DE102018128798B3

DE102018128798B3 - Messanordnung zur überprüfung des spurwinkels eines rades eines kraftfahrzeuges in einem koordinatensystem einer radaufnahme, verfahren zur kalibrierung der messanordnung und verfahren zur unterstützung der einstellung eines spurwinkels eines fahrzeugrades

Info

Publication number: DE102018128798B3
Application number: DE102018128798.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Tentrup; Rainer Weisgerber
Original assignee: Duerr Assembly Products GmbH
Current assignee: Duerr Assembly Products GmbH
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2038-11-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Überprüfung des Spurwinkels eines Rades eines Kraftfahrzeuges in einem Koordinatensystem einer Radaufnahme eines Mess-, Prüf- und / oder Einstellstandes für ein Kraftfahrzeug. Nach der vorliegenden Erfindung weist die Messanordnung wenigstens zwei Sensorpaare sowie eine Radaufnahme auf. Jedes der Sensorpaare besteht aus zwei Einzelsensoren, wobei die Sensorpaare ortsfest an der Radaufnahme angebracht sind derart, dass die Position der Einzelsensoren und die Messrichtung der Abstandsmessung der Einzelsensoren im Koordinatensystem der Radaufnahme definiert sind. Jeder der Einzelsensoren erfasst den Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen eines auf der Radaufnahme aufstehenden Rades. Der Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades wird in einer solchen Richtung erfasst, dass diese Richtungen für die beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares auf einer Geraden verlaufen. Die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare verlaufen parallel, wobei eine der sich ergebenden Geraden in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades vor dem Radmittelpunkt liegt und die andere der sich ergebenden Geraden in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades hinter dem Radmittelpunkt liegt. Bei den Sensorpaaren sind die Einzelsensoren jeweils so an der Radaufnahme angebracht, dass einer der beiden Einzelsensoren von außen den Abstand zur äußeren Seitenfläche des Reifens des Rades misst und der andere der beiden Einzelsensoren von innen den Abstand zur inneren Seitenfläche des Reifens des Rades misst. Die Signale der Einzelsensoren werden einer Auswertungseinrichtung zugeführt, die so ausgestaltet ist, dass in dieser Auswertungseinrichtung aus den Signalen der Einzelsensoren, die den Abstand des Einzelsensors zu dem jeweiligen Messpunkt auf dem Reifen repräsentieren, der Spurwinkel des Rades im Koordinatensystem der Radaufnahme auf den Wert „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme überprüft wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Überprüfung des Spurwinkels eines Rades eines Kraftfahrzeuges in einem Koordinatensystem einer Radaufnahme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Kalibrierung einer Messanordnung gemäß Anspruch 5 sowie ein Verfahren zur Unterstützung der Einstellung eines Spurwinkels eines Fahrzeugrades nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Es sind Radaufnahmen bekannt, die aus zwei Tragrollen bestehen. Bei den bekannten Radaufnahmen verlaufen die Achsen der beiden Tragrollen parallel. Derartige Radaufnahmen sind Bestandteile von Mess-, Prüf- und / oder Einstellständen für Kraftfahrzeuge. In diesen Mess-, Prüf- und / oder Einstellständen für Kraftfahrzeuge sind diese Radaufnahmen in der horizontalen Ebene (d.h. in der Ebene bzw. parallel zur Ebene der Achsen der Tragrollen) beweglich gelagert. Es handelt sich dabei um Doppelrollen-Radaufnahmen.
Es sind auch Radaufnahme bekannt, bei denen das Fahrzeugrad lediglich auf einer Rolle aufsteht. Es handelt sich dabei um eine Scheitelrolle. Um das Fahrzeugrad auf dem obersten Punkt des Umfangs der Scheitelrolle festzuhalten, sind zusätzlich zwei Halterollen vorgesehen, mit denen das Rad auf der Scheitelrolle gehalten wird.
Diese bewegliche Lagerung kann derart sein, dass die Radaufnahme den Kräften folgt, die über die Tragrollen in die Radaufnahme eingeleitet werden. Dadurch wird die Orientierung des Koordinatensystems der Radaufnahme passiv geändert, d.h. die Radaufnahme wird durch diese Kräfte, die über die Tragrollen in die Radaufnahme eingeleitet werden, in der horizontalen Ebene verschoben und / oder gedreht. Wegen der schwimmenden Lagerung der Radaufnahme wird diese Lagerung auch als „Schwimmplatte“ bezeichnet.
Diese bewegliche Lagerung kann auch derart ausgestaltet sein, dass die Radaufnahme mittels wenigstens eines Stellelementes antreibbar ist im Sinne einer Verschiebung und / oder Drehung in der horizontalen Ebene. In diesem Fall können von der Radaufnahme über die Veränderung der Lage und der Orientierung der Achsen der beiden Tragrollen relativ zur Projektion der Radachse in die Ebene der beiden Tragrollen Seitenkräfte auf das Rad ausgeübt werden, das auf den beiden Tragrollen aufsteht. Die Orientierung des Koordinatensystems der Radaufnahme wird durch die Stellmittel aktiv geändert.
Die beiden Tragrollen der Radaufnahme können so gelagert sein, dass die Rollen frei um ihre jeweilige Längsachse drehbar sind. Es ist weiterhin bekannt, wenigstens eine der beiden Tragrollen so zu lagern, dass ein motorischer Antrieb vorhanden ist, durch den die Tragrolle um ihre Längsachse rotiert. Entsprechend kann auch wenigstens eine der beiden Tragrollen durch eine Bremseinrichtung gegenüber einer Rotation um ihre Längsachse gebremst werden.
Weiterhin ist aus der DE 34 46 358 C2 eine Messanordnung bekannt, bei der die Schrägstellung der Räder eines Fahrzeugs gegenüber einer Bezugslinie vermessen wird. Diese Schrägstellung der Räder gegenüber einer Bezugslinie kann der Spurwinkel der betreffenden Räder sein. Die Bezugslinie kann nach der DE 34 36 358 C2 die Längsmittellinie des Fahrzeugs sein. Die dort beschriebene Messanordnung ist so zu verwenden, dass zunächst das Fahrzeug bezogen auf die Bezugslinie ausgerichtet wird. Zur Messung wird das Rad mit einer Halteeinrichtung gehalten. Weiterhin sind Detektoreinheiten vorgesehen, die von beiden Seiten auf das Rad zu bewegt werden. Wenn diese Detektoreinheiten an das Rad herangeführt sind und auf das Rad drücken, wird die Schrägstellung des Rades bezogen auf die Bezugslinie aus der Position der Detektoreinheiten abgeleitet.
Aus der DE 10 2008 046 104 A1 ist eine Messanordnung und ein Messverfahren bekannt, bei dem auf die Innenseite eines Fahrzeugrades eine Positionsmarke projiziert wird. Anhand dieser Positionsmarke wird bei der DE 10 2008 046 104 A1 eine Spurvermessung der jeweiligen Räder des Fahrzeugs durchgeführt.
Aus der DE-PS 1 473 785 ist es bekannt, von außen Richtlatten an die Räder eines Fahrzeugs anzulegen. Der Abstand bestimmter Positionen der Richtlatten zueinander wird vermessen. Aus Symmetriebetrachtungen gleichschenkliger Dreiecke wird daraus der Spurwinkel der Räder relativ zueinander ermittelt.
