DE102014012045A1

DE102014012045A1 - optical vehicle surveying system

Info

Publication number: DE102014012045A1
Application number: DE102014012045.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Mesch
Original assignee: Memotec GmbH and Co KG
Current assignee: Memotec GmbH and Co KG
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-02-18
Also published as: DE202014007596U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen von Radparametern von Fahrzeugen mit mindestens einem Rad, die gekennzeichnet ist durch mindestens einen Laser, welcher seinen Laserstrahl auf der Außenseite des Rades, senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs über die Höhe des Rades aussendet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen von Radparametern von Fahrzeugen mit mindestens einem Rad, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Laser seine Strahlung auf der Außenseite des Rades senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs über die Höhe des Rades aussendet und dass der Abstand zwischen Strahl des Lasers und Felgenhorn eines Rades in Richtung der Querachse gemessen wird und dass die Radparameter durch mindestens eine solche Abstandsmessung bestimmt werden.The invention relates to a device for determining wheel parameters of vehicles with at least one wheel, which is characterized by at least one laser, which emits its laser beam on the outside of the wheel, perpendicular to the transverse axis of the vehicle over the height of the wheel. The invention further relates to a method for determining wheel parameters of vehicles with at least one wheel, which is characterized in that at least one laser emits its radiation on the outside of the wheel perpendicular to the transverse axis of the vehicle over the height of the wheel and that the distance between beam the laser and rim flange of a wheel in the direction of the transverse axis is measured and that the wheel parameters are determined by at least one such distance measurement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von Radparametern von Fahrzeugen mit mindestens einem Rad.The invention relates to an apparatus and a method for determining wheel parameters of vehicles with at least one wheel.

Achsmesssysteme erfassen eine Vielzahl von Radparametern, wie beispielsweise die Spur und der Sturz der Rädersowie die Spurweite und die geometrische Fahrachse. Auf dem Markt existieren unterschiedliche Ausführungen wie optische, elektronische oder auch mechanische Achsmessgeräte. Alle Varianten bestimmen die Radparameter aus Vergleichsmessungen der Räder zueinander. Durch diese relative Berechnungsweise können nicht alle Radparameter bestimmt werden. Insbesondere entziehen sich jene Parameter einer Berechnung, welche auf eine feste Referenz zum Fahrzeug bzw. seiner Achsen angewiesen sind. Die relative Berechnungsweise gängiger Systeme benötigt darüber hinaus auch eine lange Zeit zum Anbringen und Justieren der Messvorrichtung. Gerade im Bereich des Motorsports ist die Zeit für die Bestimmung der Radparameter des Fahrzeugs von großer Bedeutung.Wheel alignment systems detect a variety of wheel parameters, such as the track and camber of the wheels, as well as the track width and the geometric travel axis. Different models exist on the market, such as optical, electronic or even mechanical wheel aligners. All variants determine the wheel parameters from comparative measurements of the wheels to each other. Not all wheel parameters can be determined by this relative calculation. In particular, those parameters of a calculation that rely on a fixed reference to the vehicle or its axes are eliminated. The relative computation of common systems also requires a long time to attach and adjust the measuring device. Especially in the field of motorsport, the time for the determination of the wheel parameters of the vehicle is of great importance.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der relevanten Radparameter zu entwickeln, welche die Berechnung einer Vielzahl von Radparametern in kurzer Zeit ermöglicht.The invention is therefore based on the object to develop an apparatus and a method for determining the relevant wheel parameters, which allows the calculation of a variety of Radparametern in a short time.

Die Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, welches gekennzeichnet ist durch mindestens einen Laser, welcher seinen Laserstrahl auf der Außenseite des Rades, senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs über die Höhe des Rades aussendet. Die Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Laser seine ihre Strahlung auf der Außenseite des Rades senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs über die Höhe des Rades aussendet und dass der Abstand zwischen Strahl des Lasers und Felgenhorn eines Rades in Richtung der Querachse gemessen wird und dass die Radparameter durch mindestens eine solche Abstandsmessung bestimmt werden.The object is achieved by a generic device, which is characterized by at least one laser, which emits its laser beam on the outside of the wheel, perpendicular to the transverse axis of the vehicle over the height of the wheel. The object is further achieved by a method, which is characterized in that at least one laser emits its radiation on the outside of the wheel perpendicular to the transverse axis of the vehicle over the height of the wheel and that the distance between the beam of the laser and rim flange of a wheel in Direction of the transverse axis is measured and that the wheel parameters are determined by at least one such distance measurement.

Durch die Erfindung entfallen Anforderungen an eine besondere Ausrichtung des Fahrzeugs in der (Boxen-)Gasse im Rahmen der Messung. Insbesondere ist ein schräges Einfahren beim Einsatz im Bereich des Motorsports in die Box für die Präzision der zu ermittelten Radparameter unkritisch.The invention eliminates requirements for a special orientation of the vehicle in the (box) alley during the measurement. In particular, an oblique entry when used in the field of motor sports in the box for the precision of the determined wheel parameters is not critical.

