DE102019104466A1

DE102019104466A1 - Vorrichtung zur Kraftfahrzeug-Spurmessung und Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung

Info

Publication number: DE102019104466A1
Application number: DE102019104466.9A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Fernando Arruda; Matthias Plante
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-08-27
Also published as: WO2020169155A4; WO2020169155A1; EP3928061A1; US20220136824A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung.Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die von Karosseriewerkstätten verwendet werden kann, ohne dass den Karosseriewerkstätten übermäßige Kosten entstehen, die kompakt ist und so keine dauerhaft zu installierenden Ausbauten erfordert sowie die einfach verwendet werden kann und niedrige Betriebskosten sowie eine hohe Betriebsflexibilität aufweist.Erreicht wird dies nach der Erfindung durch eine Laserlichtquelle beliebiger Laserfrequenz, die Lasermarkierungen parallel zur Kraftfahrzeug-Radmittelebene auf die Fahrbahnebene neben einem Kraftfahrzeug oder auf einer dazu parallelen Ebene neben einem Kraftfahrzeug projiziert, sowie zumindest je eine vor und hinter dem Kraftfahrzeug quer zur Kraftfahrzeuglängsmittelebene auf der Fahrebene oder auf einer dazu parallelen Ebene angeordnete Messmarkierung zur Ablesung der Schnittpunkte der projizierten Lasermarkierungen mit der Messmarkierung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4.
Der Gesamtspurwinkel einer Fahrzeugachse wird aus der Differenz zwischen dem vorderen und hinteren Abstand der Räder der jeweiligen Achse ermittelt, gemessen an den Felgenhörnern (Außendurchmesser des Rades) auf Höhe der horizontalen Radmittelebene. Als Spurwinkel wird hierbei im Allgemeinen der Winkel zwischen der Längsmittelachse des Fahrzeugs projiziert auf die Fahrbahn und der Schnittlinie zwischen Radmittelebene und Fahrbahnebene bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft hierbei eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs bezüglich ihrer Spurwinkel.
Bekanntlich werden beispielsweise an einem Unfall beteiligte Kraftfahrzeuge Reparaturen unterzogen, zu denen im Allgemeinen auch Reparaturarbeiten an der Karosserie gehören. Ähnliche Maßnahmen können durch Schlaglochschäden, Fahrwerkumbauten, beim Austausch von Bauteilen und andere Reparatur erforderlich werden. Karosseriespezialisten müssen nach der Behebung des Schadens häufig das Kraftfahrzeug zu einer mit Geräten zum Messen und Korrigieren der Ausrichtung der Räder des Kraftfahrzeugs ausgestatteten Werkstatt bringen, da die Räder eines unfallbeschädigten Kraftfahrzeugs normalerweise ihre Ausrichtung verlieren. Diese Ausrichtungsmess- und Korrekturinstrumente sind in der Regel nur bei Reifenspezialisten oder -werkstätten vorhanden aufgrund der hohen Anschaffungskosten. Nach der Reparatur des geschädigten Kraftfahrzeugs ist der Fachhändler daher häufig gezwungen, Zeit und Geld aufzuwenden, um das Fahrzeug von seiner Werkstatt zu einer mit einer Vermessungseinrichtung ausgestatteten Spezialwerkstatt zu bewegen, um die Ausrichtung der Räder zu vermessen und zu korrigieren.
Aus der Offenlegungsschrift DE 20 2007 000 490 U1 ist eine Kfz-Spurmessvorrichtung bekannt, bei der Messeinheiten bestehend aus einer waagerechten und einer senkrechten Messplatte an den Rädern der Vorder- und Hinterachse angebracht werden. Es werden dann Messpunkte zwischen den Rädern mit Entfernungsmessern bestimmt auf diese Weise entstehen zwei Messpunkte vor und hinter einem Reifen zu jeder Radachse, aus denen die Spurausrichtung der Räder bestimmt wird. Es handelt sich hierbei um eine Methode der Spurmessung, die einen nicht unbedeutenden Messfehler aufweisen dürfte und somit nur unbefriedigend exakte Ergebnisse zu liefern im Stande ist.
Aus der Veröffentlichung DE 10 2010 044 928 A1 ist eine Haltevorrichtung einer Achsmesskopfanordnung für ein Fahrzeugrad beschrieben, wobei die Haltekräfte nach dieser Lösung nicht über die Felge oder den Reifen erfolgen sollen. Hierfür ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Aufstandskraft des Fahrzeugs zu nutzen um die Achsmesskopfanordnung am Fahrzeugrad sicher anzulegen. Hierfür wird die Umlegung einer Federkraft konstruktiv genutzt, wodurch ein verspannen der Haltevorrichtung nicht erforderlich ist. Es handelt sich hierbei demnach um eine Offenbarung in Bezug auf die mechanischen Komponenten zur Anordnung der Achsmesskopfanordnung bei der Spurvermessung.
