[发明专利]用于确定旋转体的位置偏差的方法和装置

说明书

本发明涉及一种方法和一种装置，该方法用于能够围绕旋转轴线旋转的旋转体(30)的位置偏差，该装置用于同时确定轴线的垂直度和能够围绕旋转轴线旋转的旋转体(30)的旋转面跳动度。根据本发明，设置至少三个距离传感器(20、22、22)，该至少三个距离传感器相对于参考面(11)静止，并且具有垂直于参考面(11)并沿着旋转体(30)的平面的方向的测量方向。距离传感器将旋转体旋转时确定的距离传输至评测装置，其中，可以从所述距离确定轴向垂直度，旋转体的旋转面跳动度、以及表面平行度。在测量旋转面跳动度之前，首先要确定旋转面的角度偏差。

技术领域

本发明涉及一种用于确定能够绕旋转轴线相对于参考面旋转的旋转体的位置偏差的方法和装置，特别是用于至少同时地确定轴向垂直度和旋转面跳动度的方法和装置。

背景技术

在本发明的领域中的特殊挑战基于以下事实：虽然所组装的部件的各种形状和位置公差加起来为单一的误差模式，但是仍然要查明原因并且分别进行分析。

需要确定的重要误差是来自旋转体的旋转轴线和参考面之间的垂直度的偏差，所述误差至少对应于参考面与旋转体的平面的平行度的平均偏差。为了更好的区分，在下文中此位置偏差将称作轴向垂直度。

另外，如果旋转面和旋转轴线之间的垂直度存在偏差，则旋转面和固定的参考面之间的当前角度可能会在旋转过程中发生变化，从而导致旋转面跳动。

与跳动度有关的误差不仅可能是由有关所测平面的平面度公差引起，而且还可能是由旋转体的相对设置的两个平面平行度引起，为了更好的区分，在下文中其将称作表面平行度。表面平行度的偏差导致沿旋转物体的圆周和在各种半径处的厚度发生变化。

所有上述位置公差——即轴向垂直度、旋转面跳动度、以及表面平行度——都紧密相关；为了更好地理解，参考图12a、图12b、以及图12c，分别示意性地示出了轴向垂直度、旋转面跳动度、以及表面平行度。

因此，难以单独地确定这些位置公差的一者，特别是各种公差已经累计至组装好的整个系统中之后。然而，这些公差的超限是非常不利的，因为旋转体相对于参考面的位置通常很重要，关于不利的影响，尽管根据应用而不同，但在大多数情况下会导致不希望的振动。

盘式制动器是用于确定轴向垂直度和其他上述值的重要应用领域，因为制动盘相对于卡钳的位置很重要。否则，制动过程中产生的力会不均匀地传递至卡钳、卡钳座、以及最终至轮轴中，导致引起整个系统产生不希望的振动。

现有技术中已知了多种解决方案，其解决了相对于固定面来测量旋转面的问题，该固定面是相对于旋转系统固定的面。

例如，公开号为DE 198 53 078 C1的德国专利描述了一种测量装置和一种方法，用于简化制动盘的盘跳动度和同心度的测试。为此，将轴可旋转地支撑在轴承座上，并且在该轴上设置有用于制动盘的支撑件。以此方式安装后，旋转制动盘，同时使用测量装置在两个平面和外圆柱表面上检查盘跳动度和同心度。然而，这种检查只能得出与制动盘本身相关的结果。没有提供相对于另一表面——例如卡钳座——的正确的同心度或者盘跳动度。另外，除了同心度和盘跳动度以外，未确定其他值。

已公开的申请号为DE 10 2011 002 924 A1的德国专利同样涉及一种用于识别制动时的制动盘跳动度的方法。在这方面，该方法已经比上述方法更接近制动盘的实际使用。这是因为在制动操作时使用传感器对制动压力或者与其相关的变量进行了测量。然后相对于其中存在的振动，对获得的传感器信号进行检查。然后这些振动允许对盘跳动度进行推断，然而，这种跳动不一定源自制动盘本身。误差也可能出在制动盘的整个安装系统上。因此建立了相对于旋转系统——即制动盘——保持固定的参考面。然而，所提出的方法不能确定任何进一步的信息，而仅限于关于盘跳动度的本质上的定性陈述。而更重要的是，所发现的问题不能明确地追溯到制动盘的机械错位。