Aus der DE 10 2017 121 373 A1 ist ein Mess- und Einstellstand für eine Mehrlenkerhinterachse bekannt. Die Mehrlenkerhinterachse wird dabei in einer Halteeinrichtung gehalten. Außerdem sind zwei Messbereiche vorhanden, die zwei Radnabenflächen oder zwei Bremsscheibenflächen sein können. Diese beiden Flächen werden optisch vermessen, um daraus den Spurwinkel und den Sturzwinkel der jeweiligen Räder zu bestimmen.
Aus der DE 197 17 569 A1 ist eine Messanordnung und ein Messverfahren bekannt, bei dem ein oder mehrere Signale von einer Sendeeinheit zu wenigstens zwei Zielstellen auf der Radoberfläche ausgesendet werden. Die Signale werden von den Zielstellen reflektiert. Die reflektierten Signale werden von einem oder mehreren Empfängern erfasst. Es erfolgt eine Laufzeitmessung der Signale von der Sendeeinheit zur Empfangseinheit. Aus den gemessenen Laufzeiten werden der Spurwinkel und der Sturzwinkel des Fahrzeugrades bestimmt. Die Zielstellen liegen auf der äußeren Oberfläche des Rades.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Messanordnung zur Überprüfung des Spurwinkels eines Rades eines Kraftfahrzeuges in einem Koordinatensystem einer Radaufnahme vorzuschlagen. Ziel der Überprüfung ist dabei, einen Spurwinkel mit dem Wert „0“ zu dem Koordinatensystem der Radaufnahme mit einem vernachlässigbaren Fehler richtig zu erkennen. Der Spurwinkel von „0“ bedeutet, dass der Winkel zwischen einer Projektion einer horizontalen Geraden in der Radmittelebene durch den Radmittelpunkt in die horizontale Ebene des Koordinatensystems der Radaufnahme mit der x-Achse des Koordinatensystems einen Winkel von „0“ bildet. Dies ist dann der Fall, wenn diese projizierte Gerade mit der x-Achse auf einer Geraden liegt oder wenn diese projizierte Gerade parallel zur x-Achse verläuft. Dieser Zustand soll mit einem vernachlässigbaren Fehler erkannt werden.
Das Koordinatensystem der Radaufnahme ist hierbei so definiert, dass in einer horizontalen Ebene die y-Achse des Koordinatensystems parallel verläuft zu den beiden Geraden, die sich aus den Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare ergeben, die in Anspruch 1 definiert sind. Die x-Achse des Koordinatensystems lässt sich so definieren, dass diese x-Achse in der horizontalen Ebene senkrecht zur y-Achse verläuft.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, indem die Messanordnung wenigstens zwei Sensorpaare sowie die Radaufnahme aufweist, wobei jedes der Sensorpaare aus zwei Einzelsensoren besteht. Die Sensorpaare sind ortsfest an der Radaufnahme angebracht derart, dass die Position der Einzelsensoren und die Messrichtung der Abstandsmessung der Einzelsensoren im Koordinatensystem der Radaufnahme definiert sind, wobei jeder der Einzelsensoren den Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen eines auf der Radaufnahme aufstehenden Rades erfasst. Weiterhin wird der Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades in einer solchen Richtung erfasst, dass diese Richtungen für die beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares auf einer Geraden verlaufen. Die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare verlaufen parallel. Eine der sich ergebenden Geraden liegt in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades vor dem Radmittelpunkt und die andere der sich ergebenden Geraden liegt in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades hinter dem Radmittelpunkt. Bei den Sensorpaaren sind die Einzelsensoren jeweils so an der Radaufnahme angebracht, dass einer der beiden Einzelsensoren von außen den Abstand zur äußeren Seitenfläche des Reifens des Rades misst und der andere der beiden Einzelsensoren von innen den Abstand zur inneren Seitenfläche des Reifens des Rades misst. Die Signale der Einzelsensoren werden einer Auswertungseinrichtung zugeführt, die so ausgestaltet ist, dass in dieser Auswertungseinrichtung aus den Signalen der Einzelsensoren, die den Abstand des Einzelsensors zu dem jeweiligen Messpunkt auf dem Reifen repräsentieren, der Spurwinkel des Rades im Koordinatensystem der Radaufnahme auf den Wert „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme überprüft wird.
Diese Vorgehensweise hat gegenüber anderen bekannten Lösungen zur Vermessung der Fahrwerkgeometrie den Vorteil, dass der messtechnische Aufbau vereinfacht wird. Pro Rad müssen lediglich zwei Sensorpaare vorgesehen werden, die punktförmig den Abstand zu dem jeweiligen Punkt auf dem Reifen messen. Dies ist weniger aufwendig als die Projektion von Linien auf ein Fahrzeugrad zur Vermessung von dessen Orientierung oder die Projektion eines flächigen Musters auf ein Fahrzeugrad zur Vermessung von dessen Orientierung.
Die Einzelsensoren nach der vorliegenden Erfindung können den Abstand beispielsweise taktil messen über Taststifte, die teleskopierbar sind und deren Länge (d.h. deren „Auszugslänge“) erfasst wird. Die Abstände können mit den Einzelsensoren auch optisch vermessen werden, indem der Reifen des Rades von jedem der Einzelsensoren mit einer punktförmigen Lichtquelle (beispielsweise einem Punktlaser) angeleuchtet wird. Der Punktlaser hat den Vorteil, dass monochromatisch mit einer vergleichsweise großen Lichtleistung gemessen wird. Damit können Effekte von störendem Umgebungslicht vorteilhaft ausgeglichen werden, weil die Lichtleistung des Punktlasers in dem engen Frequenzbereich, in dem das Laserlicht liegt, diese Effekte von Streulicht aus der Umgebung dominieren. Das Messsignal wird dadurch entsprechend groß gegenüber dem Rauschsignal durch das Umgebungslicht. Dieselben Vorteile lassen sich ggf. auch mit anderen Lichtquellen erreichen, die in einem oder mehreren Frequenzbändern mit einer entsprechenden Lichtleistung punktförmig messen. Derartige Lichtquellen können beispielsweise LEDs sein. Die Einzelsensoren können beispielsweise auch die Entfernung mittels Ultraschall messen.
Mit der Erfindung wird ausgenutzt, dass die Seitenflächen der Reifen von Fahrzeugen symmetrisch sind bezüglich einer Mittelebene der Reifen / des Rades.
Durch die Montage der Einzelsensoren auf der Radaufnahme lässt sich überprüfen, ob der Reifen eines auf der Radaufnahme aufstehenden Rades gegenüber dem oben definierten Koordinatensystem der Radaufnahme einen Spurwinkel von „0“ relativ zur x-Achse dieses Koordinatensystems aufweist. Bei einer Veränderung der Position und/oder Ausrichtung der Radaufnahme ändert sich die Messrichtung der Einzelsensoren entsprechend mit und bleibt bezüglich des Koordinatensystems der Radaufnahme konstant.
Bei einer Drehung des Rades (des Reifens) relativ zur Radaufnahme ändert sich somit der Spurwinkel des Rades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme.