Die Offenbarung De 10 2006 026 513 B4 wiederum zeigt eine Vorrichtung zur Befestigung einer Achsmesskopfanordnung an einem Fahrzeugrad, die im Gegensatz zur zuvor genannten Veröffentlichung die Verspannung am Fahrzeugrad selbst vorsieht. Über mechanische Komponenten wird hierbei eine Laserstrahlquelle über Haltearme an einem auszumessenden Rad eines Fahrzeugs verspannt.
Eine ähnliche Lösung ist ebenfalls offenbart in der Veröffentlichung EP 1 248 094 A2 , die einen Achsmesshalter zur Befestigung eines Messkopfes an einem Fahrzeugrad beschreibt. Hierbei ist die grundlegende Idee, dass über Anlagestifte Löcher oder Zwischenräume der Felgen durchgriffen werden können, um an einer hinter der Felge angeordneten Bremsscheibe zum Anliegen zu kommen. So soll eine exakte Bezugsebene zu einer parallelen Halterung der Achsmesshalter gewährleistet sein.
Aus der Veröffentlichung GB 2 428 808 A ist eine Spurvermessungsvorrichtung offenbart, die eine Verspannung eines Messelementes seitlich am Fahrzeugrahmen vorsieht, wobei ein säulenartiger Abschnitt an dieser Halterung senkrecht verläuft und den Abstand zum gegenüberliegenden Rad derselben Achse vermisst. Die Vermessung erfolgt hierbei oberhalb der Radebene und der Fahrzeugkarosserie durch eine optische Distanzvermessung.
Schließlich ist auch aus der Veröffentlichung WO 2018/046222 A1 ein Radadapter offenbart wobei hier zur Befestigung eines Messelements am Kraftfahrzeugrad zumindest zwei Arme vorgesehen sind mit denen die Halterung am Kraftfahrzeugrad befestigbar ist.
Um ebenfalls in der Lage zu sein, Achsvermessungen anbieten zu können, erwerben einige Fachwerkstätten derartige Instrumente und Aufbauten zur Achsvermessung und -korrektur. Es ist jedoch offensichtlich, dass eine solche Entscheidung einen erheblichen Aufwand für den Kauf der erforderlichen Instrumente verursacht und zudem einen eigenen Raum erfordert, um diese Instrumente innerhalb einer Werkstatt zu platzieren.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die die Probleme löst, die bei der üblichen Arbeitspraxis von Karosseriewerkstätten festgestellt werden.
Es ist hierbei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die von Karosseriewerkstätten verwendet werden kann, ohne dass den Karosseriewerkstätten übermäßige Kosten entstehen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Fahrzeugs bereitzustellen, die kompakt ist und so keine dauerhaft zu installierenden Ausbauten erfordert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die einfach verwendet werden kann und niedrige Betriebskosten sowie eine hohe Betriebsflexibilität aufweist.
Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben, die im Folgenden besser ersichtlich werden, werden durch eine Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeugs erreicht, die Folgendes umfasst:

Die Grundidee der erfinderischen Lösung ist hierbei, eine Laserlichtquelle seitlich am Fahrzeugrad zu platzieren um so auf vor und hinter dem Kraftfahrzeug angeordneten Messmarkierungen Schnittpunkte zu projizieren, die Aufschluss über die Distanz zwischen den Schnittpunkten abgeben und diese ablesen lassen. Aufgrund dieser Distanzmessung zwischen den Schnittpunkten an den Messmarkierungen kann rechnerisch in Bezug auf die Fahrzeug-Längsmittelebene bzw. die geometrische Fahrachse des Kraftfahrzeugs der Winkel der einzelnen Räder zur Fahrzeug-Längsmittelebene oder der geometrischen Fahrachse berechnet werden. Die Spurwerte werden hierbei als die Differenz zwischen den vorderen und hinteren Skalenwerte durch trigonometrische Funktionen (Arkustangens) bestimmt. Eine Beispielhafte Berechnungsgrundlage ist hierbei: $Spur = ArcTan \frac{(WSMv - WSMh)}{DzM}$

WSMv =

Wert vordere Skala der Messmarkierung

WSMH =

Wert hintere Skala der Messmarkierung

DzM =

Distanz zwischen den Messskalen

Es ist hierbei vorgesehen, grundsätzlich eine beliebige Laserlichtquelle zu verwenden, sofern diese klare Schnittpunkte auf den platzierten Messmarkierungen zu erzeugen vermag. Diese Messmarkierungen können hierbei auf der Fahrebene selbst oder einer hierzu parallelen Ebene auffliegen oder beispielsweise auch an den Wänden vor oder hinter dem Fahrzeug angeordnet sein.
