 회전하는 표면 및 움직이지 않는 기준 표면 간의 현재 각도는, 만약 회전하는 표면과 회전 축 간의 수직도에 편차가 있다면 즉 디스크 런아웃이 있다면, 회전하는 동안에 달라질 수 있다.
런아웃 관련 오차는 측정된 편평면의 평면도와 관련된 공차에 의해서만 일어나는 것이 아니라 브레이크 디스크의 두 편평면 상호간의 평행도에 의해서도 기인할 수 있으며, 이것은 이 이후부터 보다 나은 구분을 위해 표면 평행도라 부르기로 한다. 그의 편차들은 결국 원주를 따라 달라지는 두께 및 회전하는 물체의 달라지는 반경을 야기한다.
앞서 언급한 모든 위치 공차, 즉 축 수직도, 디스크 런아웃 및 표면 평행도는 서로 밀접하게 관련되어 있으며; 보다 나은 이해를 위해, 도 12a, 12b 및 12c를 참조하면, 각각은 축 수직도, 디스크 런아웃 및 표면 팽형도를 도식적으로 도시하고 있다.
때문에, 이들 위치 공차들을 개별적으로 알아내는 것, 특히 조립된 전체 시스템에 다양한 공차가 부가된 후에 알아내는 것은 어렵다. 그러나, 공차들의 초과는, 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 위치는 중요하기 때문에, 매우 불리하다. 그렇지 않으면, 제동하는 동안 발생하는 고르지 않은 힘이 캘리퍼로, 캘리퍼 시트로 그리고 궁극적으로 차축으로 전달되어 결국 전체 시스템에 원치 않는 진동을 일으키게 된다.
브레이크 디스크를 측정하는 문제를 다루는 다양한 해결책들은 선행 기술로부터 알려져 있다. 예를 들어, 독일 특허 공개 번호 DE 198 53 078 C1은 디스크 런아웃 및 동심도(concentricity)에 대한 브레이크 디스크들의 검사를 단순화한 측정 장치 및 방법을 기술한다. 이를 위하여, 샤프트는 베어링 블록 상에 회전 가능하게 지지되고, 브레이크 디스크를 위한 지지부가 샤프트 상에 제공된다. 이 방식으로 장착되어, 브레이크 디스크는 회전되고 동시에 디스크 런아웃 및 동심도는 측정 장치들을 사용하여 두 편평면 및 외측 원통형 표면 상에서 점검된다. 그러나, 이 검사는 오로지 브레이크 디스크 자체와 관련된 결과들만을 산출한다. 캘리퍼 시트와 같은, 추가적인 표면에 관한 제대로 된 동심도 또는 런아웃은 제공되지 않는다. 나아가, 동심도 및 런아웃 외에 다른 추가적인 값들은 알 수 없다.
공개 독일 특허 출원 번호 DE 10 2011 002 924 A1은 마찬가지로 제동하는 동안 브레이크 디스크 런아웃을 식별하는 방법에 관한 것이다. 이 점에 있어서, 이 방법은 이미 위에서 인용된 방법보다 브레이크 디스크의 실제 사용에 더 가깝다. 이것은 제동 압력, 또는 그 위에 종속하는 변수가 센서를 이용해 제동 동작 동안 측정되기 때문이다. 그리고, 획득한 센서 신호는 거기에 존재하는 진동과 관련하여 검토된다. 그리고 이 진동은 디스크 런아웃에 대하여 추론을 가능케 하지만, 이것은 필연적으로 브레이크 디스크 자체로부터 유래하지 않는다. 또한 오차는 브레이크 디스크의 전체 장착 시스템에 있다. 그래서, 회전 시스템, 즉 브레이크 디스크에 대해 움직이지 않는 표면에 대한 기준은 구축된다. 그러나, 제안된 방법은 더 이상의 정보를 확인할 수 없고 오직 디스크 런아웃에 관한 본질적인 질적 진술로만 제한된다. 그러나, 보다 중요한 것은, 식별된 문제들은 브레이크 디스크의 기계적 이상 위치로 되돌아 명확하게 추적되지 않는다.
그리하여, 본 발명의 목적은, 적어도 캘리퍼에 대한 브레이크 디스크의 축 수직도를 확인하는 것을 포함하는, 위치 편차를 확인하는 방법 및 장치를 제안하는 것이다.