Bei einer Drehung der Radaufnahme relativ zu dem auf der Radaufnahme aufstehenden Rad des Fahrzeugs dreht sich das Koordinatensystem der Radaufnahme mit. Dadurch kommt es zu einer Änderung des Spurwinkels des Rades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme.
Die beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares haben jeweils eine Messrichtung derart, dass die beiden Messrichtungen auf einer Geraden liegen.
Die beiden sich ergebenden Geraden der beiden Sensorpaare verlaufen parallel.
Zur Verbesserung der Genauigkeit der Messung liegt eine der sich ergebenden Geraden in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades vor dem Radmittelpunkt und die andere der sich ergebenden Geraden liegt in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades hinter dem Radmittelpunkt.
Dadurch liegen die Messpunkt-Paare des einen Sensorpaares zu den Messpunkt-Paaren des anderen Sensorpaares ausreichend weit auseinander, so dass Messfehler eine geringere Rolle spielen.
Bei den Sensorpaaren sind die Einzelsensoren jeweils so an der Radaufnahme angebracht, dass einer der beiden Einzelsensoren von außen den Abstand zur äußeren Seitenfläche des Reifens des Rades misst und der andere der beiden Einzelsensoren von innen den Abstand zur inneren Seitenfläche des Reifens des Rades misst.
Dadurch ergibt sich, dass bei einem Spurwinkel von „0“ des Rades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme gemäß der obigen Definition die Messpunkte der beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares symmetrisch bezogen auf die Symmetrie des Reifens zu seiner Mittelebene auf der inneren und der äußeren Seitenfläche des Reifens liegen.
Wird beispielsweise der Mittelpunkt zwischen den beiden Messpunkten der Einzelsensoren in dieser Radstellung mit dem Spurwinkel „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme ermittelt, zeigt sich, dass auch bei einer Bewegung des Rades in der Längsrichtung des Rades trotz der Änderung der beiden Messpunkte der Einzelsensoren auf den gekrümmten Seitenflächen des Reifens dieser Mittelpunkt nach wie vor auf einer Mittellinie liegt bezogen auf die Laufrichtung des Rades.
Außer der Bestimmung dieses Mittelpunktes zwischen den beiden Messpunkten der beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares lässt sich auch ein Hilfspunkt auf der genannten Mittellinie des Rades ermitteln, indem der Schnittpunkt bestimmt wird zwischen einer ersten Verbindungslinie von dem Messpunkt des einen Einzelsensors auf der Innenseite des Reifens zu dem Messpunkt des anderen Einzelsensors auf der Außenseite des Reifens und einer zweiten Verbindungslinie von dem Messpunkt des einen Einzelsensors auf der Außenseite des Reifens zu dem Messpunkt des anderen Einzelsensors auf der Innenseite des Reifens. Dieser Schnittpunkt stellt ebenfalls einen Hilfspunkt dar, der bei einem Spurwinkel von „0“ des Rades zu dem Koordinatensystem der Radaufnahme auf der genannten Mittellinie des Rades liegt. Dies gilt auch dann, wenn die Messpunkte des einen Sensorpaares gegenüber den Messpunkten des anderen Sensorpaares auf dem Reifen des Rades unterschiedliche radiale Abstände zum Mittelpunkt des Rades haben.
Eine weitere Möglichkeit einen (errechneten) Spurwinkel des Rades in dem Koordinatensystem der Radaufnahme zu ermitteln besteht beispielsweise darin, aus den Messwerten der beiden Einzelsensoren der Sensorpaare, deren Messpunkt jeweils auf der inneren Seitenfläche des Reifens liegt, eine Gerade zu ermitteln, die durch diese beiden Messpunkte geht. Es wird dann der Winkel zwischen dieser Geraden und der x-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme berechnet. Außerdem wird aus den Messwerten der beiden Einzelsensoren der Sensorpaare, deren Messpunkt jeweils auf der äußeren Seitenfläche des Reifens liegt, eine Gerade ermittelt, die durch diese beiden Messpunkte geht. Es wird dann der Winkel zwischen dieser Geraden und der x-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme berechnet. Der Mittelwert zu diesen beiden Winkeln ist der (errechnete) Spurwinkel des Rades, der in der Auswertungseinrichtung auf den Wert „0“ zum Koordinatensystem der Radaufnahme überprüft wird.
Ist das Rad relativ zum Koordinatensystem der Radaufnahme gedreht, so dass sich ein Spurwinkel ungleich „0“ ergibt, ändern sich die Messpunkte der Einzelsensoren auf den Seitenflächen des Reifens des Rades. Außerdem ergibt sich eine Änderung des Abstandes der Einzelsensoren zu den (neuen) Messpunkten auf den Seitenflächen des Reifens schon wegen der Drehung des Rades. Die Verhältnisse sind im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
Dabei zeigt sich, dass ein Spurwinkel von „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme weitestgehend richtig erkannt wird. Ist der Spurwinkel des Rades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme ungleich „0“, wird der Spurwinkel zumindest hinsichtlich des Betrages nur mit einem Fehler bestimmt. Die geometrischen Verhältnisse sind in den Figuren näher erläutert. Hinsichtlich des Einflusses eines Sturzwinkels wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit Anspruch 3 verwiesen.
Bei der vorliegenden Messanordnung wird die Höhe der Einzelsensoren (im Koordinatensystem: in z-Richtung) gegenüber der horizontalen Ebene der Radaufnahme festgelegt, indem diese Höhe an den Reifen angepasst wird sowie gegebenenfalls noch abhängig von weiteren Parametern. Beispielsweise muss ein Fahrzeug mit seinen Rädern zwischen den Einzelsensoren eines Sensorpaares hindurch fahren. Das bedeutet, dass die Höhe des Sensorpaares in z-Richtung vorteilhaft so angepasst ist, dass die Bodenfreiheit des Fahrzeugs ausreichend ist, um das Fahrzeug über den „inneren“ Einzelsensor des Sensorpaares hinweg zu bewegen.
Bei der Ausgestaltung der Messanordnung nach Anspruch 2 weist die Radaufnahme wenigstens eine Tragrolle auf, die um ihre Längsachse drehbar ist, wobei diese Längsachse hinsichtlich ihrer Position und ihrer Orientierung relativ zu dem Koordinatensystem der Radaufnahme unveränderlich ist. Die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare verlaufen parallel zur Längsachse der wenigstens einen Tragrolle.
Bei der oben genannten Definition des Koordinatensystems der Radaufnahme verläuft die y-Achse des Koordinatensystems parallel zu der genannten Achse der Tragrolle der Radaufnahme, bei der die Position und Orientierung der Achse dieser Tragrolle auf der Radaufnahme und relativ zur Radaufnahme unveränderlich sind.
Bei der Messanordnung nach Anspruch 3 verlaufen die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare in derselben horizontalen Ebene.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Sturzwinkel des Rades keinen nennenswerten Einfluss auf die Genauigkeit bei der Überprüfung des Spurwinkels von „0“ hat.