Es hat sich als besonders vorteilhaft ergeben, als Laserlichtquelle einen Linien-Laser zu verwenden, der abgestützt am Kraftfahrzeugrad eine Linie parallel zur Kraftfahrzeuggrad-Mittelebene auf die Fahrbahnebene projiziert. Auf diese Art und Weise kann an beispielsweise vor und hinter dem Fahrzeug abgelegten, quer zur Fahrzeuglängsmittelebene angeordneten Messmarkierungen ein Schnittpunkt abgelesen werden. Hierfür ist es schlicht notwendig, diese beispielsweise Messlatten vor und hinter dem Fahrzeug abzulegen und die auf die Fahrebene projizierten Schnittpunkte auf diesen Messlatten abzulesen. Auf diese Weise kann die erforderliche Distanzmessung zwischen den ermittelten Schnittpunkten und somit auch die Berechnung in Bezug auf die Kraftfahrzeug-Längsmittelebene erfolgen.
Grundsätzlich sind für die Messmarkierungen verschiedene technische Lösungen anwendbar. Wie bereits gesagt wäre es beispielsweise zweckmäßig, Messmarkierungen in Form von Messlatten zu verwenden, die beispielsweise eine Skalierung aufweisen, die ein leichtes Ablesen der Schnittpunkte an diesen Messlatten und auch eine Bestimmung der Distanz ermöglichen.
Es ist an dieser Stelle aber anzumerken, dass viele alternative Möglichkeiten verwendet werden können, um die Schnittpunkte optisch ablesbar auf den Messmarkierungen zu erfassen. Beispielsweise kann eine Skalierung nicht nur in üblichen Formen erfolgen sondern beispielsweise auch in Form von Kodierungen oder Farbkodierungen, die ein Ablesen auch mit technischen Hilfsmitteln ermöglichen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Ablesen der Messmarkierungen und der hierauf erzeugten Schnittpunkte mit den Lasermarkierungen in der einfachsten Form optisch vom Anwender selbst erfolgen und der Auswertung zugeführt werden kann. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann dies aber auch unterstützt beispielsweise mit einem Handmessgerät oder über eine spezielle Software Anwendung mittels eines Geräts zur elektronischen Datenverarbeitung (z.B. Computer, Smartphone, o.ä.) erfolgen. Hier wird ein optischer Sensor an die Messmarkierungen herangeführt und die Lasermarkierungen so erfasst. Gerade für diese Form der technischen Lösung ist eine Vielzahl von Skalierungen anwendbar, um eine vereinfachte Ablesung der Lasermarkierung an den Messmarkierungen zu erreichen.
Die Messmarkierung kann in verschiedenen Bauformen erfolgen. Alternativen sind Messbänder oder ausziehbare Messbänder sowie Gliedermaßstäbe („Zollstöcke“) anwendbar. Es kann aber auch eine Messmarkierung permanent auf einer Oberfläche in einer Werkstatt aufgebracht sein, beispielsweise in Form einer Beschichtung, die als direkter Farbauftrag oder auch als aufgeklebte oder aufgelegte Folie an Boden oder Wand erfolgen kann. Zentral ist nur, dass die Ablesung dieser Messmarkierungen im Idealfall auch automatisiert erfolgen kann. Dies kann auch mit ein kodiert Messskala erfolgen die nicht vom Anwender direkt sondern nur mit einem Ablesegerät ablesbar ist.
Die Befestigungsvorrichtung zur Anordnung einer Laserlichtquelle am Fahrzeugrad kann erfindungsgemäß aus einem horizontalen Standfuß bestehen, der mit einem in etwa vertikal am Kraftfahrzeugrad abgestützten Radanliegekörper zusammenwirkt, wobei zumindest ein Stützarm den Radanliegekörper mit dem Standfuß verbindet und so ein Schwerkraftmoment dazu führt, dass der Radanliegekörper an die Felge des Kraftfahrzeugrades angelehnt ist. Es wird sich demnach die Neigung zu Nutze gemacht, mit der der Stützarm den Radanliegekörper an die Felge anlegt. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass keine Messfehler durch ein unsachgemäßes Verspannung der Befestigungsvorrichtung an einem Fahrzeugrad Beziehungsweise an dessen Felge erfolgen. Befestigungsmittel in der üblichen Form beispielsweise in Form von Spannelementen sind hier nicht erforderlich.
Es kann hierbei auch vorteilhaft sein, dass der Radanliegekörper über längenverstellbar ausgebildete Arme verfügt, mit denen ein Abstützen an der Felge oder den Radflanken mittels Abstützkörpern erfolgen kann. Auf diese Weise können die Abstützkörper über die längenverstellbaren Arme so eingestellt werden, dass sie an geeigneten Punkten der Felge oder der Radflanke zum Anliegen kommen.