이 목적은 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 브레이크 디스크와 캘리퍼 시트 간의 평행이 벗어난 각도 편차는 측정되고, 여기서 적어도 축 수직도 및 디스크 런아웃은 각도 편차에 기여한다. 상기 측정은 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 장치를 연결함으로써 이루어진다. 따라서, 축 수직도 및 디스크 런아웃은 처음에 브레이크 디스크와 캘리퍼 시트 간의 평행이 벗어난 각도 편차를 통해 함께 측정된다. 이를 위하여, 장치는 캘리퍼 시트에 대해 고정적이고 브레이크 디스크의 제1 편평면의 방향과 수직인 방향으로 치수를 재는 적어도 두 개의 거리 센서들을 포함한다. 거리 센서들은 브레이크 디스크의 제1 편평면과 브레이크 디스크의 상이한 반경에서, 즉 그 회전축으로부터의 거리들에서 측정하는 거리 센서들 간의 거리들을 평가 장치로 전송한다. 평가 장치에서, 브레이크 디스크의 각도 편차는 측정된 거리들로부터 확인된다.
본 발명의 바람직한 변형 실시형태에 따르면, 브레이크 디스크는 측정 동안 회전된다. 이것은 브레이크 디스크의 회전 각도의 함수로서 각도 편차에서의 변화, 즉 디스크 런아웃을 확인하는 것을 가능하게 한다.
각도 편차는 그 회전하는 동안 움직이지 않는 기준 표면, 이 경우 캘리퍼 시트의 위치로부터 회전 표면, 이 경우 브레이크 디스크의 현재 또는 평균 편차를 구성한다. 각도 편차는 목표 각도에 기초한다. 평행한 것을 요건으로 하기 때문에 목표 각도는 0°이다.
회전 각도에 따른 각도 편차는 브레이크 디스크가 회전하는 동안 측정되는 브레이크 디스크로부터 떨어진 거리를 평가함으로써 결정된다. 회전 각도에 따른 각도 편차에 기초하여, 즉 회전축을 중심으로 한 브레이크 디스크의 개별 회전 각도를 고려하여, 평가 장치는 별도로 평균 각도 편차로부터 축 수직도를 계산해서 산출하고, 회전하는 동안의 각도 편차의 변화로부터 디스크 런아웃을 계산해서 산출한다.
위치 편차, 특히 브레이크 디스크의 축 수직도 및 기준 표면에 대한 디스크 런아웃도 특정 공차들 내에 있고, 이것은 빠르고 효율적인 방식으로 검사될 수 있다는 사실 때문에, 개개 응용들의 기능상 신뢰도는 상당히 향상된다. 결국에는, 디스크 브레이크의 경우에, 캘리퍼에 대한 배향에서 너무 큰 편차들은, 일단 브레이크가 작동되고 브레이크 패드들이 브레이크 디스크에 기대면, 원치 않는 진동을 일으키게 된다. 본 발명에 따른 방법을 이용하여, 공차들이 초과하였는지 여부에 대한 확인이 조향 너클 조립체 또는 차축 조립체의 설치 전에 미리 이루어질 수 있다. 이러한 경우에, 결함이 있는 조립체는 설치도 되지 않고 특정 공차들을 만족할 때까지 즉시 재가공된다. 그리하여, 완성 차량을 재가공하는 비싼 비용 또는 불만들은 방지된다.
나아가, 적어도 하나의 추가적인 거리 센서는 브레이크 디스크의 제2 편평면으로 지향하도록 제공된다. 만약 평가 장치가 제1 편평면을 향하는 센서의 값들과 함께 이 센서의 측정된 값들을 조합하는 경우, 브레이크 디스크의 표면 평행도를 추가적으로 확인할 수 있고, 두께 변화를 판정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 응용에 따르면, 조향 너클 조립체 또는 차축 조립체에 장착된 디스크 브레이크의 브레이크 디스크는 브레이크 디스크로서 제공되고, 브레이크 디스크는 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 축 수직도, 디스크 런아웃 및 표면 평행도에 관해 검토되게 된다. 본 발명에 따르면, 그에 따라 기준 표면을 이루게 되는 캘리퍼 시트의 평면은 회전축에 기울어진 지점으로 투사된다.
따라서, 제1 거리 센서들이 제1 편평면 상에 작용하도록 배치되고 및/또는 제2 거리 센서들이 브레이크 디스크의 제2 편평면 상에 작용하도록 배치되어 있는 구성이 유리하다. 유리한 구성에 있어서, 적어도 세 개의 센서들이 제공되고, 이들 중 두 개는 브레이크 디스크의 편평면에 작용하기 위한 것이고, 이 센서들은 캘리퍼 시트에 단단히 부착될 수 있고 브레이크 디스크의 회전 동안 평가 장치로 측정 결과를 제공할 수 있다. 브레이크 디스크가 회전하는 동안 측정은 최대 이상 위치를 확인할 가능성을 제공하고, 반대로 정적인 상태에서의 통상적인 측정의 경우 디스크 런아웃이 존재한다면 브레이크 디스크의 개별 위치에서 나타나는 현재 각도 편차만 확인할 수 있다. 세 개 및 두 개, 그래서 총 다섯 개의 거리 센서들을 포함하는 배치는 특히 바람직하다.