Ein hier verwendeter Laser ist eine Lichtquelle, die (soweit hier relevant) gegebenenfalls durch eine Sammellinse, einen kollimierten Lichtstrahl mit geringem Durchmesser von wenigen Millimetern, vorzugsweise bis zu 2 mm aussendet.A laser used here is a light source, which (where relevant here) optionally emits a collimated lens, a collimated light beam with a small diameter of a few millimeters, preferably up to 2 mm.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Laserstrahls, dessen Projektion auf dem Boden eine Linie darstellt, welche außerhalb der Projektionsfläche des Fahrzeugs in Richtung seiner Hochachse den Boden erreicht und welche senkrecht zur Querachse verläuft, ist eine Messung an allen vorhandenen Rädern möglich. Die Notwendigkeit relativer Messungen, beispielsweise von einem Rad zu einem anderen, entfällt. Durch diese Vorrichtung ist es weiterhin möglich, die gewünschten Radparameter über eine Abstandsmessung zwischen dem Rad und der verwendeten optischen Strahlung zu ermitteln. Die Messung erfolgt dabei üblicherweise an den Felgenhörnern der Räder, genauer also durch Messung des Abstandes des Lichtstrahls oder Lichtfächers von dem Felgenhorn auf verschiedenen Höhen des Rades in Richtung der Querachse des Fahrzeugs. Eine Einrichtung zu einer solchen Auffächerung eines Lichtstrahls in einer Ebene zeigt beispielsweise die US 4184748 , deren Offenbarung zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gemacht wird.By the inventive use of the laser beam, the projection of which represents a line on the ground, which reaches the ground outside the projection surface of the vehicle in the direction of its vertical axis and which is perpendicular to the transverse axis, a measurement on all existing wheels is possible. The need for relative measurements, for example from one wheel to another, is eliminated. By this device, it is also possible to determine the desired wheel parameters via a distance measurement between the wheel and the optical radiation used. The measurement is usually carried out on the rim flanges of the wheels, more precisely by measuring the distance of the light beam or light fan from the rim flange at different heights of the wheel in the direction of the transverse axis of the vehicle. A device for such a fanning of a light beam in a plane shows, for example, the US 4184748 , the disclosure of which is made to the disclosure of the present invention.

Wesentlich ist, dass die Höhe des Laserstrahls oder Lichtfächers in Richtung der Querachse gering ist. Erfindungsgemäß kann daher eine Einrichtung zur Auffächerung des Laserstrahls in einer Ebene senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs vorgesehen sein, so dass der Laser vorzugsweise als Fächerlaser, ausgestaltet ist. Durch die Verwendung eines Lasers ergibt sich eine hohe Genauigkeit der vorgenommenen Messungen. Die Strahlung sollte für den Benutzer noch sichtbar, aber ungefährlich für das menschliche Auge sein. Die Verwendung eines Fächerlasers ermöglicht eine Messung an mehreren Punkten, ohne den Laser mindestens neu ausrichten zu müssen.It is essential that the height of the laser beam or fan of light in the direction of the transverse axis is low. According to the invention, therefore, a device for fanning the laser beam in a plane perpendicular to the transverse axis of the vehicle may be provided, so that the laser is preferably configured as a fan laser. The use of a laser results in a high accuracy of the measurements made. The radiation should still be visible to the user, but harmless to the human eye. The use of a fan laser allows a measurement at several points, without having to reorient the laser at least.

Der optische Laser kann in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung drehbar an einer Messwelle angebracht werden bzw. sein. Das Verstellen kann dabei von Hand erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Rotieren des Laserstrahls um die Querachse. Die Einrichtung weist damit einen motorischen Antrieb auf, der den Laserstrahl um eine vorgegebene Drehachse, die im Erfindungsfall mit der Querachse übereinstimmt, dreht. Die Einrichtung ist vorzugsweise selbstkalibrierend, d. h. sie gewährleistet, dass die vom Laserstrahl überstrichene Fläche eine Ebene senkrecht zur Dreh- und damit zur Querachse des Fahrzeugs ist.The optical laser can be mounted rotatably on a measuring shaft in a further development according to the invention. The adjustment can be done by hand. According to a preferred embodiment, a device for rotating the laser beam about the transverse axis. The device thus has a motor drive, which rotates the laser beam about a predetermined axis of rotation, which coincides with the transverse axis in the case of the invention. The device is preferably self-calibrating, i. H. it ensures that the area swept by the laser beam is a plane perpendicular to the axis of rotation and thus to the transverse axis of the vehicle.

In verfahrensmäßiger Hinsicht sieht eine Weiterentwicklung insbesondere vor, dass der an der Messwelle angebrachte Laser um die Messwelle verschwenkbar ist. Durch diese Art der Anbringung des Lasers an der Messwelle wird stets eine stabile Ausrichtung der verwendeten optischen Strahlung im Verlauf einer Messung gewährleistet. Der Aufbau ist weniger anfällig für Dejustierungen.In terms of the method, a further development in particular provides that the laser attached to the measuring shaft can be pivoted about the measuring shaft. This type of attachment of the laser to the measuring shaft always ensures a stable alignment of the optical radiation used in the course of a measurement. The structure is less prone to misalignments.

Durch diese lassen sich einfach und schnell die gewünschten Punkte zur Messung der Radparameter anpeilen. Die stete Ausrichtung der ausgesandten Strahlung, deren Projektion auf dem Boden eine Linie darstellt, welche außerhalb der Projektionsfläche des Fahrzeugs auf dem Boden liegt und welche senkrecht zur Querachse des Fahrzeugs verläuft, kann dabei durch eine entsprechende Ausrichtung der Messwelle sichergestellt werden. These allow easy and quick targeting of the desired points for measuring the wheel parameters. The constant orientation of the emitted radiation whose projection on the ground represents a line which lies outside the projection surface of the vehicle on the ground and which runs perpendicular to the transverse axis of the vehicle, can be ensured by a corresponding alignment of the measuring shaft.