Eine besonders vorteilhafte Gestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine kameraartige Ablesevorrichtung zum Einsatz kommt zur Erfassung der Schnittpunkte der projizierten Lasermarkierungen an den Messmarkierungen. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Ablesung ohne die Beteiligung des Anwenders automatisiert erfolgen kann. Es ist hierfür allerdings auch zweckmäßig, dass an allen 4 Rädern zeitgleich die Laserlichtquellen angeordnet sind, um so mit der Kamera die Schnittlinien aller Räder gleichzeitig abzulesen und einem Gerät zur elektronischen Datenverarbeitung (z.B. Computer, Smartphone, o.ä.) zuzuführen, welches entsprechend die Spurlage berechnet.
Diese kameraartige Ablesevorrichtung verfügt zweckmäßigerweise über eine Halte- und Ausrichtungsvorrichtung, mit der sie bspw. auf dem Fahrzeugdach angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann die Vorrichtung alle 4 Schnittpunkte vor und hinter dem Fahrzeug in einem Arbeitsgang auslesen. Diese Vorrichtung kann als eine Art kleines Stativ ausgeführt sein, um die Kamera so in Höhe und Winkel einstellen zu können, dass beide Messmarkierungen gleichzeitig erfasst werden.
An dieser Stelle ist auch der Aspekt relevant, welche Skalierungen an den Messmarkierungen angeordnet sind. Es ist hierbei vorgesehen, Laserlichtquellen mit unterschiedlichen elektromagnetischen Spektren an Vorder- und Hinterachse anzuordnen, wodurch die kameraartige Ablesevorrichtung anhand dieser unterschiedlichen elektromagnetischen Spektren des Laserlichtes erkennen kann, ob nun die Vorder- oder die Hinterachse betroffen ist. So können alle Messepunkte, für Vorder- und Hinterachse in der Summe zumindest 8 Schnittpunkte an den Messmarkierungen, in einem Arbeitsgang abgelesen werden.
Als elektromagnetische Spektren des Laserlichts kommen hierbei zumindest die Bereiche des sichtbaren Lichtes wie auch des ultravioletten und des infraroten Laserlichts infrage.
Die anwenderpraktische Lösung des Auslesens mittels einer auf dem Fahrzeugdach aufgesetzten Kamera verdeutlicht einen Vorteil, den die einfachere Variante ohne diese Kameraablesung ermöglicht. Hier ist es vorgesehen, lediglich mit einer Befestigungsvorrichtung und einer Laserlichtquelle ein gesamtes Fahrzeug in der Spurlage zu vermessen. Dies erklärt sich daraus, dass die entsprechenden Messungen der Schnittpunkte an den Messmarkierungen für jedes Rad des Fahrzeugs einzeln vorgenommen werden und nacheinander die Schnittpunkte abgelesen werden können.
Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass eventuelle Messfehler, die beispielsweise durch die Haltevorrichtung der Laserlichtquelle am Fahrzeugrad bedingt sein könnten, sich als Messfehler aufheben, da dieser Messfehler logischerweise bei nur einer Haltevorrichtung und Laserlichtquelle an jedem Rad gleich bleibt und sich in der Gesamtkalkulation somit wieder aufhebt. Hieraus resultiert, dass das nacheinander Messen der einzelnen Fahrzeugräder mit derselben Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung sehr genaue Ergebnisse zeigt, da eventuelle Ungenauigkeiten an der Haltevorrichtung sich nicht in Messfehlern widerspiegeln.
Eine weitere grundsätzliche Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass jedem Kraftfahrzeugrad eine rampenartige Radstütze zugeordnet ist, in der Rollenpaare drehbar gelagert sind. In einem Gehäuserahmen befinden sich die Lager der Rollenpaare angehoben, so dass diese frei drehbar sind und das Fahrzeug leicht erhöht auf der Radstütze lagert.
Auf diese Weise kann das Fahrzeug auf diese Radstütze aufgefahren werden, wodurch ein Drehen der Fahrzeugräder beim Vermessen möglich ist. Ziel dieser Verbesserung ist es, auch den Felgenschlag bei der Vermessung der Spurlage mitberücksichtigen zu können, indem die Fahrzeugräder beispielsweise um 90° gedreht mehrmals gemessen werden. So können auch hier Fehler herausgerechnet werden.