Würden die Messrichtungen der Einzelsensoren des einen Sensorpaares in z-Richtung auf einer anderen Höhe liegen wie die Messrichtungen der Einzelsensoren des anderen Sensorpaares, wären die Messpunkte der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare auf dem Reifen wegen des Sturzwinkels des Rades in y-Richtung verschoben. Daraus würde ein Fehler resultieren bei der beschriebenen Bestimmung des (errechneten) Sturzwinkels. Deswegen ist es vorteilhaft, wenn die beiden Geraden, die die Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare definieren, in derselben horizontalen Ebene liegen.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass auch in der Konstellation der Messanordnung nach Anspruch 3 noch ein Fehler verbleibt, weil bei dem horizontalen Verlauf der beiden Geraden, die jeweils den Verlauf der Messrichtungen der Einzelsensoren eines Sensorpaares definieren, durch den Sturzwinkel des Rades keine vollständig exakte Symmetrie besteht hinsichtlich der Messpunkte der beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares auf den Seitenflächen des Reifens eines Rades. Es hat sich allerdings gezeigt, dass dieser Effekt, der vom Sturzwinkel des Rades sowie der Breite des Reifens des Rades abhängt, bei nahezu allen Fahrzeugen vernachlässigbar ist. Es kann allenfalls bei Fahrzeugen mit großen Sturzwinkeln der zu vermessenden Räder in Verbindung mit großen Reifenbreiten dazu kommen, dass die vorliegende Messanordnung keine brauchbaren Ergebnisse mehr liefert.
Bei der Messanordnung nach Anspruch 4 liegen die Messpunkte der Einzelsensoren zumindest eines Sensorpaares auf der Seitenfläche des Reifens zwischen der Wulst in der Seitenfläche des Reifens und dem Innenradius des Reifens.
Es zeigt sich (zur näheren Erläuterung der Verhältnisse wird auf die 3 mit der zugehörigen Beschreibung verwiesen), dass damit der Betrag eines Spurwinkels, der nicht „0“ beträgt, mit dem richtigen Vorzeichen, jedoch einem größeren Betrag ermittelt wird. Der Spurwinkel von „0“ wird auch bei dieser Anordnung der Einzelsensoren weitestgehend zutreffend ermittelt. Wegen des Einflusses des Sturzwinkels wird auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit Anspruch 3 verwiesen. Für eine Ermittlung bzw. eine Regelung auf einen Spurwinkel von „0“ erweist sich dies als vorteilhaft, weil Abweichungen mit der Ausgestaltung der Messanordnung nach Anspruch 4 besser erkannt werden können.
Vorteilhaft wird bei einer Messung mit der Messanordnung nach der vorliegenden Erfindung in an sich bekannter Weise eine Umschlagsmessung durchgeführt, indem das Rad während der Messung gedreht wird und die so erhaltenen Messwertpaare gemittelt werden. Die beschriebene Orientierung der Messrichtungen der beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares auf jeweils einer Geraden sowie die parallel Orientierung dieser beiden Geraden führen dazu, dass eine seitliche Verschiebung des Fahrzeugrades während einer Umschlagsmessung nicht zu einer Verfälschung bei der Überprüfung des Spurwinkels führt. Bei einer seitlichen Verschiebung des Fahrzeugrades ändern sich zwar eventuell bestimmte Hilfspunkte (siehe beispielsweise nachfolgende Erläuterungen im Zusammenhang mit 1), allerdings betreffen diese Änderungen alle Hilfspunkte gleichermaßen. Dadurch kommt es zu einer seitlichen Verschiebung der ermittelten Längsachse des Fahrzeugrades (Bezugsziffer 7 in den nachfolgenden Zeichnungen), dies hat aber keine Auswirkungen auf die Richtung dieser Längsachse des Fahrzeugrades gegenüber der x-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme.
Anspruch 5 betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Messanordnung nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 4, jedoch in Rückbeziehung auf Anspruch 2. In einem Vorbereitungsschritt des Verfahrens wird ein intrinsisches Koordinatensystem einer Kalibrierlehre relativ zur Längsachse der wenigstens einen Tragrolle ausgerichtet, indem die Kalibrierlehre auf die wenigstens eine Rolle aufgesetzt wird. Dabei umgreift die Kalibrierlehre die wenigstens eine Rolle derart, dass bei auf die wenigstens eine Rolle aufgesetzter Kalibrierlehre das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre zur Längsrichtung der wenigstens eine Rolle ausgerichtet ist. Die Kalibrierlehre weist zwei Blendenpaare auf, wobei die Verbindungslinien der beiden Blenden eines Blendenpaares bei einer auf die wenigstens einen Tragrolle aufgesetzten Kalibrierlehre parallel zur Längsachse der wenigstens einen Tragrolle verlaufen. Weiterhin weisen die Blenden eines Blendenpaares in Richtung der Verbindungslinie dieser beiden Blenden einen definierten Abstand auf. Die Blenden sind auch vollständig schließbar. Nachfolgend zu dem Vorbereitungsschritt wird in einem ersten Schritt eines Kalibriervorgangs eines Sensors dieser Sensor mit dem Sensor zugeordneten Einstellmitteln zunächst so ausgerichtet, dass der Strahl des Sensors in Richtung der Kalibrierlehre durch die beiden Blenden eines Blendenpaares hindurchtritt. In einem nachfolgenden Schritt zur Kalibrierung dieses Sensors wird der Abstand dieses Sensors zu der dem Sensor näherliegenden Blende bestimmt, indem mittels des Sensors selbst der Abstand des Sensors zur der Blende bei geschlossener Blende ermittelt wird.
Vorteilhaft lässt sich mit diesem Verfahren eine Ausrichtung und Kalibrierung der einzelnen Sensoren durchführen. Beim Aufsetzen der Kalibrierlehre auf die Tragrolle wird diese Kalibrierlehre relativ zur Längsachse der Tragrolle ausgerichtet. Da die Längsachse der Tragrolle eine definierte Orientierung im Koordinatensystem der Radaufnahme hat (im einfachsten Fall der Definition des Koordinatensystems entspricht diese Längsachse der Tragrolle der y-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme), ist damit auch das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre auf das Koordinatensystem der Radaufnahme ausgerichtet. Die Verbindungslinie der beiden Blenden eines Blendenpaares verläuft damit ebenfalls parallel zur Längsrichtung der wenigstens einen Tragrolle.
Wenn die einzelnen Sensoren so ausgerichtet sind, dass deren Erfassungsrichtung mit der Richtung dieser Verbindungslinie übereinstimmt, sind die Sensoren richtig ausgerichtet. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn der Strahl eines Sensors durch beide Blenden hindurchtritt. Für die Vorgehensweise bei der Ausrichtung eines Sensors wird auf die Figurenbeschreibung verwiesen.
Daran anschließend wird der Abstand des Sensors zu der dem Sensor näherliegenden Blende des Blendenpaares ermittelt. Hierzu wird diese Blende geschlossen. Der Abstand des Sensors zu dieser Blende kann dann mit dem Sensor selbst bestimmt werden. Dieser gemessene Abstand zur zugehörigen Blende der Kalibrierlehre kann dann bei nachfolgenden Messvorgängen berücksichtigt werden, indem aus dem gemessenen Abstand ein Wert für einen „Offset“ des Sensors in seiner Messrichtung berücksichtigt wird.
Dieser Kalibriervorgang wird bei aufgesetzter Kalibrierlehre für alle Einzelsensoren durchgeführt. Dass Messsystem ist dann ausgerichtet und kalibriert.