본 발명의 유리한 변형에 따르면, 특히 장치에 있어서도, 적어도 하나의 거리 센서는 레이저 센서로서 제공된다. 레이더 빔과 같은 다른 거리 측정 기술들은 대안으로서 고려될 수 있다.
그러나, 정전용량 근접 센서(capacitive proximity sensor)인 적어도 하나의 거리 센서가 제공되어 있는 구성이 특히 유리하다는 것이 입증되었다. 이것은 또한 예를 들어, 세라믹으로 만든 브레이크 디스크를 측정할 수 있게 해준다. 또한, 이것은 극히 높은 정밀함을 가져오고, 10 nm까지 이르는 편차로 측정할 수 있다. 게다가, 정전용량 근접 센서는 매우 작은 설치 공간만을 요구하기 때문에, 전체 장치의 크기를 상당히 줄일 수 있다.
본 발명의 추가적인 관점은 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 캘리퍼 시트와 연결하도록 구성된 연결 구역 및, 캘리퍼 시트에 대해 고정적인 적어도 두 개의 거리 센서들은 제공된다. 거리 센서들은 브레이크 디스크의 회전축에 대해 상이한 반경에 배치되고 브레이크 디스크의 제1 편평면과 거리 센서들 사이의 거리를 측정하도록 구성되며, 바람직하게는 캘리퍼 시트에 수직이고 브레이크 디스크의 제1 편평면을 향하는 방향으로 측정하도록 구성된다. 나아가, 거리 센서들과 연결된 평가 장치가 제공되어, 측정된 거리가 평가 장치로 전송될 수 있고 브레이크 디스크의 각도 편차가 상기 거리로부터 확인될 수 있는 방식으로 연결된다.
만일 제3 거리 센서가 반대편의 제2 편평면 상에 사용된다면 평가 장치는 추가적으로 브레이크 디스크의 표면 평행도를 확인할 수 있도록 구성된다.
특히 유리한 실시형태에 따르면, 적어도 세 개의 거리 센서들은 제1 편평면, 즉 내측면 상에 작용하도록 배치되고, 두 개의 센서들은 브레이크 디스크의 제2 편평면, 즉 외측면 상에 작용하도록 배치된다. 다섯 개의 거리 센서들을 이용하여, 다양한 직경들을 갖는 브레이크 디스크들은, 각각의 브레이크 디스크의 모서리에 가장 가깝게 위치하는 센서들을 평가 장치가 활성화 또는 샘플링함으로써 하나의 측정 장치 상에서 검사될 수 있다. 모서리에 가장 가까운 거리 센서는 바람직하게는 브레이크 디스크의 모서리로부터 10 mm의 거리를 갖는다. 나아가, 측정 방향이 캘리퍼 시트에 수직하게 진행하고 있는 구성은 유익한 것으로 입증되었다.
유리하게는, 적어도 한 거리 센서는 레이저 측정 센서 또는 레이더 빔 이미터로 구성된다. 적어도 하나의 거리 센서가 정전용량 근접 센서로 구성되는 구성은 특히 유리하다. 이것은 또한 세라믹으로 만든 브레이크 디스크를 측정하는 것을 가능케 한다. 또한, 이것은 극히 높은 정밀함을 가져오고, 10 nm까지 측정할 수 있다. 게다가, 정전용량 근접 센서는 매우 작은 설치 공간만을 요구하기 때문에, 전체 장치의 크기를 상당히 줄일 수 있다.
내측면 상에 작용하는 복수의 거리 센서들이 제공되고 브레이크 디스크의 외측면상에 작용하는 복수의 거리 센서들이 제공된 구성으로부터 추가적인 이점들이 발생한다.
또한, 별개의 실시형태들이 연속하는 차축, 즉 차축 조립체, 및 개별적인 휠 서스펜션들, 즉 조향 너클 조립체 각각에 제공되는 구성이 유리하다는 것이 입증되었다. 연속하는 차축, 특히 뒤 차축의 경우에, 전체 차축 유닛은 본 발명에 따른 장치로 삽입되고, 반면 개별 휠 서스펜션들의 경우 각 차량 측면의 조향 너클 조립체는 장치에 삽입되고 거리 센서들을 수반하는 하우징과 별도로 연결된다. 별개의 장치, 즉 별개의 하우징은 바람직하게는 각 차량 측면마다 제공되고, 별개의 장치는 오른쪽 또는 왼쪽의 조향 너클 조립체 또는 차축 조립체에 대해 개별적으로 제공된다.