In einer weiteren Entwicklung dieser grundsätzlichen Idee ist es vorgesehen, dass ein Elektromotor mit elektronischer Steuerung diese Radstützen und die daran angeordneten Rollenpaare betätigt. Eine solche Vorrichtung könnte erfindungsgemäß zusammen wirken mit der kameraartigen Ablesevorrichtung auf dem Fahrzeugdach, wodurch beispielsweise bei einer Signalverknüpfung erreicht wird, dass 4 Messungen mit jeweils um 90° weiter gedrehten Fahrzeugrädern automatisch über die auf dem Fahrzeugdach befindliche Ablesevorrichtung erfolgen und somit auch der Felgenschlag in die Berechnung mit einbezogen werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist auch das entsprechende Verfahren, um eine Spurvermessung vorzunehmen. Erfahrungsgemäß ist demnach eine Laserlichtquelle mit einer Befestigungsvorrichtung außenseitig am Kraftfahrzeugrad anzubringen, wobei eine Laserprojektion erfolgt, um eine Schnittpunkt mit einer Messmarkierung zu erzeugen. Diese Schnittpunkte sind abzulesen, um so die Distanz zwischen den Schnittpunkten zu bestimmen. Rechnerisch wird nun in einem letzten Verfahrensschritt die Fahrzeug-Längsmittelebene oder die geometrische Fahrachse bestimmt sowie der Winkel der einzelnen Räder zu dieser Fahrzeug-Längsmittelebene oder geometrischen Fahrachse, wodurch die Einzelspuren rechnerisch bestimmt sind.
Besonders vorteilhaft hat sich hier zur einfachen Version des Verfahrens erwiesen, einen Linien-Laser zu verwenden und die Messmarkierungen beispielsweise als Messlatten vor und hinter dem Kraftfahrzeug anzubringen. Auf diese Weise ist ein leichtes Ablesen sowie eine leichte Anordnung der entsprechenden Messmarkierungen ohne weiteres möglich.
Auch ein Verfahren zur automatisierten Ablesung mittels einer auf dem Fahrzeugdach angeordneten Kamera ist hierbei vorteilhaft. Es ist demnach eine Verknüpfung einer Kamera mit ihrer elektronischen Steuerung und den am Fahrzeugrad angebrachten Laserprojektoren vorgesehen, wobei vorteilhafterweise an allen Rädern gleichzeitig projiziert wird und dies idealerweise mit unterschiedlichem Laserlicht, so dass die Ablesevorrichtung die Schnittpunkte an den Messmarkierungen dem jeweiligen Rad und der Achse zuordnen kann und in einem Ablesevorgang alle Räder erfasst.
Insbesondere in Kombination mit den zuvor beschriebenen Radstützen und einer eventuell automatisierten Drehung der Fahrzeugräder zur Berücksichtigung des Felgenschlages erhöht die Genauigkeit des Ergebnisses. Das Fahrzeug ist hierfür in einem ersten Schritt auf den Radstützen zu lagern, wodurch die Räder frei drehbar sind um mehrere Messungen ohne Bewegung des Fahrzeugs durchführen zu können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 die Anordnung der Haltevorrichtung am Fahrzeugrad;
2 die Gestaltung der Radanliegekörper der Befestigungsvorrichtung;
3 die Anordnung der Laserprojektion an einer Radachse mit projizierte Laserlichtlinie auf 2 Messmarkierungen;
4 die schematische Darstellung einer kameraunterstützten Messung aller 4 Räder eines Kraftfahrzeugs an 2 Messmarkierungen;
5 die erfindungsgemäße Radstütze mit aufgesetztem Fahrzeugrad und schematischer Verdeutlichung der Möglichkeit von 4 90° versetzten Messpunkten und
6 die Anordnung des Radanliegekörper in seitliche Ansicht am Fahrzeugrad mit Projektionslinie des Laserlichts.

1 verdeutlicht, wie ein Radanliegekörper 10 über einen Stützarm 11 von einem Standfuß 9 ausgehend an einem Kraftfahrzeug-Rad 1 befestigt ist. Es ist in der seitlichen Darstellung deutlich, dass lediglich über einen Schwerkraftmoment, der über die Neigung des Stützarms 11 in den Radanliegekörper 10 eingebracht ist, ein sicheres Anliegen des Radanliegekörpers 10 am Kraftfahrzeug-Rad 1 erfolgt. Die rechts dargestellten Kraftpfeile verdeutlichen hier, wie die Kräfte entsprechend wirken.
In 2 verdeutlicht die Anordnung der längenverstellbaren Arme 12 an dem Radanliegekörper 10 sowie die von den Armen 12 ausgehenden Abstützkörper 6, so dass hier ein auf das jeweilige Kraftfahrzeug-Rad 1 bzw. dessen Felge einstellbarer Radanliegekörper 10 vorliegt. Dies unterstützt zusammen mit dem Grundaufbau der Befestigungsvorrichtung 2 die Genauigkeit und den Halt der Messvorrichtung am Kraftfahrzeug-Rad 1.