Anspruch 6 betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Einstellung des Spurwinkels eines Rades eines Fahrzeuges mit einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Bei diesem Verfahren ist der Radaufnahme ein Antriebssystem zugeordnet zur Drehung der Radaufnahme um eine vertikale Achse. Bei diesem Verfahren wird die Radaufnahme um die vertikale Achse gedreht bis mit der Messanordnung ein Spurwinkel des Fahrzeugrades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme mit dem Wert „0“ erkannt wird. Aus dem Winkel, um den die Radaufnahme in diesem Moment um die vertikale Achse gedreht ist, kann abgeleitet werden, ob eine Differenz zwischen dem derzeitigen Spurwinkel des Fahrzeugrades und dem einzustellenden Spurwinkel des Fahrzeugrades besteht.
Wenn die Radaufnahme in diesem Moment um einen Winkel gedreht ist, der dem einzustellenden Spurwinkel entspricht, ist der Spurwinkel des Fahrzeugrades richtig eingestellt.
Weicht der Winkel, um den die Radaufnahme in diesem um die vertikale Achse gedreht ist, von dem Wert des einzustellenden Spurwinkels ab, kann daraus erkannt werden, dass der Spurwinkel nicht richtig eingestellt ist. Es kann auch die Abweichung des derzeitigen Spurwinkels von dem einzustellenden Spurwinkel erkannt werden.
Es wird damit möglich, anzuzeigen, in welche Richtung bei der Einstellung des Spurwinkels das Fahrzeugrad gedreht werden muss, um den richtigen Spurwinkel einzustellen. Abhängig von dem Betrag, um den der Winkel der Radaufnahme bezüglich der Drehung um die vertikale Achse abweicht, kann mit der Anzeige der Richtung, in die das Fahrzeugrad zur Einstellung des Spurwinkels gedreht werden muss, auch ein Signal mit ausgegeben werden, das das Maß repräsentiert, um das das Fahrzeugrad zur Einstellung des Spurwinkels gedreht werden muss.
Diese Werte können auf einer Anzeige dargestellt werden, so dass einem Werker ein Hinweis gegeben wird, in welche Richtung er bei der Einstellung des Spurwinkels drehen muss. Gegebenenfalls kann damit auch eine Anzeige verbunden werden, um welches Maß der Werker drehen muss.
Wenn der Spurwinkel automatisiert eingestellt wird, können die entsprechenden Signale auch einer automatisierten Einstelleinrichtung zugeführt werden, durch die die Einstellung des Spurwinkels des Fahrzeugrades erfolgt.
Der einzustellende Spurwinkel ergibt sich als Winkel relativ zur geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs. Die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs ergibt sich aus der Messung der (aktuellen) Spurwinkel der beiden Fahrzeugräder der Hinterachse. Diese aktuellen Spurwinkel können mit dem hier beschriebenen Verfahren gemessen werden, so dass sowohl die Messung der geometrischen Fahrachse sowie auch die beschriebene Unterstützung bei der Einstellung des Spurwinkels realisiert werden kann.
Bei diesem Verfahren erweist es sich als ausreichend, dass die Messanordnung den Spurwinkel des Fahrzeugrades im Koordinatensystem der Radaufnahme dann richtig erkennt, wenn dieser Wert Null ist. Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Radaufnahme so gedreht werden, dass diese Bedingung gegeben ist. Aus dem dann vorliegenden Winkel der Drehung der Radaufnahme lässt sich der momentane Wert des Spurwinkel des Fahrzugrades ableiten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren zeigen dabei:

1: eine erste Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad, bei dem das Fahrzeugrad mit einem Spurwinkel von „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme sowie weiterhin auf den beiden Tragrollen der Radaufnahme aufsteht, so dass das Fahrzeugrad maximal zwischen die beiden Tragrollen einsinkt.
2: eine weitere Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad, bei dem das Fahrzeugrad mit einem Spurwinkel von „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme aufsteht, allerdings gegenüber der Darstellung der 1 nach vorne verschoben ist,
Fig, 3: eine weitere Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad, entsprechend der Darstellung der 2, wobei allerdings das Fahrzeugrad in der Draufsicht auf die Zeichnungsebene gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme nach rechts gedreht ist,
4: eine Kalibrierlehre zur Kalibrierung einer Sensoranordnung mit zwei Sensorpaaren relativ zum Koordinatensystem einer Radaufnahme, die aus zwei parallelen Rollen besteht, zwischen denen das Fahrzeug platziert wird und
5: eine weitere Darstellung der Kalibrierlehre nach 4 in einer Seitenansicht.

1 zeigt eine erste Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad. Das Fahrzeugrad weist einen Sturzwinkel von „0“ auf.
Das Fahrzeugrad weist einen Spurwinkel von „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme (gemäß der eingangs genannten Definition des Koordinatensystems) auf. Außerdem steht dieses Fahrzeugrad mittig zwischen den beiden (hier nicht dargestellten) Tragrollen der Radaufnahme auf. so dass das Fahrzeugrad maximal zwischen die beiden Tragrollen einsinkt.
Es sind die Strahlen der beiden Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 dargestellt. Diese Strahlen laufen parallel zur Achse der Tragrolle, deren Position und Orientierung gegenüber der Radaufnahme unveränderlich ist. Die beiden Einzelsensoren 1 und 2 bilden ein Sensorpaar. Die beiden Einzelsensoren 3 un4 bilden ein weiteres Sensorpaar. Die Strahlen der Einzelsensoren 1, 2; 3, 4, die jeweils ein Sensorpaar bilden, verlaufen jeweils paarweise auf einer Geraden. Diese beiden Geraden verlaufen parallel zur y-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme. Die x-Achse des Koordinatensystems liegt in der horizontalen Ebene senkrecht zur y-Achse.
Es ist die Längsachse 7 des Fahrzeugrades zu sehen. Diese Längsachse 7 entspricht der Laufrichtung des Fahrzeugrades. Da der Sturzwinkel des Rades gleich „0“ ist, entspricht diese Längsachse der Geraden durch den Radmittelpunkt in der Radmittelebene. In dieser Darstellung entspricht diese Darstellung der Längsachse 7 auch der Projektion der genannten Geraden in die horizontale Ebene, die durch die x-Achse und die y-Achse des Koordinatensystems definiert ist.
In der Situation der Darstellung der 1 (Spurwinkel gegenüber der x-Achse in dem definierten Koordinatensystem der Radaufnahme gleich 0) fällt die Längsachse 7 des Fahrzeugrades mit der x-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme zusammen.
Aus den Punkten auf den Seitenflächen des Reifens, zu denen die Einzelsensoren 1, 2, 3 und 4 den Abstand zu dem jeweiligen Einzelsensor erfassen, ergeben sich die Hilfslinien 5 und 6. Diese laufen bei der Situation der Darstellung der 1 parallel zur Längsachse 7 des Fahrzeugrades. Dies liegt daran, dass die Messpunkte der Einzelsensoren 2 und 3 sowie 1 und 4 jeweils symmetrisch liegen zur Hilfsachse 8, die durch den Radmittelpunkt geht und senkrecht auf der Längsachse 7 des Fahrzeugrades steht. Die Messpunkte der Einzelsensoren 2 und 3 sowie 1 und 4 liegen daher bezüglich der Krümmung der Seitenflächen des Reifens von dem Innenradius des Reifens zur Lauffläche des Reifens auf Punkten, die spiegelsymmetrisch dieselbe Krümmung aufweisen und denselben Abstand zur Längsachse 7 des Fahrzeugrades.