Vorzugsweise kann die Messwelle ein Befestigungselement, welches einen Schaltmagneten einschließt, aufweisen. Hierdurch kann die Messwelle einfach und schnell an Einrichtungen der Umgebung des Messplatzes angebracht werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Messwelle mit dem Fahrzeug verbunden ist, insbesondere, dass die Messwelle magnetisch, wie mittels eines Schaltmagneten mit dem Fahrzeug verbunden ist.Preferably, the measuring shaft may comprise a fastening element, which encloses a switching magnet. As a result, the measuring shaft can be easily and quickly attached to facilities in the vicinity of the measuring station. It can be provided that the measuring shaft is connected to the vehicle, in particular, that the measuring shaft is magnetically connected to the vehicle by means of a switching magnet.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann dabei die Messwelle an einer der Komponenten des Fahrzeugs, vorzugsweise an teilen eines Überrollkäfigs, angebracht sein. Durch die an dem Fahrzeug angebrachte Messwelle wird stets eine fest eingehaltene Orientierung der ausgesandten Strahlung sichergestellt. Eine mit dem Überrollkäfig verbundene Messwelle ist von großem Vorteil. Bei dem Überrollkäfig handelt es sich um die stabilste Einrichtung im Innern des Fahrzeugs. Die hieran angebrachte Messwelle ist somit ebenfalls sehr robust in ihrer Ausrichtung.In a particularly preferred embodiment, the measuring shaft can be attached to one of the components of the vehicle, preferably to parts of a roll cage. By attached to the vehicle measuring shaft a firmly adhered orientation of the emitted radiation is always ensured. A measuring shaft connected to the roll cage is of great advantage. The roll cage is the most stable device inside the vehicle. The attached measuring wave is thus also very robust in their orientation.

Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass Referenzmarkierungen in Form von – körperlichen – Markierungselementen, wie Referenzmarkierungsstreifen an Komponenten des Fahrzeugs angebracht werden, welche die Orte markieren, an denen die Messwelle anzubringen ist. Durch diese Vorrichtungselemente wird ein schnelles und gleichzeitig präzises Anbringen der Messwelle am Fahrzeug zur Bestimmung der Radparameter ermöglicht.Furthermore, it can preferably be provided that reference markings in the form of - physical - marking elements, such as reference marking strips are attached to components of the vehicle, which mark the places where the measuring shaft is to be attached. These device elements enable a fast and at the same time precise attachment of the measuring shaft to the vehicle for determining the wheel parameters.

Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Referenzmarkierungsstreifen am Fahrzeug als bei einem Lösungsversuch sich selbst zerstörende Markierungsstreifen ausgebildet sind. Hierdurch werden Manipulationsversuche an den Referenzmarkierungsstreifen sofort kenntlich gemacht. Sich selbst zerstörende Referenzmarkierungsstreifen geben dem Anwender einen Hinweis auf eine ggf. vorhandene Fehljustage der Messwelle am Fahrzeug. Einer fälschlichen Ermittlung der Radparameter wird durch die Erkennung manipulierter Referenzmarkierungsstreifens vorgebeugt.Particularly preferably, it may be provided that the reference marking strips are formed on the vehicle as self-destructive marking strips in a solution attempt. As a result, attempts to manipulate the reference marking strips are immediately identified. Self-destructing reference marking strips give the user an indication of any misadjustment of the measuring shaft on the vehicle. An erroneous determination of the wheel parameters is prevented by the detection of manipulated reference marking strip.

Erfindungsgemäße Weiterbildungen sehen einen um die Messwelle schwenkbaren, in einer fest fixierten Kulisse geführten Punktlaser vor. Ein Punktlaser ist eine Lichtquelle zur Projektion eines Punktes, die einen kollimierten Laserstrahl emittiert, dessen Strahldurchmesser nicht größer als 2 mm, vorzugsweise höchsten 1 mm in einem Meter Abstand vom Laser. Der Punktlaser dient dazu, bestimmte Punkte des Fahrzeugs oder des Überrollkäfigs anzuvisieren und dadurch eine Überprüfung der Kalibrierung der Messwelle an dem Fahrzeug zu ermöglichen. Bei einer Deformation ist die Ausrichtung der Messwelle bei einer Messung gestört. Der Lichtstrahl oder -fächer ist dann nicht mehr senkrecht zur Querachse gerichtet. Dies ergäbe fehlerhafte bestimmte Radparameter. Durch eine Abweichung der mittels des Punktlasers angepeilten Punkte lässt sich diese Fehlerquelle frühzeitig und schnell erkennen.Further developments according to the invention provide a point laser, which can be pivoted about the measuring shaft and guided in a fixed fixed setting. A point laser is a light source for projecting a point emitting a collimated laser beam whose beam diameter is not greater than 2 mm, preferably at most 1 mm, one meter from the laser. The point laser is used to target certain points of the vehicle or the roll cage and thereby allow a check of the calibration of the measuring shaft to the vehicle. In a deformation, the alignment of the measuring shaft is disturbed during a measurement. The light beam or fan is then no longer directed perpendicular to the transverse axis. This would result in faulty certain wheel parameters. Due to a deviation of the points targeted by the point laser, this source of error can be detected early and quickly.