본 발명에 따른 목적을 달성하는 데 있어서, 요구되는 공차 한계까지 치수적으로 정밀하고 브레이크 디스크의 배향과 평행한 평면의 표면을 포함하는 마스터 조정기를 포함하고, 앞서 설명한 장치와 연결될 수 있는 교정(calibrating) 장치가 더욱 기여한다. 이것은 거리 센서들 및/또는 연결된 평가 장치의 조정을 가능하게 해준다. 치수적으로 정밀한 브레이크 디스크 또는 상이한 크기의 브레이크 디스크들을 시뮬레이션하기 위한 개조 가능한 장치로 구성된 측정 표준은 마스터 조정기 및 전체 장치를 점검하는 역할을 한다.
마스터 조정기가 상술한 장치에 능동적으로 움직일 수 있는 방식으로 연결되어서 그의 측정 표준 표면을 가지고 자동적으로 측정 영역으로 피벗될 수 있고 장치가 교정될 수 있는 구성이 특히 유리하다는 것이 입증되었다. 이것은 예를 들어 규칙적인 시간 간격 및/또는 충격이나 온도 변화와 같은 외부 요인들에 따라서 이루어진다. 이러한 자동화할 수 있는 교정 기능은 특히 장치가 대형 자동화 제조 환경 내에서 일련의 생산에 사용되는 경우에 중요하다.
그래서 본 발명의 추가적인 관점은 상술한 본 발명에 따른 장치를 교정하고 지속적으로 측정 결과 정정을 보장하는 교정 방법에 관한 것이다.
통상적이고 대표적인 점검 절차는 다음과 같다:
작업자는 장치를 위치시키고, 장치는 캘리퍼의 수용 표면 상에 "좌측 측정 유닛"으로 구성되고 그 위에 나사 고정된다.
측정 프로그램에서, 작업자는 화면에 "각도 위치 측정"을 선택한다. 평가 장치 상에서 실행되는, 측정 프로그램은 레이저 센서들로부터 값들을 수집하고 두 개의 각도 위치들을 계산한다. 각도들은 화면 상에 선택적으로 출력된다.
그러면, 작업자는 "표면 평행도 측정"을 선택한다. 작업자는 수동으로 360°도에 걸쳐 브레이크 디스크를 돌리고, 대신에 이것은 구동기(drive)에 의해 이루어질 수도 있다. 수집은 예를 들어, 개시자(initiator)를 통해 이루어질 수 있다. 일단 360°도 회전이 끝나면, 결과들은 화면 상에 출력된다. 측정 프로그램은 최소값 및 최대값의 차이를 표시한다. 이것은 내측면의 두 지점과 외측면의 두 지점에서 완료된다.
작업자는 측정 유닛을 떼어내고 이를 손수레 상에 그의 안정 위치로 위치시킨다.
점검 절차는 이제 오른쪽에서 반복된다.
두 개의 편평면의 알지 못하는 내재된 런아웃 또는 표면 평행도를 갖는 브레이크 디스크를 사용하는 대신, 만일 감소된 런아웃 공차들을 갖거나 또는 그의 런아웃에 있어서 알고 있는 회전 각도에 따른 치수상의 편차들을 갖는 표준화된 브레이크 디스크를 사용한다면, 측정 정확성은 증가될 수 있다. 각 편평면마다 런아웃에서 회전 각도에 따른 치수상의 편차들, 그리고 만약 가능하다면 표면 평행도는 평가 장치에 저장되고 계산에 포함된다.
대안적으로 각각의 브레이크 디스크는 제작 이후 측정될 수 있고, 그의 개별적인 지형도(topography)가 저장될 수 있다. 이 경우에, 개별적인 지형도가 브레이크 디스크를 식별하는 것뿐만 아니라 각각의 회전 각도를 애매하지 않게 할당하는데 있어서도 적합하기 때문에 회전 각도에 따른 측정을 위한 표시가 필요하지 않다.
또한, 개별 지형도의 등록은 개별 지형도가 브레이크 디스크에 제공되는 다른 데이터와 불일치한다면 모조품을 식별하는 것도 가능하게 해준다.
위치 편차를 확인하기 위한 장치의 교정은 다음의 단계들을 수반하는 대표?인 절차를 포함한다.
작업자는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하기 위한 장치의 연결 구역을 마스터 조정기의 연결 시트 상에 위치시키고 이를 나사 고정한다.
평가 장치의 측정 프로그램에서, 작업자는 화면에 "교정"을 선택한다. 측정 프로그램은 거리 센서들을 교정한다.
작업자는 측정 유닛을 떼어내고 이를 그의 안정 위치로 위치시킨다.