In 3 ist eine einfache erste Darstellung des Prinzips der Messung dargestellt. Die Spur der Kraftfahrzeug-Räder 1 an einer Fahrzeugachse 21 ist hierbei zur Vereinfachung in überdurchschnittlichem Maße ausgeführt. Vor und hinter dem Kraftfahrzeug sind die Messmarkierungen 4 quer zur Fahrzeug-Längsmittelebene angeordnet. Durch diese grundsätzliche Anordnung der Messmarkierungen 4 ist es möglich, zum einen aus den auf den Messmarkierungen 4 entstehenden Schnittpunkten 5, 18 mit den Laserprojektionen 6, 6` die Fahrzeug-Längsmittelebene zu berechnen und gleichzeitig durch die gemessen Distanzen an den Markierungen 5, 18 zu erkennen, welchen Neigungswinkel die Kraftfahrzeug-Räder 1 zu dieser kalkulierten Fahrzeug-Längsmittelebene aufweisen.
In der dargestellten Bauform handelt es sich um eine Lösung, bei der ein Linien-Laser 3` auf die Fahrbahnebene die gestrichelt angedeutete Laserlinie 6` projiziert, die vor und hinter dem Fahrzeug sich mit den Messmarkierungen 4 schneidet. Zur Vereinfachung sind hier keine Skalierungen 9 auf den Messmarkierungen 4 eingezeichnet.
Die aufwendigere Lösung mit einer automatisierten Messung ist in der folgenden 4 erkennbar, bei der schematisch eine kameraartige Ablesevorrichtung 14 zentral auf dem Fahrzeug dargestellt ist. Grundsätzlich sind auch andere Positionierungen am oder neben einem Fahrzeug hierfür anwendbar. Von dieser kameraartigen Ablesevorrichtung 14 gehen in einem bestimmten Winkel angedeutet vorder- und rückseitig die Ablesungen aus, die in einem bestimmten Winkel, in der beispielhaften Darstellung kleiner 90°, auf die Messmarkierungen 4 zugreifen können.
Die Messmarkierungen 4, beispielsweise Messlatten, befinden sich wie in der vorherigen Zeichnung vor und hinter den Kraftfahrzeug, wobei schematisch angedeutet ist, dass unterschiedliche Schnittpunkte 5, 18, nämlich jeweils vier Schnittpunkte 5, 18 auf der vorderen Messmarkierung 4 und vier weitere auf der hinteren Messmarkierung 4 durch die Laserprojektionen 6, 6` erzeugt werden und diese Messmarkierungen 4 alle gleichzeitig durch die kameraartige Ablesevorrichtung 14 erfasst werden können.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht hierbei erfinderisch vor, dass sich hierfür unterschiedliche Laserlichtfrequenzen zu Nutze gemacht werden, um automatisiert die Schnittpunkte 5, 18 dem jeweiligen Kraftfahrzeug-Rad 1 zuordnen zu können. Zeichnerisch ist dies so dargestellt, dass die Laserprojektionen 6, 6` abweichender Laserfrequenz mit unterschiedlich gestrichelten Linien 19,20 dargestellt sind. Die Schnittpunkte 18 dieser abweichenden Laserfrequenz-Markierungen sind durch unterschiedliche Sternformen auf der Messmarkierung 4 dargestellt.
4 verdeutlicht hierbei durch die Anordnung der Schnittpunkte 5, 18, wie die für die Spurvermessung relevanten Abweichungen abgelesen werden können. Die Schnittpunkte 5, 18 und deren Abstände zueinander sind an allen Messmarkierungen 4 vor und hinter dem Kraftfahrzeug unterschiedlich, wobei die so messbaren Strecken- bzw. Distanzabweichungen dieser Schnittpunkte 5, 18 zur rechnerischen Bestimmung genutzt werden können.
Die Schnittpunkte 5, 18 mit den Messmarkierungen 4 können somit auch einer Auswertungseinheit, beispielsweise auf einem Gerät zur elektronischen Datenverarbeitung (z.B. Computer, Smartphone, o.ä.) zugeführt werden. Hierfür ist grundsätzlich jeder beliebig Rechner zur Datenverarbeitung also PC, Smartphones, Tablets, und auch zukünftige Datenverarbeitungs-Geräte geeignet.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Berechnung der Spurlage über eine zentrale Daten-Server-Anwendung durchzuführen, weshalb dann die Messdaten beispielsweise durch ein Smartphone an diese zentrale Berechnungs-Datenbank überführt und nach der Kalkulation wieder bspw. an das Smartphone zurückgesendet werden. Hier sind grundsätzlich verschiedene Wege möglich, wie und mit welchen Geräten die eigentliche rechnerische Kalkulation der Spurlage aufgrund der gemessenen Daten abschließend erfolgen kann.
Die folgende Zeichnung 5 zeigt eine Radstütze 15 mit aufgesetztem Kraftfahrzeug-Rad 1. Es sind hier Rollenpaare 16 erkennbar, auf denen ein Kraftfahrzeug-Rad 1 aufsitzt und frei drehbar ist. Es sind hier 4 Markierungen am Kraftfahrzeug-Rad 1 dargestellt um zu verdeutlichen, dass beispielsweise hier 4 Messungen in Versatz von 90° durch die Anordnung auf der Radstützen 15 leicht realisierbar sind.