Ferner kann vorgesehen sein, zur Kalibrierung des Systems eine Messplatte zu verwenden. Durch hierauf angebrachte, sowohl sich in vertikaler als auch in horizontaler Richtung erstreckende Referenzpunkte, -linien und -flächen kann das zur Kalibrierung des Messsystems autorisierte Fachpersonal den Laser so justieren, dass eine präzise Messung der Radparameter gewährleistet ist. Hierbei können bevorzugt Messräder vorgesehen sein, an denen das Fahrzeug im Rahmen des Kalibriervorgangs angeordnet ist. Durch deren Verwendung ist ein einfacher und schneller Kalibriervorgang möglich.Furthermore, it can be provided to use a measuring plate for calibrating the system. By means of reference points, lines and surfaces, which extend in vertical as well as in horizontal direction, the qualified personnel authorized to calibrate the measuring system can adjust the laser in such a way that precise measurement of the wheel parameters is ensured. In this case, measuring wheels may preferably be provided, on which the vehicle is arranged as part of the calibration process. By using them, a simple and quick calibration process is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, die gewünschten Radparameter durch Messungen zu bestimmen, bei denen die Messpunkte des Rades in Relation zum Fahrzeug, bzw. der Achse der Hinterräder, gemessen werden. Dadurch gestaltet sich die Messung schnell und es kann jedes Rad für sich und gleichzeitig zunächst zwei Räder gemessen werden. Messräder sind sehr präzise gefertigte Träger für das Fahrzeug, insbesondere auf Rollen, die anstelle der Räder montiert werden, wenn am Rennauto das Fahrwerk eingestellt werden soll. Hierdurch werden Größentoleranzen von Reifen ausgeschlossen.The method according to the invention offers the advantage of determining the desired wheel parameters by measurements in which the measuring points of the wheel are measured in relation to the vehicle or the axle of the rear wheels. This makes the measurement fast and it can be measured each wheel and at the same time initially two wheels. Measuring wheels are very precisely made supports for the vehicle, in particular on wheels, which are mounted in place of the wheels, if the chassis is to be adjusted on the racing car. As a result, size tolerances of tires are excluded.

Es kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei, vorzugsweise vier Abstandsmessungen pro Rad parallel zur Querachse des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dies erlaubt eine zuverlässige Charakterisierung von speziellen Radparametern, wie beispielsweise des Radsturzes. Diese Weiterentwicklung bietet überall dort Vorteile, wo zur Ermittlung der Radparameters die Orientierung des Rades in Relation zum Fahrzeug selbst bestimmt werden muss.It can be provided that at least two, preferably four distance measurements per wheel are performed parallel to the transverse axis of the vehicle. This allows a reliable characterization of special wheel parameters, such as the camber. This refinement offers advantages wherever the orientation of the wheel in relation to the vehicle itself has to be determined in order to determine the wheel parameters.

Die Abstandsmessung zwischen Fahrzeugrad und Referenzstrahl wird vorzugsweise an Punkten des Felgenhorns durchgeführt. Das Felgenhorn ist der sich radial außen befindliche und axial sich nach vorne wölbende Teil der Felge. Durch seine radial vom Radmittelpunkt entfernte Lage stellt das Felgenhorn einen geeigneten Ort der Messung zur Bestimmung der erforderlichen Achsparameter dar.The distance measurement between the vehicle wheel and the reference beam is preferably carried out at points of the rim flange. The rim flange is the radially outwardly located and axially bulging forward part of the rim. By its radially remote from the wheel center position the rim flange is a suitable place of measurement to determine the required axis parameters.

Ferner besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren derart weiterzubilden, dass die Achsparameter aus den gemessenen Abständen durch eine Software bestimmt werden. Die Arbeit des Anwenders liegt so lediglich in der Bestimmung der Abstände der Messpunkte des Fahrzeugrades zum Referenzstrahl, während die Auswertung und die Berechnung durch die dazugehörige Software übernommen wird. Speziell in der Ermittlung von Achsparametern der Räder wie beispielsweise die Berechnung der Spur und des Nachlaufs kann die Software auf andere Messungen von ggf. vorhandenen anderen Rädern zurückgreifen und sofort mit der Berechnung fortfahren. Die Bestimmung der Radparameter ist daher schnell und weniger fehleranfällig. Furthermore, it is possible to further develop the method according to the invention in such a way that the axis parameters from the measured distances are determined by software. The work of the user is thus only in the determination of the distances of the measuring points of the vehicle wheel to the reference beam, while the evaluation and the calculation is taken over by the associated software. Especially in the determination of axle parameters of the wheels, such as the calculation of the lane and the caster, the software can resort to other measurements of any other wheels and immediately proceed with the calculation. The determination of the wheel parameters is therefore fast and less error prone.

Die Messwelle wird vorzugsweise an Teilen des Fahrzeugs, insbesondere an dem Überrollkäfig angebracht. Auf diese Weise wird eine große Robustheit insbesondere gegenüber Fehljustierungen sichergestellt. Der Überrollkäfig eines Fahrzeuges, speziell eines Rennfahrzeuges, stellt einen hochstabilen Aufbau dar, welcher sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut als Verbindungspunkt der verwendeten Messwelle eignet.The measuring shaft is preferably attached to parts of the vehicle, in particular to the roll cage. In this way, a great robustness, especially against misalignments is ensured. The roll cage of a vehicle, especially a racing vehicle, represents a highly stable construction, which is particularly well suited in the context of the method according to the invention as a connection point of the measuring shaft used.

Als Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können zur Kalibrierung des Lasers Referenzmarkierungen auf einer Messplatte verwendet werden. Die Verwendung von Referenzmarkierungen im Rahmen eines Kalibriervorgangs stellt eine einfache, schnelle und sichere Methode dar, die emittierte Strahlung korrekt auszurichten.As a development of the method according to the invention, reference marks on a measuring plate can be used for calibration of the laser. The use of reference marks as part of a calibration process provides a simple, fast and safe way to correctly align the emitted radiation.

Nach erfolgter Kalibrierung können dann Referenzmarkierungsstreifen an Teilen des Fahrzeugs angebracht werden, welche die Orte bestimmen, an denen die Messwellen anzubringen sind. Die Markierungen sind leicht sichtbar und erlauben ein schnelles Anbringen im zeitkritischen Messprozess, wie beispielsweise während eines Rennens.After calibration, reference marker strips can then be applied to parts of the vehicle that determine the locations where the measuring shafts are to be mounted. The markings are easily visible and allow quick attachment in the time-critical measuring process, such as during a race.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass als Halb- oder Viertelring ausgestaltete Anschläge an den Stellen im Fahrzeug angeordnet werden, an denen die Messwelle anzubringen ist. Auf diese Weise ist das Anbringen einer Messwelle an das Fahrzeug im zeitkritischen Messprozess schnell und sicher.In addition, it can be provided that designed as a half or quarter ring stops are arranged at the points in the vehicle to which the measuring shaft is to be attached. In this way, attaching a measuring shaft to the vehicle in the time-critical measuring process is fast and safe.