본 발명은 대표적인 실시예들을 설명하고 대응하는 도면들을 도시하는 방식으로 아래에서 보다 상세하게 설명된다. 도면에 있어서:
도 1은 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 측면도로서 캘리퍼 시트에 대해 회전 축을 중심으로 회전할 수 있는 브레이크 디스크의 위치를 도시한 도면;
도 2는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 전면도;
도 3은 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 사시도;
도 4는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 기능의 도식적 도면;
도 5는, 평가 장치 및 교정 장치를 포함하는, 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 전면도;
도 6 및 도 7은 차축 조립체 상에 사용되고 있는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 사시도;
도 8 및 도9는 각각 조향 너클 조립체에 커버가 덮여있고 열려있는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적인 사시도;
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 갖는 차축 조립체(36)의 도면; 그리고
도 12a 내지 도 12c는 본 발명이 말하는 위치 공차: 축 수직도, 디스크 런아웃 및 표면 평행도를 도식적으로 도시한 도면이다.
도 1은 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 일 실시예의 도식적인 측면도를 보여준다. 또한 하우징(10)과 연결된 기준 표면, 즉 캘리퍼 시트(11)에 대해 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 브레이크 디스크(30)의 위치 및 캘리퍼 시트(11) 자체도 볼 수 있다. 이 둘은 그들이 하우징(10)으로 덮여 있어서 점선을 이용해 보이지 않는 모서리들로 도시된다. 장치(1)의 하우징(10)은 연결 요소(12)들을 통해, 바람직하게는 나사 연결을 통해서 또는 걸쇠 수단을 이용한 브레이싱을 통해서 움직이지 않고 풀어줄 수 있는 방식으로 캘리퍼 시트(11)에 연결된다.
브레이크 디스크(30) 상에 측정 지점(MP1, MP2 및 MP3)들은 거리 센서(20, 22 및 24)들로 측정된다. 거리 센서(20, 22 및 24)들은 개별적인 센서 홀더(14)를 이용해 하우징(10)에 각각 고정적으로 연결된다.
거리 센서(22)에 더하여, 거리 센서(22')가 제공되고, 이 둘은 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면 상에 작용한다. 두 거리 센서들 중 어느 하나는 브레이크 디스크(30)의 직경에 따라서 특수한 경우에 사용되는데, 측정 지점(MP2)에서의 측정은 외측 원주에 가까이, 예를 들어 모서리로부터 10 mm의 거리에서 수행되어야 하기 때문이다. 측정된 값들은 평가 장치(40)로 전송된다(도 5 참조).
도 2는 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 일 실시예의 도식적인 전면도를 보여주며, 여기서 센서들(20 및 22 및 22') 각각이 하우징(10)에서 보인다. 하우징(10)은 설치 지점으로 장치(1)의 운송을 용이하게 하는 손잡이(16)를 더 구비한다. 일단 장치(1)가 설치 지점에, 특히 조향 너클 조립체 또는 차축 조립체 및 그의 캘리퍼 시트에 자리를 잡으면, 캘리퍼 시트와 장치(1) 간의 연결은 적어도 한 연결 구역(12)을 통해 수립된다. 이 과정 동안, 캘리퍼 시트의 배향은 연결 구역(12) 및 하우징(10)을 통해 거리 센서(20,22, 및 24)들로 전송되고, 캘리퍼 시트에 대한 그들의 배향은 결정된다.
도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 연결 구역(12)은 다수의 보어홀들을 갖는다. 그래서 서로 다른 차축 조립체들 또는 조향 너클들, 특히 거기에 각각 제공된 캘리퍼 시트와 사용하기에 적합하다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예와 대응하는, 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 일 실시예의 도식적인 사시도를 보여준다. 사시도면은 손잡이(16)와 함께 거리 센서(22, 22' 및 24)들이 있는 센서 홀더(14)들을 갖는 하우징(10)을 다시 보여준다. 연결 구역(12)은 캘리퍼 시트(11), 이 경우에는 조향 너클 조립체 또는 차축 조립체의 캘리퍼 시트로 연결시키는 역할을 한다.