Schließlich zeigt die 6 einen Radanliegekörper 10 am Kraftfahrzeug-Rad 1 mit Laserprojektion 6, 6` in seitliche Ansicht. Es ist erkennbar, dass hier der Radanliegekörper 10 eine Dreipunktlagerung am Kraftfahrzeug-Rad 1 aufweist, was auch technisch vorteilhaft ist, um ein sicheres Anliegen des Radanliegekörpers 10 am Kraftfahrzeug-Rad 1 sicherzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007000490 U1 [0005]
DE 102010044928 A1 [0006]
EP 1248094 A2 [0008]
GB 2428808 A [0009]
WO 2018/046222 A1 [0010]

Claims

Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung umfassend zumindest eine am Kraftfahrzeug-Rad (1) mittels einer Befestigungsvorrichtung (2) angeordnete Achsmesskopfvorrichtung umfassend zumindest eine Laserlichtquelle (3) gekennzeichnet durch - eine Laserlichtquelle (3) beliebiger Laserfrequenz, die durch die Befestigungsvorrichtung (2) außenseitig an einem Kraftfahrzeug-Rad (1) angeordnet Lasermarkierungen (6) parallel zur Kraftfahrzeug-Radmittelebene auf die Fahrbahnebene neben einem Kraftfahrzeug oder auf einer dazu parallelen Ebene neben einem Kraftfahrzeug projiziert, - sowie zumindest je eine vor und hinter dem Kraftfahrzeug quer zur Kraftfahrzeuglängsmittelebene auf der Fahrebene oder auf einer dazu parallelen Ebene angeordnete Messmarkierung (4) zur Ablesung der Schnittpunkte (5) der projizierten Lasermarkierungen (6) mit der Messmarkierung (4).
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmarkierung (4) als Skalierung (7) oder alternativ optisch ablesbare Messmarkierung ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmarkierung als Maßband, Messlatte (8), Gliedermaßstab („Zollstock“) oder beschichtete Oberfläche ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Linienlaser (3`) eine Laserlinie (6) parallel zur Kraftfahrzeug-Radmittelebene auf die Fahrbahnebene projizierend zumindest an einem Kraftfahrzeug-Rad (1) angeordnet ist, - wobei die projizierte Laserlinienlänge größer als die Kraftfahrzeuglänge und somit der Abstand der Messmarkierungen (4) größer als die Fahrzeuglänge ist zur Erzeugung der Schnittpunkte (5) mit Messmarkierungen (4) vor und hinter dem Kraftfahrzeug quer zur Kraftfahrzeuglängsmittelebene auf der Fahrebene.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Befestigungsvorrichtung (2) einen horizontalen Standfuß (9) sowie einen vertikal am Kraftfahrzeug-Rad (1) abgestützten Radanliegekörper (10) umfasst, - wobei zumindest ein Stützarm (11) den Radanliegekörper (10) mit dem Standfuß (9) verbindet und - der Radanliegekörper (10) durch ein Schwerkraftmoment an die Felge des Kraftfahrzeugrades (2) angedrückt ist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radanliegekörper (10) längenverstellbar ausgebildete Arme (12) aufweist, die über Abstützkörper (13) an der Felge oder Reifenflanke des Kraftfahrzeugrades (1) anliegen.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine kameraartige Ablesevorrichtung (14) zur Erfassung der Schnittpunkte der projizierten Lasermarkierungen (6) mit der oder den Messmarkierungen (4), - die eine Schnittstelle zu einer diese Messdaten verarbeitenden Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kameraartige Ablesevorrichtung (14) eine Halte- und Ausrichtungsvorrichtung zur Anordnung auf einem Fahrzeugdach, an einem anderen Teil des Fahrzeugs oder auf der Fahrebene aufweist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - jeweils ein Linienlaser (3') durch die Befestigungsvorrichtung (2) außenseitig an jedem Kraftfahrzeug-Rad (1) angeordnet ist - und die kameraartige Ablesevorrichtung (14) zur automatisierten gleichzeitigen Erfassung der Schnittpunkte (5) der projizierten Laserlinien (6) dieser Kraftfahrzeug-Räder (1) mit den Messmarkierungen (4) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - Laserlichtquellen (3) mit Laserlicht unterschiedlichem elektromagnetischen Spektrums an Vorder- und Hinterachse angeordnet sind, - wobei die kameraartige Ablesevorrichtung (14) ausgebildet ist, das unterschiedliche Laserlicht der jeweiligen Achse zuzuordnen.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Spektrum des Laserlichtes im Bereich Infrarot, sichtbares Licht bis Ultraviolett liegt.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - jedem Kraftfahrzeug-Rad (1) eine rampenartige Radstütze (15) zugeordnet ist, - in der ein Rollenpaar (16) drehbar gelagert ist.
Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die rampenartige Radstütze (15) einen Elektromotor und eine elektronische Steuerung aufweist zur Betätigung der drehbar gelagerten Rollenpaare (16).
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung mittels einer Kraftfahrzeug-Spurmessvorrichtung umfassend zumindest eine am Kraftfahrzeug-Rad () mittels einer Befestigungsvorrichtung (2) angeordnete Achsmesskopfvorrichtung umfassend zumindest eine Laserlichtquelle (3), gekennzeichnet durch - die Anordnung einer Laserlichtquelle (3) mittels einer Befestigungsvorrichtung (2) außenseitig an einem Kraftfahrzeugrad (1), - Projektion einer Lasermarkierung (6) parallel zur Kraftfahrzeug-Radmittelebene auf die Fahrbahnebene neben einem Kraftfahrzeug oder auf eine dazu parallele Ebene, - Ablesung von Schnittpunkten (5) der Lasermarkierungen (6) auf vor und hinter dem Kraftfahrzeug quer zur Kraftfahrzeuglängsmittelebene angeordneten Messmarkierungen (4) sowie Bestimmung der Distanz zwischen diesen Schnittpunkten (5) und - rechnerische Bestimmung der Fahrzeuglängsmittelebene und/oder der Geometrischen Fahrachse des Kraftfahrzeugs sowie der Winkel der einzelnen Kraftfahrzeug-Räder (1) zur Fahrzeuglängsmittelebene und/oder der Geometrischen Fahrachse zur Bestimmung der Einzelspuren.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnungsgrundlage gebildet wird durch die Formel $Spur = ArcTan \frac{(WSMv - WSMh)}{DzM}$
mit den Parametern WSMv = Wert vordere Skala der Messmarkierung (4) WSMH = Wert hintere Skala der Messmarkierung (4) DzM = Distanz zwischen den Messskalen.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch - die Anordnung eines Linienlasers (3`) als Laserlichtquelle mittels einer Befestigungsvorrichtung (2) außenseitig an einem Kraftfahrzeug-Rad (1), - Projektion einer Laserlinie (6') parallel zur Kraftfahrzeug-Radmittelebene auf die Fahrbahnebene neben einem Kraftfahrzeug, - Ablesung von Schnittpunkten (5) der Laserlinien (6`) auf vor und hinter dem Kraftfahrzeug quer zur Kraftfahrzeuglängsmittelebene auf der Fahrebene angeordneten Messmarkierungen (4) sowie Bestimmung der Distanz zwischen diesen Schnittpunkten (5) und - rechnerische Bestimmung der Fahrzeuglängsmittelebene und/oder der Geometrischen Fahrachse des Kraftfahrzeugs sowie der Winkel der einzelnen Kraftfahrzeug-Räder (1) zur Fahrzeuglängsmittelebene und/oder der Geometrischen Fahrachse zur Bestimmung der Einzelspuren.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Laserlichtquelle (3) am KraftfahrzeugRad (1) mittels einer Befestigungsvorrichtung (2) außenseitig an einem Kraftfahrzeug-Rad (1) derart erfolgt, dass sich die Befestigungsvorrichtung (2) lediglich am Fahrzeugrad (1) abstützt und aufgrund eines Schwerkraftmomentes an die Felge des Kraftfahrzeugrades (2) angedrückt ist.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine kameraartige Ablesevorrichtung (14) die Schnittpunkte (5) der projizierten Lasermarkierungen (6) mit der oder den Messmarkierungen (4) erfasst und die Messwerte über eine Schnittstelle einer Datenverarbeitungsvorrichtung zur Bestimmung der Spurlage zuführt.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass - die kameraartige Ablesevorrichtung (14) auf dem Fahrzeugdach des zu vermessenden Fahrzeugs platziert ist oder an einem anderen Teil des Fahrzeugs oder auf der Fahrebene angeordnet ist, - wobei die Ablesevorgang (14) automatisiert sowohl die Messmarkierungen (4) vor als auch hinter dem zu vermessenden Fahrzeug erfasst.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug in einem ersten Verfahrensschritt auf rampenartige Radstützen (15) gefahren wird, die ein freies Drehen der Kraftfahrzeug-Räder (1) auf Rollenpaaren (16) in diesen rampenartigen Radstützen (15) ermöglichen.
Verfahren zur Kraftfahrzeug-Spurmessung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kraftfahrzeug-Räder (1) auf den rampenartigen Radstützen (15) nach einer ersten Spurvermessung zur Kompensation möglicher Felgenschlagabweichungen in definierten Umdrehungswinkeln weitergedreht und an diesen Messpositionen (17)jeweils neu vermessen werden, - wobei diese intervallartige Fahrzeugraddrehung manuell oder automatisiert mittels elektromotorischen Antriebe an den Radstützen (15) erfolgt.