Die Messwelle wird an den vorherbestimmten Ort geschoben und durch die befestigten Anschläge an der korrekten Position gestoppt.The measuring shaft is pushed to the predetermined position and stopped by the fixed stops at the correct position.

Eine weitere vorzugsweise Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zur Überprüfung der Kalibrierung ausgewählte Punkte des Fahrzeugs mittels einer an der Messwelle angebrachten Punktlaserquelle angepeilt werden. Damit können selbst kleine Abweichungen des zuvor kalibrierten Aufbaus festgestellt werden. Diese Markierungen dienen insbesondere dazu, den Überrollkäfig nach einem Unfall oder gar Überschlag auf Verzug zu kontrollieren. Dies schließt insbesondere den Fall ein, in dem durch Schock- und Stoßeinwirkung auf das Fahrzeug der vormals kalibrierte Aufbau verändert wurde und welcher daraufhin bei einer Messung und der nachfolgenden Bestimmung der Radparameter zu einem fehlerhaften Ergebnis führen würde.A further preferred development of the method according to the invention provides that points of the vehicle selected for checking the calibration are aimed at by means of a point laser source attached to the measuring shaft. This even small deviations of the previously calibrated structure can be determined. These markings are used in particular to control the roll cage after an accident or even rollover on default. This includes in particular the case in which the previously calibrated structure was changed by shock and impact on the vehicle and which would then lead to a faulty result in a measurement and the subsequent determination of the wheel parameters.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description, are explained in the embodiments of the invention with reference to the drawings in detail. Showing:

1a, b, c eine schematische Seiten-, Auf- und Frontalansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1a , b, c a schematic side, front and front view of a vehicle with a device according to the invention;

2 eine Ausgestaltung einer Verbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen Messwelle und Überrollkäfig; 2 an embodiment of a compound of the device according to the invention between the measuring shaft and roll cage;

3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Referenzmarkierungsstreifens auf dem Überrollkäfig; 3 a schematic representation of an embodiment of a reference marking strip on the roll cage;

4 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Referenzmarkierungsstreifens samt Anschlag; 4 an inventive design of a reference marking strip including stop;

5 eine Ausführungsform einer Messplatte zur Kalibrierung des Messaufbaus und 5 an embodiment of a measuring plate for calibration of the measurement setup and

6 eine schematische Darstellung einer auf der Messwelle angebrachten Laserquelle. 6 a schematic representation of a mounted on the measuring shaft laser source.

In 1a, b und c ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, welches als ein Rennauto 1 ausgestaltet ist. Es weist vier mit jeweils einem Reifen 2.3 versehene Räder 2 auf, die in üblicher Weise eine Felge 2.1 haben. Darüber hinaus sind Felgenhörner 2.2 als radial außen gelegene und sich nach außen wölbende Teile der Felgen 2.1 zu sehen. Ferner ist ein Teil der Vorrichtung in Form eines Achsmesssystems 3 dargestellt.In 1a , b and c is a vehicle 1 pictured as a race car 1 is designed. It has four, each with a tire 2.3 provided wheels 2 on, in the usual way a rim 2.1 to have. In addition, rim flanges 2.2 as radially outward and outward bulging parts of the rims 2.1 to see. Furthermore, part of the device is in the form of an axle measuring system 3 shown.

Ein übliches kartesisches Koordinationssystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Landfahrzeugs (1), wie hier die Längsachse X (auch X- oder Wankachse), die Querachse Y (Y- oder Nickachse) und die Hochachse Z (Z-Achse oder Gierachse) auf.A conventional Cartesian coordination system of a vehicle, in particular a land vehicle ( 1 ), as here the longitudinal axis X (also X or Wankachse), the transverse axis Y (Y or pitch axis) and the vertical axis Z (Z-axis or yaw axis) on.

Eine optische Strahlquelle in Form eines Lasers 4 mit scharfer Strahlbündelung an sich, sendet hier senkrecht zur Querachse Y des Fahrzeugs 1 durch eine Aufweiteeinrichtung, wie sie beispielsweise aus der US 4184748 bekannt ist, Laserstrahlfächer aus, deren Stärke in Richtung der Querachse Y äußerst gering ist und der Stärke des Laserstrahls entspricht. Der emittierte Laserfächer LF ist in 1a, b und c durch gestrichelte Linien dargestellt. Die Projektion auf dem Boden ist in der Regel eine Linie LI senkrecht zur Querachse Y und damit parallel zur Längsachse Z des Rennautos 1.An optical beam source in the form of a laser 4 with sharp beam bundling itself, sends here perpendicular to the transverse axis Y of the vehicle 1 by a Aufweiteeinrichtung, as for example from the US 4184748 is known, laser beam trays whose strength in the direction of the transverse axis Y is extremely low and corresponds to the strength of the laser beam. The emitted laser fan LF is in 1a . b and c shown by dashed lines. The projection on the ground is usually a line LI perpendicular to the transverse axis Y and thus parallel to the longitudinal axis Z of the race car 1 ,

Insbesondere besteht eine laterale Entfernung zwischen Laserfächer und Fahrzeug 1 in Richtung der Querachse Y. Der Laser 4 ist an einer Messwelle 5 befestigt. Die Messwelle 5 erstreckt sich parallel zur Querachse Y. In 1b und c ist ersichtlich, dass eine Messwelle 5 je eine Seite des Rennautos 1 überragt. Die Messwelle 5 ist an einem Überrollkäfig 6 des Rennautos 1 befestigt.In particular, there is a lateral distance between the laser fan and the vehicle 1 in the direction of the transverse axis Y. The laser 4 is on a measuring shaft 5 attached. The measuring shaft 5 extends parallel to the transverse axis Y. In 1b and c it can be seen that a measuring wave 5 one side of the race car 1 surmounted. The measuring shaft 5 is on a roll cage 6 of the race car 1 attached.