도 4는 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 기능의 도식적인 도면을 보여준다. 도면은 브레이크 디스크의 일 단면만 보여주며, 그의 회전축은 포함하지 않았다. 브레이크 디스크(30)는 캘리퍼 시트에 평행하게 진행하고 표준 위치를 나타내는 기준 영점선(32)에 대해 각도 편차(34)만큼 기울어져 있다. 각도 편차(34)의 크기를 알아내고 주어진 공차 범위를 초과했는지 여부를 결정하기 위해서, 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면으로부터의 거리(A, A')는 두 상이한 측정 지점(MP1 및 MP2)들에 있는 거리 센서(20 및 22)들에 의해 확인된다. 이것은 브레이크 디스크(30) 쪽을 향하는 거리 센서(20, 22 및 22')들 각각으로부터 발하는 센서 신호(26 및 26') 각각을 이용해서 이루어진다. 이것을 위하여 리세스(15)들을 구비한, 하우징(10)을 관통하여 센서 신호(26, 26')는 측정 지점(MP1 및 MP2)들에서 브레이크 디스크(30)에 도달한다. 하우징(10)은 연결 구역(12)을 통해 캘리퍼(11)에 연결된다. 거리 센서(20 및 22)들, 또는 측정 지점(MP1 및 MP2)들은 브레이크 디스크(30)의 회전축으로부터, 상이한 거리들, 즉 반경(R, R')에 배치된다.
확인된 각도 편차(34)와 캘리퍼 시트(11) (기준 영점선(32))에 수직선으로부터의 회전축의 실제 각도 편차와의 명확한 연관성을 위하여, 별개의 두 측정 지점(MP1, MP2)들에서만 각도 편차를 확인하는 것은 충분하지 않다. 이 관점에서, 브레이크 디스크(30)는 측정하는 동안 적어도 한번 바람직하게는 여러 번 그 회전 축을 중심으로 회전된다. 이 과정 동안, 평가 장치(40)(도 5 참조)는 거리 센서(20, 22 및 22')들 각각으로부터 측정 값들을 수신할 뿐만 아니라, 예를 들어, 브레이크 디스크(30)의 구동기 또는 회전 각도 센서로부터 전송된, 거리 측정 시간에서의 현재 회전 각도 역시 수신한다. 사용된 회전 각도 센서는 예를 들어, 나중에 차량에 설치될 바퀴 테의 위치에서 브레이크 디스크 상에 설치되는 모조 바퀴 테일 수 있다. 이를 위하여, 회전 각도 센서가 읽어낼 수 있는 적절한 원주 표시들이 구비된다. 가장 단순화된 경우에 있어서, 다섯 개의 나사들은 표시로서 사용될 수 있다.
평가 장치(40) 에서 실행되는 측정 프로그램은 각각의 센서(20, 22 및 22', 그리고 가능하다면 24)들을 통하여 브레이크 디스크로부터의 각각의 거리들의 측정 값들을 수집하고, 그것 및 또 다른 하나의 측정 값인 회전 데이터, 즉 브레이크 디스크의 회전 각도에 기초하여 캘리퍼 시트(11)에 대한 브레이크 디스크의 각도 편차들 및 디스크 런아웃, 즉 그 회전축에 대한 브레이크 디스크(30)의 각도 오정렬을 계산한다. 이 방식으로 조향 너클 조립체(38) 또는 차축 조립체(36)의 축 수직도, 디스크 런아웃 및 캘리퍼 시트(11)에 대한 표면 평행도의 측면에서 브레이크 디스크(30)의 상태에 대한 종합적인 정보는 회전 각도에 따른 각도 편차(34)의 확인을 통해 구할 수 있다.
또한 브레이크 디스크(30)의 표면 평행도에 대한 정보를 얻기 위하여, 여기에 도시하지 않은, 측정 지점(MP3)을 측정하는 거리 센서(24)가 브레이크 디스크(30)의 반대쪽 편평면 상에 제공된다. 이 센서는 예를 들어 측정 지점(MP2)의 바로 반대편에 배치되어서, 평가 장치(40)가 측정 지점(MP2 및 MP3)들로부터의 측정 값들을 평가함으로써 적어도 측정 지점들의 영역에서의 전체 원주를 따라 표면 평행도에서의 편차들, 즉 브레이크 디스크의 두께를 판정할 수 있게 해준다. 유리하게는, 측정 지점(MP2)에 대한 두 개의 거리 센서들은 그에 따른 측정 지점(MP3)에 대한 두 개의 대응하는 거리 센서들과 마주한다. 추가적인 거리 센서들은 더욱더 표면 평행도의 정밀한 그림을 제공하게 된다.
도 5는 평가 장치(40) 및 교정 장치(44)를 포함하는, 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 실시예의 도식적인 전면도를 보여준다. 또한 측정이 수행되지 않을 때 장치(1)가 안전하게 자리할 수 있는 안정 위치(42)를 볼 수 있다.