Hilfspunkte für die Bestimmung der Längsachse 7 im Koordinatensystem der Radaufnahme können beispielsweise wie folgt ermittelt werden:

• Mittelpunkt 103 zwischen den beiden Punkten, auf denen die Messsignale der beiden Einzelsensoren 1 und 2 liegen,
• Mittelpunkt 104 zwischen den beiden Punkten, auf denen die Messsignale der beiden Einzelsensoren 3 und 4 liegen,
• Schnittpunkt 105 zwischen
- • der Verbindungslinie 101 des Punktes, auf dem das Messsignal 1 liegt (auf der Außenseite der Seitenfläche des Reifens, auf der das Messignal des ersten Sensorpaares 1, 2 auftrifft) zu dem Punkt, auf dem das Messignal 3 liegt (auf der Innenseite der Seitenfläche des Reifens, auf der das Messsignal des zweiten Sensorpaares 3, 4 auftrifft)
und
- • der Verbindungslinie 102 des Punktes, auf dem das Messsignal 2 liegt (auf der Innenseite der Seitenfläche des Reifens, auf der das Messignal des ersten Sensorpaares 1, 2 auftrifft) zu dem Punkt, auf dem das Messignal 4 liegt (auf der Außenseite der Seitenfläche des Reifens, auf der das Messsignal des zweiten Sensorpaares 3, 4 auftrifft).

Es ist möglich, zwei der Punkte 103, 104, 105 auszuwählen und die Gerade zu bestimmen, die durch diese beiden Punkte verläuft. Es ist auch möglich, alle drei (oder ggf. noch mehr) Hilfspunkte zu verwenden durch eine statistische Auswertung, so dass die Gerade durch diese Punkte beispielsweise nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate bestimmt wird.
Entsprechend den Erläuterungen im Zusammenhang mit Anspruch 1 ist es auch möglich, die Winkel zu bestimmen, die die Geraden 5 und 6 jeweils mit der x-Achse haben. Der Mittelwert dieser beiden Winkel entspricht dann dem (errechneten) Spurwinkel des Rades relativ zum Koordinatensystem der Radaufnahme. Bei einem Sturzwinkel von „0“ kann damit der Spurwinkel von „0“ richtig erkannt werden.
2 zeigt eine weitere Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad, bei dem das Fahrzeugrad mit einem Spurwinkel von „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme aufsteht. Auch hier ist der Sturzwinkel des Rades gleich „0“. Gegenüber der Darstellung der 1 ist das Fahrzeugrad bei der Darstellung der 2 nach vorne verschoben (Pfeil 203). Dies kann passieren, wenn bei einem Prüfstand Fahrzeugtests vorgenommen werden, bei denen über die Tragrollen Kräfte in Längsrichtung des Fahrzeugs auf das Fahrzeug wirken. Dies kann passieren, wenn zumindest eine der Tragrollen gegenüber dem Fahrzeugrad gebremst oder angetrieben wird.
Die Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 sind ortsfest an der Radaufnahme angebracht, so dass sich mit dem Fahrzeug auch das Fahrzeugrad in Richtung der Längsachse 7 des Fahrzeugrades gegenüber den Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 nach vorne bewegt.
Dadurch ändern sich die Punkte auf den Seitenflächen des Reifens, auf denen die Signale der Einzelsensoren 1, 2, 3 und 4 auftreffen, entsprechend der Darstellung der 2.
Die Hilfslinien 205 und 206 sind entsprechend den Pfeilen 201 und 202 gedreht, so dass diese Hilfslinien 205 und 206 nicht parallel verlaufen.
Durch die Anbringung der Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 als Sensorpaare, bei denen die Messrichtungen der beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares jeweils paarweise (1, 2) sowie (3, 4) auf einer Geraden verlaufen und parallel zueinander, liegen die im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Hilfspunkte weiterhin auf der Längsachse 7 des Fahrzeugrades, wenn das Fahrzeugrad weiterhin einen Spurwinkel von 0 aufweist gegenüber der x-Achse des Koordinatensystems der Radaufnahme.
Dies gilt sowohl hinsichtlich der Verschiebung des Fahrzeugrades in x-Richtung. Durch diese Verschiebung wird das Fahrzeugrad auch in z-Richtung verschoben, weil das Fahrzeugrad durch die Verschiebung in x-Richtung auf einem anderen Punkt des Außenumfangs der Tragrolle(n) der Radaufnahme aufsteht.
Entsprechend zur Darstellung der Verhältnisse im Zusammenhang mit 2 gelten diese Verhältnisse, dass der Spurwinkel von „0“ des Fahrzeugrades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme unverändert bleibt, auch dann, wenn das Fahrzeugrad gegenüber der Radaufnahme nach hinten versetzt wird (in diesem Fall dan entgegen der Pfeilrichtung 203).
3 zeigt eine weitere Darstellung eines horizontalen Schnitts durch ein Fahrzeugrad. Entsprechend der Darstellung der 2 ist auch hier das Fahrzeug und damit auch das Fahrzeugrad nach vorne verschoben. Außerdem ist in Draufsicht auf die Zeichnungsebene das Fahrzeugrad gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme (x-Achse 307, y-Achse parallel zur Hilfslinie 308) nach rechts gedreht. Der Sturzwinkel des Rades ist wiederum gleich „0“.
Es sind wieder die Richtungen der Messsignale der Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 zu sehen (als strichlinierte Linien). Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der hier vorliegenden Verhältnisse sind die strichlinierten Linien zwischen den beiden Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 jeweils durchgezogen. Die Einzelsensoren 1, 2, 3, 4 messen natürlich weiterhin nur bis auf die Oberfläche der Seitenflächen des Reifens.
Zur Verdeutlichung der Verhältnisse sind weiterhin mit den Bezugsziffern 301, 302, 303, 304 die Messsignale der Sensoren 1, 2, 3, 4 relativ zum Reifen des Fahrzeugrades dargestellt, als das Fahrzeugrad mit einem Spurwinkel von 0 auf der Radaufnahme aufstand.
Durch die Drehung des Fahrzeugrades verschieben sich die Hilfspunkte, die im Zusammenhang mit 1 erläutert wurden, im Koordinatensystem der Radaufnahme.
Dies liegt zum einen daran, dass das Fahrzeugrad gedreht wurde und damit die Längsachse 7 des Fahrzeugrades gegenüber der x-Achse 307 des Koordinatensystems der Radaufnahme gedreht wurde.
Unter Vernachlässigung des Effektes, dass die Messpunkte der Einzelsensoren 1, 2, 3, 4 nicht mehr symmetrisch auf den beiden Seitenflächen des Reifens des Fahrzeugrades liegen, ergibt sich daraus eine Verschiebung der Hilfspunkte 103, 104, die im Zusammenhang mit 1 als die beiden Mittelpunkte zwischen den Messpunkten der Einzelsensoren 1 und 2 sowie 3 und 4 beschrieben wurden auf die Hilfspunkte, die in der Darstellung der Figur mit den Bezugsziffern 103' und 104' bezeichnet sind. Die Verschiebung entspricht bei dieser Betrachtung jeweils dem Abstand entlang der strichlinierten Linien zwischen den beiden Einzelsensoren 1 und 2 sowie zwischen den beiden Einzelsensoren 3 und 4, der zwischen den Schnittpunkten jeder der strichlinierten Linien zwischen dem Schnittpunkt mit der x-Achse 307 des Koordinatensystems der Radaufnahme und dem Schnittpunkt mit der Längsachse 7 des Fahrzeugrades besteht.