Die Befestigung der Messwelle 5 am Fahrzeug 1 ist in 2 mittels einer Befestigungseinheit 5a dargstellt: Die Messwelle 5 erstreckt sich parallel zur Querachse Y und wird von einer Halteschelle 5.3 umschlossen. Mit dieser verbunden ist ein Abstandsstück 5.2, an welches sich ein Befestigungselement anschließt, welches hier als Schaltmagnet 5.1 ausgestaltet ist. Der Schaltmagnet 5.1 dient zur Befestigung des Aufbaus samt der Messwelle 5 und der daran angebrachte Laser 4 an Teilen eines im Fahrzeug 1 angeordneten Überrollkäfigs 6. Im vorliegenden Fall sind diese Teile parallel zur Längsachse X des Rennautos 1 verlaufende Stangen, an denen die Messwelle 5 befestigt ist Eine Ausgestaltungsform einer Referenzmarkierung in Form eines körperlichen Markierungselements, hier eines Referenzmarkierungsstreifens 6.1 am Überrollkäfig 6 zur Aufgabe der Positionierung der Befestigung der Befestigungseinheit 5a für die Messwelle 5 ist in 3 dargestellt. Der Referenzmarkierungsstreifen 6.1 dieser Ausführungsform weist drei Abschnitte auf. Der linke und der rechte Abschnitt sind jeweils mit ”Ref.” betitelt und weisen auf den mittigen Abschnitt hin. Dieser ist mit zwei vertikalen Linien abgegrenzt und gibt den Bereich an, an dem der Schaltmagnet 5.1 samt Messwelle 5 anzubringen ist. Bei einem Lösungsversuch zerstört sich der Referenzmarkierungsstreifen 6.1 selbst. Dadurch werden Manipulationsversuche an dem Referenzmarkierungsstreifen 6.1 erkannt und weisen auf eine möglicherweise fehlerhafte Kalibrierung hin.The attachment of the measuring shaft 5 at the vehicle 1 is in 2 by means of a fastening unit 5a dargstellt: The measuring wave 5 extends parallel to the transverse axis Y and is supported by a retaining clip 5.3 enclosed. Connected to this is a spacer 5.2 to which a fastener connects, which here as a solenoid 5.1 is designed. The switching magnet 5.1 serves to fix the structure together with the measuring shaft 5 and the laser attached to it 4 on parts of a vehicle 1 arranged roll cage 6 , In the present case, these parts are parallel to the longitudinal axis X of the race car 1 extending rods, where the measuring shaft 5 An embodiment of a reference mark in the form of a physical marking element, here a reference marking strip 6.1 on the roll cage 6 to the task of positioning the attachment of the fastening unit 5a for the measuring shaft 5 is in 3 shown. The reference marker strip 6.1 This embodiment has three sections. The left and right sections are titled "Ref." And indicate the central section. This is delimited by two vertical lines and indicates the area where the switching magnet 5.1 including measuring shaft 5 is to be attached. In a solution attempt, the reference marker strip is destroyed 6.1 itself. This causes manipulation attempts on the reference marker strip 6.1 detected and indicate a possibly incorrect calibration.

Die Referenzmarkierung kann gemäß 4 weiterhin einen Anschlag 6.2 aufweisen. Hier handelt es sich um einen als Halbring ausgestalteten Anschlag 6.2, welcher mit einer Manschette am Überrollkäfig 6 zusätzlich zu dem Referenzmarkierungsstreifen 6.1 befestigt ist. Diese Art der Ausgestaltung stellt eine zuverlässige Arretierungsmöglichkeit dar, die ein Anbringen des Schaltmagnets 5.1 und der damit verbundenen Messwelle 5 an den Überrollkäfig 6 im Rahmen einer Messung erleichtert.The reference mark may be according to 4 continue an attack 6.2 exhibit. This is a designed as a half ring stop 6.2 , which has a cuff on the roll cage 6 in addition to the reference marker strip 6.1 is attached. This type of configuration represents a reliable locking possibility, the attachment of the switching magnet 5.1 and the associated measuring wave 5 to the roll cage 6 facilitated during a measurement.

5 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer Messplatte 7 zur Kalibrierung der Achsmesssystems 3. Ersichtlich sind Referenzmarkierungen 7.1, welche hier als Referenzpunkte, -linien und -flächen dargestellt sind. Diese dienen als Anhaltspunkte für die Justage des Lasers 4. Das Rennauto 1 befindet sich während dieses Vorgangs auf der Messplatte 7. Für die Kalibrierung ist es auf ”Kalibrierrädern” 7.1 statt auf den üblichen Rädern 2 angebracht. Die Kalibrierräder 7.1 sind bereits im Vorfeld exakt zur Messplatte 7 orientiert. Dadurch ist die korrekte Ausrichtung des Rennautos 1 zur Messplatte 7 gewährleistet. Die Kalibrierräder 7.1 sind somit auf die Komponenten des Achsmesssystems 3 abgestimmt und vereinfachen die Kalibrierung. 5 schematically shows an embodiment of a measuring plate 7 for calibration of the wheel alignment system 3 , Visible are reference marks 7.1 , which are shown here as reference points, lines and surfaces. These serve as clues for the adjustment of the laser 4 , The race car 1 is located on the measuring plate during this process 7 , For calibration it is on "Calibration wheels" 7.1 instead of the usual wheels 2 appropriate. The calibration wheels 7.1 are exactly in advance to the measuring plate 7 oriented. This is the correct orientation of the race car 1 to the measuring plate 7 guaranteed. The calibration wheels 7.1 are thus on the components of the wheel alignment system 3 tune and simplify the calibration.