평가 장치(40)의 주된 기능은 이미 앞서 도면들과 연결하여 설명한 바 있다. 그러나, 유리한 실시형태에 있어서, 이에 추가적으로, 평가 장치(40)는 정밀한 측정 결과를 항상 제공할 수 있게 하기 위해서 정기적으로 요구되는, 장치(1)의 교정도 수행할 수 있다. 이를 위하여, 브레이크 디스크는 기준 영점선(32) (도 4 참조)로부터의 편차가 없거나 편차를 알고 있는 표준화된 표면을 포함하는 마스터 조정기(46)로 교체되어 장치(1)에 삽입되고 측정된다. 거리 센서(20, 22 및 22', 그리고 24)들 각각으로부터 획득한 측정된 값들은 장치(1)를 교정하는데 사용된다.
도 6 및 도 7은 차축 조립체(36) 상에 사용되는 동안 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 실시예의 도식적인 사시도를 보여준다. 도 6은 열린 상태의 하우징(10)을 도시하며, 그래서 센서(20, 22 및 22')들 뿐만 아니라 차축 조립체(36)도 보인다. 후자는 여기선 보이지 않는, 캘리퍼 시트(11)를 포함하고, 하우징(10)이 여기에 나사 결합된다. 이제 브레이크 디스크(30)를 구성하는 설치된 브레이크 디스크는 정의된 방식으로 그 축을 중심으로 회전하고, 그 동안 거리 센서(20, 22 및 22')들에 의해 측정된 값들은 평가 장치로 전송된다. 평가 장치의 평가에 따라, 캘리퍼 시트에 대한 브레이크 디스크의 축 수직도, 디스크 런아웃 및 표면 평행도는 판정되고, 확인된 값들은 적절한 방식으로 저장되거나, 출력되거나 또는 추가적인 처리를 위해 전달될 수 있다.
도 7은 동일하지만 커버(18)가 닫혀있는 상황을 보여준다. 상이한 시선때문에, 이 도면은 앵커 판(13), 캘리퍼 시트(11) 및 캘리퍼 시트에 연결된 하우징(10)의 연결 구역(12)을 보여준다.
도 8 및 도 9는 각각 커버가 닫혀있고 열려있는 조향 너클 조립체(38)에 브레이크 디스크의 위치 편차를 확인하는 본 발명에 따른 장치(1)의 실시예의 도식적인 사시도를 보여준다. 조향 너클 조립체(38)는 마찬가지로 손잡이(16)를 이용해 그 위에 자리잡은 후에 장치(1)의 하우징(10)에 부착하기 위한 캘리퍼 시트를 포함한다. 부착에 따라, 브레이크 디스크, 즉 브레이크 디스크(30)의 측정은 시작될 수 있다. 도 9는 추가적으로 센서(20, 22 및 22')들을 보여준다.
도 10 및 도 11은 브레이크 디스크(30)로서 브레이크 디스크를 갖는 차축 조립체(36)와 함께 위치되고 부착된 장치(1)의 하우징(10)을 보여준다. 또한 앵커판(13), 캘리퍼 시트(11) 및 연결 구역(12)도 볼 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따라 확인된 다양한 위치 공차들의 도식적인 도면을 보여준다. 도 12a는 (연장된) 캘리퍼 시트(11)에 수직으로 진행하는 브레이크 디스크(30)의 회전축과 함께, 축 수직도를 보여준다. 도 12b는 디스크 런아웃, 즉 요건이 브레이크 디스크(30), 또는 그의 편평면들과, 그의 회전축 간의 수직도이고, 편차들은 결국 디스크 런아웃이 되는 것을 보여준다. 도 12c는 브레이크 디스크(30)의 표면 평행도, 즉 두 편평면의 평행 지향을 보여준다.