Zu diesem Effekt kommt noch ein weiterer Effekt hinzu, der sich daraus ergibt, dass durch die Drehung des Fahrzeugrades die Messpunkte der Einzelsensoren 1, 2, 3, 4 auf den Seitenflächen des Reifens des Fahrzeugrades verschoben sind. Diese Verschiebung ist in der Darstellung der 4 zu sehen aus den unterschiedlichen Schnittpunkten jeweils mit der Seitenfläche des Reifens:

• der Linie 1 zur Linie 301,
• der Linie 2 zur Linie 302,
• der Linie 3 zur Linie 303 und
• der Linie 4 zur Linie 304.

Wegen des Verlaufes der Krümmung der Seitenflächen des Reifens gehen diese Verschiebungen für die beiden Einzelsensoren 1 und 2 zwar in dieselbe Richtung, indem der Mittelpunkt zwischen diesen beiden Messpunkten in der Zeichnungsebene weiter nach rechts verschoben wird, allerdings sind die Beträge der Verschiebungen unterschiedlich, die sich aus den einzelnen verschobenen Messpunkten der Einzelsensoren 1 und 2 ergeben. Diese Verschiebung des Hilfspunktes 103, der sich aus den Messpunkten der beiden Einzelsensoren 1 und 2 ergibt, vergrößert bei der Bestimmung der Hilfspunkte gemäß der Beschreibung der 1 die sich ergebende Abweichung des Spurwinkels des Fahrzeugrades vom Wert 0. Durch die Verschiebung des „vorderen“ Hilfspunktes in der Zeichnungsebene nach rechts wird die Orientierung der errechneten Längsachse des Fahrzeugrades etwas von der Richtung der x-Achse 307 des Koordinatensystems der Radaufnahme weg gerichtet.
Für die beiden Einzelsensoren 3 und 4 gehen diese Verschiebungen ebenfalls in dieselbe Richtung. Auch hier wird der Mittelpunkt zwischen diesen beiden Messpunkten in der Zeichnungsebene weiter nach rechts verschoben. Auch hier sind die Beträge der Verschiebungen unterschiedlich, die sich aus den einzelnen verschobenen Messpunkten der Einzelsensoren 3 und 4 ergeben. Diese Verschiebung des Hilfspunktes 104, der sich aus den Messpunkten der beiden Einzelsensoren 3 und 4 ergibt, verringert jedoch bei der Bestimmung der Hilfspunkte gemäß der Beschreibung der 1 die sich ergebende Abweichung des Spurwinkels des Fahrzeugrades vom Wert 0. Durch die Verschiebung des „hinteren“ Hilfspunktes in der Zeichnungsebene nach rechts wird die Orientierung der errechneten Längsachse des Fahrzeugrades wieder etwas in Richtung der x-Achse 307 des Koordinatensystems der Radaufnahme gerichtet.
Generell lässt sich feststellen, dass der Betrag des errechneten Spurwinkels des Fahrzeugrades gegenüber der x-Achse 307 des Koordinatensystems der Radaufnahme größer wird, wenn die Messpunkte der Einzelsensoren zwischen der Wulst in der Seitenfläche des Reifens und dem Innenradius des Reifens liegen. Die Wulst in der Seitenfläche des Reifens ist dabei die Umfangslinie des Reifens, an der der Reifen am dicksten ist.
Liegen die Messpunkte der Einzelsensoren zwischen der Wulst in der Seitenfläche des Reifens und der Lauffläche des Reifens, wird der Betrag des errechneten Spurwinkels geringer. Allerdings lässt sich auch feststellen, dass der zuerst beschriebene Effekt der Drehung des Rades diesen Effekt der eventuell weniger günstig liegenden Messpunkte dominiert, so lange die Messpunkte nicht zu dicht in der Nähe der Lauffläche des Reifens liegen.
Auf Grund der bestehenden Symmetrien wird der Spurwinkel „0“ insbesondere auch hinsichtlich des Betrages - weitestgehend - zutreffend ermittelt. Der Einfluss eines Sturzwinkels ungleich „0“ ist im Zusammenhang mit Anspruch 3 in der Beschreibungseinleitung erörtert.
4 zeigt eine Kalibrierlehre 401. Diese Kalibrierlehre 401 weist eine Aufsetzvorrichtung 402 auf. Diese Aufsetzvorrichtung 402 ist dafür vorgesehen, dass die Kalibrierlehre 401 damit auf eine Tragrolle einer Radaufnahme aufgesetzt wird. Dabei liegen die Halteelemente 403 und 404 auf einer Seite der Tragrolle an. Das Halteelement 405 liegt auf der anderen Seite der Tragrolle an. Die Aufsetzvorrichtung 402 wird mit den beiden Abstützelementen 406 und 407 auf der Oberseite dieser Tragrolle abgestützt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Radaufnahme eine Doppelrolle auf. Es ist ein weiteres Abstützelement 408 zu sehen, mit dem die Kalibrierlehre 401 auf der anderen Tragrolle abgestützt wird.
Es sind zwei parallele Flächen 409 und 410 zu sehen, deren Flächennormalen bei auf die Tragrolle aufgesetzter Kalibrierlehre 401 parallel zur Längsachse der Tragrolle verlaufen.
An jeder der beiden Flächen 409 und 410 sind jeweils zwei Blenden 411, 412 sowie 413, 414 angebracht, die paarweise zum einen als Blenden 411 und 413 sowie als Blenden 412 und 414 jeweils ein Blendenpaar 415 (411 und 413) sowie ein Blendenpaar 416 (412 und 414) bilden.
Im Zusammenhang mit den beiden Blenden 411 und 413 des Blendenpaares 415 ist dargestellt, dass die beiden Blenden 411 und 413 geöffnet sind. Der Lichtstrahl eines Einzelsensors kann dann entsprechend der dargestellten Linie bei richtiger Ausrichtung des Einzelsensors durch die beiden geöffneten Blenden 411 und 413 hindurchtreten.
Eine Vorgehensweise zur Einstellung der Ausrichtung eines Einzelsensors 417 kann so aussehen, dass die von dem Einzelsensor 417 weiter entfernt liegende Blende 413 des zugeordneten Blendenpaares 415 geschlossen wird. Der Einzelsensor 417 wird dann so ausgerichtet, dass dessen Lichtstrahl auf eine zentrische Markierung der geschlossenen Blende 413 auftrifft. Dazu muss der Lichtstrahl des Einzelsensors 417 auch durch die dem Einzelsensor 417 näher liegende Blende 411 des zugeordneten Blendenpaares 415 hindurchtreten.
Entsprechend dieser Vorgehensweise können auch die andern Einzelsensoren ausgerichtet werden, die in der Darstellung der 4 nicht eingezeichnet sind.