6 zeigt eine Ausführungsform eines auf der Messwelle 5 angebrachten weiteren Lasers, einen Punktlaser 8. Dieser emittiert einen kollimierten Laserstrahl mit – hier – einem Durchmesser von höchstens 1 mm in 1 m Entfernung vom Laser und ist in einer fest auf der Welle fixierten Kulisse um 360° um diese schwenkbar und kann vorzugsweise in seiner jeweiligen Position arretiert werden. Dadurch können charakteristische Punkte 9 im Innenbereich des Rennautos 1 angepeilt werden. Die Anpeilung dieser charakteristischen Punkte 9 gibt Aufschluss über die Kalibrierungstreue. Bei einer De- oder Fehljustage oder durch Schockwirkung auf das Fahrzeug 1 bedingten Änderungen im Aufbau werden die charakteristischen Punkte 9 nicht mehr exakt angepeilt. Dadurch ist für den Benutzer eine Störung im Aufbau ersichtlich und die Messung muss abgebrochen werden. Somit werden durch eine fehlerhafte Kalibrierung fehlerhaft berechnete Werte ausgeschlossen. 6 shows an embodiment of a on the measuring shaft 5 attached further laser, a point laser 8th , This emits a collimated laser beam with - here - a diameter of at most 1 mm at 1 m from the laser and is in a fixed fixed to the shaft backdrop 360 ° about this pivotally and can preferably be locked in its respective position. This allows characteristic points 9 in the interior of the race car 1 be targeted. The bearing of these characteristic points 9 provides information about the calibration accuracy. In case of misalignment or misalignment or shock to the vehicle 1 conditional changes in construction become the characteristic points 9 no longer exactly targeted. As a result, a disturbance in the structure is visible to the user and the measurement must be aborted. Thus erroneous calculated values are excluded by a faulty calibration.

In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens muss das Achsmesssystem 3 kalibriert werden. Dabei wird das Rennauto 1 auf der Messplatte 7 auf die Kalibrierräder 7.a montiert. Die Messwelle 5 wird mit den damit verbundenen Halteeinrichtungen 5a, versehen mit Schaltmagneten 5.1, Abstandsstücken 5.2 und Halteschellen 5.3, an den Überrollkäfig 6 des Rennautos 1 angebracht. Ebenso wird der Laser 4 an den Enden der Messwelle 5 befestigt. Die Kalibrierung ist dann abgeschlossen, wenn der Laser 4 und die Messwelle 5 derart ausgerichtet sind, dass sich der emittierte Laserfächer mit den Referenzmarkierungen 7.1 der Messplatte 7 hinreichend deckt. Die Projektionen der emittierten Laserfächer auf dem Boden verlaufen dann senkrecht zur Querachse Y des Rennautos 1. Die Stellen am Überrollkäfig 6, an denen die Messwelle 5 befestigt ist, werden markiert und nach Entfernen der Messwelle 5 mit Referenzmarkierungsstreifen 6.1 versehen. Parallel dazu werden die Anschläge 6.2 an den dazugehörigen Stellen auf den Referenzmarkierungsstreifen 6.1 an den Komponenten des Überrollkäfigs 6 angebracht. Zusätzlich wird der Punktlaser 8 auf der Messwelle 5 so justiert, dass er einen charakteristischen vorgegebenen Punkt 9 im Innenraum des Rennautos 1 anpeilt. Anschließend wird der Punktlaser auf seiner Position arretiert. Damit ist das System kalibriert.In a first step of the method according to the invention, the wheel alignment system 3 be calibrated. This is the race car 1 on the measuring plate 7 on the calibration wheels 7.a assembled. The measuring shaft 5 is with the associated holding devices 5a , provided with switching magnets 5.1 , Spacers 5.2 and holding clamps 5.3 , to the roll cage 6 of the race car 1 appropriate. Likewise, the laser 4 at the ends of the measuring shaft 5 attached. The calibration is then completed when the laser 4 and the measuring shaft 5 are aligned such that the emitted laser fan with the reference marks 7.1 the measuring plate 7 sufficiently covers. The projections of the emitted laser fan on the floor then run perpendicular to the transverse axis Y of the race car 1 , The places on the roll cage 6 at which the measuring shaft 5 is attached are marked and after removing the measuring shaft 5 with reference marker strips 6.1 Mistake. Parallel to this are the attacks 6.2 at the corresponding locations on the reference marker strip 6.1 on the components of the roll cage 6 appropriate. In addition, the point laser 8th on the measuring shaft 5 adjusted so that it has a characteristic predetermined point 9 in the interior of the race car 1 is targeting. Subsequently, the Dot laser locked in position. This calibrates the system.

Vor der erfindungsgemäßen Messung der Achsparameter ist darauf zu achten, dass die Felgenhörner 2.2 auf Rundlauf geprüft werden. Dies kann mittels üblicher Verfahren bewerkstelligt werden. Nach Ausgabe der gewünschten Radparameter des Rennautos 1 kann direkt mit entsprechenden Korrekturmaßnahmen begonnen werden, um ein optimales Fahrverhalten zu erzielen.Before measuring the axis parameters according to the invention, it must be ensured that the rim flanges 2.2 be checked for concentricity. This can be done by conventional methods. After output of the desired wheel parameters of the race car 1 can be started directly with appropriate corrective measures to achieve optimal driving behavior.