1 장치
10 하우징
11 캘리퍼 시트
12 연결 구역
13 앵커 판
14 센서 홀더
15 리세스
16 손잡이
18 커버
20 거리 센서 1
22, 22' 거리 센서 2
24 거리 센서 3
26, 26' 센서 신호
30 브레이크 디스크
32 기준 영점선
34 각도 편차
36 차축 조립체
38 조향 너클 조립체
40 평가 장치
42 안정 위치
44 교정 장치
46 마스터 조정기
48 연결 시트
A, A' 거리
MP1 측정 지점 1
MP2 측정 지점 2
MP3 측정 지점 3
R, R' 반경

Claims (14)

  1. 캘리퍼 시트(11)에 대한 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 방법으로서,
    브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 장치(1)가 캘리퍼 시트(11)와 연결된 상태에서, 브레이크 디스크(30)와 캘리퍼 시트(11) 간의 평행이 벗어난 각도 편차(34)가 측정되고,
    상기 캘리퍼 시트(11)에 대해 고정적인, 상기 장치(1)의 적어도 두 개의 거리 센서(20, 22, 22')들이 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면의 방향으로 측정하고,
    상기 거리 센서(20, 22, 22')들은 브레이크 디스크(30)의 상이한 반경(R, R')들에서 측정된 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면과 거리 센서(20, 22, 22')들 사이의 거리(A, A')들을 평가 장치(40)로 전송하고,
    상기 브레이크 디스크(30)의 각도 편차(34)는 상기 평가 장치에 의해 상기 거리들로부터 확인되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(30)는 상기 측정 동안 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 브레이크 디스크(30)가 회전하는 동안 측정된 브레이크 디스크(30)로부터 떨어진 거리(A, A')들을 통과하는 브레이크 디스크(30)의 개별적인 회전 각도의 함수로서 각도 편차(34)가 확인되고, 축 수직도 및 디스크 런아웃은 회전에 따른 각도 편차(34)에 기초하여 평가 장치(40)에서 개별적으로 확인되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(30)의 제2 편평면으로 지향된 적어도 하나의 추가적인 센서(24)가 제공되어, 상기 브레이크 디스크(30)의 표면 평행도가 확인될 수 있는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 거리 센서(20, 22, 22', 24)는 레이저 측정 센서(laser measuring sensor)로서 제공되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 거리 센서(20, 22, 22', 24)는 정전용량 근접 센서(capacitive proximity sensor)로서 제공되는, 방법.
  6. 캘리퍼 시트(11)에 대한 브레이크 디스크(30)의 위치 편차를 확인하는 장치로서,
    상기 캘리퍼 시트(11)와 연결하도록 구성된 연결 구역(12), 및 상기 캘리퍼 시트(11)에 대해 고정적인 적어도 두 개의 거리 센서(20, 22, 22')를 구비하고,
    상기 거리 센서(20, 22, 22')들은 브레이크 디스크(30)의 회전축에 대해 상이한 반경(R, R')에 배치되고, 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면의 방향으로 상기 브레이크 디스크의 제1 편평면과 거리 센서(20, 22, 22') 사이의 거리(A, A')를 측정하도록 구성되고,
    상기 거리 센서(20, 22, 22')와 연결된 평가 장치(40)가 제공되어, 상기 측정된 거리(A, A')가 평가 장치(40)로 전송될 수 있고 상기 거리로부터 브레이크 디스크(30)의 각도 편차(34)가 확인될 수 있는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(30)는 측정 동안 회전할 수 있고 회전축을 중심으로 한 브레이크 디스크(30)의 회전 각도가 확인될 수 있어서, 상기 브레이크 디스크(30)가 회전하는 동안 측정된 브레이크 디스크(30)로부터 떨어진 거리(A, A')들을 통해 브레이크 디스크(30)의 회전 각도에 따른 각도 편차(34)의 변화가 확인될 수 있고, 상기 평가 장치(40)는 상기 회전 각도에 따른 각도 편차(34)에 기초하여 축 수직도 및 디스크 런아웃을 별개로 확인하도록 구성된, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(30)의 제2 편평면으로 지향된 적어도 하나의 거리 센서(24)가 더 제공되고 상기 제2 편평면으로부터 떨어진 거리를 측정함으로써, 상기 브레이크 디스크(30)의 표면 평행도가 추가된 거리 센서가 측정한 값들로부터 확인될 수 있는, 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(30)의 제1 편평면에 작용하는 적어도 세 개의 거리 센서(20, 22, 22')를 구비하고 제2 편평면에 작용하는 적어도 두 개의 거리 센서(24)를 구비하는, 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 거리 센서(20, 22, 22', 24)는 레이저 측정 센서로서 구성되는, 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 거리 센서(20, 22, 22', 24)는 정전용량 근접 센서로서 구성되는, 장치.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    연속하는 차축을 갖는 차축 조립체(36) 및 개별적인 휠 서스펜션을 위한 조향 차축 조립체(38) 각각에 대해 별개의 실시형태가 제공되는, 장치.
  13. 연결 시트(48) 및 마스터 조정기(46)를 포함하는 교정 장치(44)로서, 상기 마스터 조정기는 요구되는 공차 한계까지 치수적으로 정밀하고 상기 연결 시트(48)에 평행하게 배향된 평면인 표준화된 표면을 포함하고, 상기 연결 시트(48)는 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치(10)와 연결될 수 있고, 거리 센서(20, 22, 22', 24)들 및/또는 연결된 평가 장치(40)는 상기 표준화된 표면에 맞추어 정렬될 수 있는, 교정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마스터 조정기(46)는 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)에 능동적으로 움직일 수 있도록 연결되어 상기 표준화된 표면이 자동적으로 상기 거리 센서(20, 22, 22', 24)들의 측정 영역으로 이동할 수 있고 그 후에 상기 장치(1)가 교정될 수 있는, 교정 장치.
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