Wenn die Ausrichtung der Einzelsensoren (417) vorgenommen ist, kann bei geschlossenen Blenden 411, 412, 413, 414 jeweils der Abstand eines der Einzelsensoren zur zugehörigen Blende ermittelt werden. Dem Einzelsensor 417 ist hierbei die Blende 411 des Blendenpaares 415 zugeordnet, weil diese Blende 411 des Blendenpaares 415 dem Einzelsensor 417 näher liegt als die Blende 413 des Blendenpaares 415.
Der Abstand kann unmittelbar aus den Messsignalen der Einzelsensoren gewonnen werden.
Damit sind die Einzelsensoren dann vollständig für nachfolgende Messvorgänge ausgerichtet und kalibriert.
In der Darstellung der 4 zeigt der unterbrochene Strahl bei den beiden Blenden 412 und 414 des Blendenpaares 416, dass die Blenden dort geschlossen sind, so dass die Strahlen der Einzelsensoren auf den beiden Seiten der Kalibriervorrichtung 401 jeweils an der geschlossenen Blende der Seitenflächen 409 und 410 enden.
Die Blenden 411 und 413 sind geöffnet, so dass die Strahlen dieser Einzelsensoren entsprechend der durchgezogenen Geraden durch diese Blenden hindurchtreten. Da die Einzelsensoren so ausgerichtet sind, dass deren Erfassungsrichtung auf einer Geraden liegt, ist nur eine Gerade gezeichnet, auf der die Strahlen der beiden Einzelsensoren in gegensinniger Richtung entlang laufen.
Fiigur 5 zeigt die Kalibrierlehre 401 in einer Seitenansicht. Identische Teile zur Darstellung der 4 sind mit identischen Bezugszeichen versehen.

Claims

Messanordnung zur Überprüfung des Spurwinkels eines Rades eines Kraftfahrzeuges in einem Koordinatensystem einer Radaufnahme eines Mess-, Prüf- und / oder Einstellstandes für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, ➢ dass die Messanordnung wenigstens zwei Sensorpaare sowie die Radaufnahme aufweist, ➢ wobei jedes der Sensorpaare aus zwei Einzelsensoren besteht, ➢ wobei die Sensorpaare ortsfest an der Radaufnahme angebracht sind derart, dass die Position der Einzelsensoren und die Messrichtung der Abstandsmessung der Einzelsensoren im Koordinatensystem der Radaufnahme definiert sind, ➢ wobei jeder der Einzelsensoren den Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen eines auf der Radaufnahme aufstehenden Rades erfasst, ➢ dass der Abstand des jeweiligen Einzelsensors zu dem Reifen des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades in einer solchen Richtung erfasst wird, ➢ dass diese Richtungen für die beiden Einzelsensoren eines Sensorpaares auf einer Geraden verlaufen, ➢ wobei die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare parallel verlaufen, ➢ wobei eine der sich ergebenden Geraden in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades vor dem Radmittelpunkt liegt und die andere der sich ergebenden Geraden in Rollrichtung des auf der Radaufnahme aufstehenden Rades hinter dem Radmittelpunkt liegt, ➢ dass bei den Sensorpaaren die Einzelsensoren jeweils so an der Radaufnahme angebracht sind, ➢ dass einer der beiden Einzelsensoren von außen den Abstand zur äußeren Seitenfläche des Reifens des Rades misst und ➢ der andere der beiden Einzelsensoren von innen den Abstand zur inneren Seitenfläche des Reifens des Rades misst, ➢ dass die Signale der Einzelsensoren einer Auswertungseinrichtung zugeführt werden, die so ausgestaltet ist, dass in dieser Auswertungseinrichtung aus den Signalen der Einzelsensoren, die den Abstand des Einzelsensors zu dem jeweiligen Messpunkt auf dem Reifen repräsentieren, der Spurwinkel des Rades im Koordinatensystem der Radaufnahme auf den Wert „0“ gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme überprüft wird.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ➢ dass die Radaufnahme wenigstens eine Tragrolle aufweist, die um ihre Längsachse drehbar ist, ➢ wobei diese Längsachse hinsichtlich ihrer Position und ihrer Orientierung relativ zu dem Koordinatensystem der Radaufnahme unveränderlich ist, und ➢ dass die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare parallel zur Längsachse der wenigstens einen Tragrolle verlaufen.
Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich ergebenden Geraden der Messrichtungen der Einzelsensoren der beiden Sensorpaare in derselben horizontalen Ebene verlaufen.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte der Einzelsensoren (1, 2; 3, 4) zumindest eines Sensorpaares auf der Seitenfläche des Reifens zwischen der Wulst in der Seitenfläche des Reifens und dem Innenradius des Reifens liegen.
Verfahren zur Kalibrierung einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 bis 4, jedoch in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ➢ dass in einem Vorbereitungsschritt des Verfahrens ein intrinsisches Koordinatensystem einer Kalibrierlehre relativ zur Längsachse der wenigstens einen Tragrolle ausgerichtet wird, indem die Kalibrierlehre auf die wenigstens eine Rolle aufgesetzt wird, ➢ wobei die Kalibrierlehre dabei die wenigstens eine Rolle derart umgreift, dass bei auf die wenigstens eine Rolle aufgesetzter Kalibrierlehre das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre zur Längsrichtung der wenigstens eine Rolle ausgerichtet ist, ➢ dass die Kalibrierlehre zwei Blendenpaare aufweist, ➢ wobei die Verbindungslinien der beiden Blenden eines Blendenpaares bei einer auf die wenigstens eine Rolle aufgesetzten Kalibrierlehre parallel zur Längsachse der wenigstens einen Rolle verlaufen, ➢ wobei die Blenden eines Blendenpaares in Richtung der Verbindungslinie dieser beiden Blenden einen definierten Abstand aufweisen, ➢ wobei die Blenden auch vollständig schließbar sind, ➢ dass nachfolgend zu dem Vorbereitungsschritt in einem ersten Schritt eines Kalibriervorgangs eines Sensors dieser Sensor mit dem Sensor zugeordneten Einstellmitteln zunächst so ausgerichtet wird, ➢ dass der Strahl des Sensors in Richtung der Kalibrierlehre durch die beiden Blenden eines Blendenpaares hindurchtritt und ➢ dass in einem nachfolgenden Schritt zur Kalibrierung dieses Sensors der Abstand dieses Sensors zu der dem Sensor näherliegenden Blende bestimmt wird, indem mittels des Sensors selbst der Abstand des Sensors zur der Blende bei geschlossener Blende ermittelt wird.
Verfahren zur Unterstützung der Einstellung des Spurwinkels eines Rades eines Fahrzeuges mit einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, ➢ dass der Radaufnahme ein Antriebssystem zugeordnet ist zur Drehung der Radaufnahme um eine vertikale Achse, ➢ wobei die Radaufnahme um die vertikale Achse gedreht wird bis mit der Messanordnung ein Spurwinkel des Fahrzeugrades gegenüber dem Koordinatensystem der Radaufnahme mit dem Wert „0“ erkannt wird, ➢ wobei aus dem Winkel, um den die Radaufnahme um die vertikale Achse gedreht ist, abgeleitet wird, ob eine Differenz zwischen dem derzeitigen Spurwinkel des Fahrzeugrades und dem einzustellenden Spurwinkel des Fahrzeugrades besteht.