Die Erfassung und Bestimmung der Radparameter des Rennautos 1, wie beispielsweise vor, während oder nach einem Rennen, erfolgt bei Stillstand der Autos 1.The detection and determination of the wheel parameters of the race car 1 , such as before, during or after a race, takes place at standstill of the cars 1 ,

Die Benutzer des Messsystems bringen daraufhin die Messwellen 5 an den zuvor mit Referenzmarkierungsstreifen 6.1 und Anschlägen 6.2 versehenen Stellen des Überrollkäfigs 6 an.The users of the measuring system then bring the measuring waves 5 to the previously with reference marker strips 6.1 and attacks 6.2 provided locations of the roll cage 6 at.

Sodann wird zunächst die Kalibrierungstreue durch den Punktlaser 8 auf der Messwelle 5 überprüft. Werden die vorher bestimmten, charakteristischen Punkte 9 nicht mehr durch den Punktlaser 8 angepeilt, so ist die Kalibrierung gestört und der Messvorgang muss abgebrochen werden. Ist die Kalibrierungstreue gegeben, wird mit der Messung wie folgt begonnen.Then, first the calibration fidelity by the point laser 8th on the measuring shaft 5 checked. Become the predetermined, characteristic points 9 no longer through the point laser 8th The calibration is disturbed and the measuring process must be aborted. If calibration accuracy is given, the measurement is started as follows.

Nach Einschalten des Lasers 4 emittieren diese die Laserfächer in der Art, wie sie zuvor während der Kalibrierung justiert wurden. Beispielsweise werden an vier ausgezeichneten Stellen des Felgenhorns 2.2 über die Höhe eines Rades 2 für jedes der Räder 2 des Rennautos 1 nun Abstandsmessungen zwischen Felgenhorn 2.2 und Laserfächer LF vorgenommen. Dies kann mechanisch mittels eines Messstabs oder -bandes geschehen. Die Abstandsmessungen für jedes Rad 2 werden über einen Computer in die Maske einer Software eingetragen, welche daraufhin mit der Bestimmung der Radparameter fortfährt und diese ausgibt.After switching on the laser 4 These emit the laser trays in the way they were previously adjusted during calibration. For example, in four excellent places of the rim flange 2.2 about the height of a wheel 2 for each of the wheels 2 of the race car 1 now distance measurements between rim flange 2.2 and laser fans LF made. This can be done mechanically by means of a dipstick or tape. The distance measurements for each wheel 2 are entered via a computer in the mask of a software, which then continues with the determination of the wheel parameters and outputs them.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4184748 [0007, 0037]

Claims

Device for determining wheel parameters of vehicles ( 1 ) with at least one wheel ( 2 ), characterized by at least one laser ( 4 ), which emits its laser beam on the outside of the wheel, perpendicular to the transverse axis (Y) of the vehicle over the height of the wheel.

Apparatus according to claim 1, characterized by a device for fanning the laser beam in a plane perpendicular to the transverse axis (Y) of the vehicle ( 1 ).

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the laser ( 4 ) is pivotally mounted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the laser ( 4 ) on a parallel to the transverse axis (Y) directed measuring wave ( 5 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a device for rotating the laser beam about the transverse axis.

Device according to claim 4, characterized by a fastening element ( 5.1 ) on the measuring shaft ( 5 ), which has a switching magnet.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the measuring shaft ( 5 ) with the vehicle ( 1 ), in particular magnetic.

Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the measuring shaft ( 5 ) on a roll cage ( 6 ) of the vehicle ( 1 ) is attached.

Device according to one of the preceding claims, characterized by reference marking strips ( 6.1 ) on a roll cage of the vehicle ( 1 ).

Device according to one of claims 4 to 9, characterized by a around the measuring shaft ( 5 ) pivotable point laser source ( 8th ).

Device according to one of the preceding claims, characterized by a measuring plate ( 7 ) for calibrating the system.

Device according to one of the preceding claims, characterized by measuring wheels ( 7.1 ) for calibration.

Method for determining wheel parameters of vehicles ( 1 ) with at least one wheel ( 2 ), characterized in that at least one laser ( 4 ) its radiation on the outside of the wheel ( 2 ) perpendicular to the transverse axis of the vehicle ( 1 ) over the height of the wheel ( 2 ) and that the distance between the beam of the laser ( 4 ) and rim flange ( 2.2 ) of a wheel ( 2 ) is measured in the direction of the transverse axis and that the wheel parameters are determined by at least one such distance measurement.

A method according to claim 13, characterized in that at least two, preferably four, point-wise distance measurements per vehicle wheel ( 2 ) be performed.

Method according to one of claims 13 or 14, characterized in that the at least one laser ( 4 ) on a measuring shaft ( 5 ) is attached.

Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that at least one measuring shaft ( 5 ) at the vehicle ( 1 ), preferably on parts of a roll cage ( 6 ) is attached.

Method according to one of claims 13 to 16, characterized in that for calibrating the at least one laser ( 4 ) Reference marks ( 7.1 ) on a measuring plate ( 7 ) to be ordered.

Method according to one of claims 13 to 17, characterized in that after calibration reference marker strips ( 6.1 ) on parts of the vehicle ( 1 ), which determine the locations where the measuring waves ( 5 ) are to be attached during the measuring process.

Method according to one of claims 13 to 18, characterized in that designed as a half or quarter ring attacks ( 6.2 ) are placed at the locations in the vehicle where the measuring shaft ( 5 ) is to be attached for measurement.

Method according to one of Claims 13 to 19, characterized in that points selected for checking the calibration ( 9 ) of the vehicle ( 1 ) by means of at least one on the measuring shaft ( 5 ) mounted second laser ( 8th ) are targeted.