DE1930737A1

DE1930737A1 - Messgeraet,insbesondere Achsmessgeraet fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1930737A1
Application number: DE19691930737
Authority: DE
Inventors: Guenter Schirmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1970-12-23
Also published as: DE1930737C3; DK123377B; ATA473770A; GB1286236A; DE1930737B2; FR2052749A5; US3630623A

Description

R. 94-97
6.6.1969 Ka/Km

AnIage zur
Patent-

Anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart V/, Breit scheidstrasse Meßgerät, insbesondere Achsmeßgerät für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung "betrifft ein Meßgerät insbesondere ein Achsmeß- · gerät für'Kraftfahrzeuge, mit an den zu vermessenden Radachsen senkrecht zu diesen angebrachten Meßspiegeln und diesen gegenüber paarweise angeordneten gegeneinander ausgerichteten Achsmeßpro Rektoren , die ein Meßbild über den jeweils zugehörigen Meßspiegel auf eine in der Nähe des Achsmeßprojektors fest angeordnete Bildebene projizieren.

Bei bekannten Achsmeßgeräten dieser Art weist das Meßbild eine Skala auf und wird über den an der Radachse angebrachten Meßspiegel auf eine am Projektor angebrachte Bildwand mit einem

— 2 — 009852/1210

_ 2 —

Si Bosch GmbH R. 94,97 Ka/Km

Stuttgart

darauf aufgebrachten Fadenkreuz geworfen. Aus der Lage der projezierten Skala zu dem Fadenkreuz der Bildwand läßt sich die Winkelstellung der Radachsen durch Ablesen ermitteln.

Die Ablesung der Winkelstellung wird jedoch häufig dadurch ungenau, daß die Teilungen der Skalen eine endliche Strichbreite aufweisen. Außerdem ist dieses Meßsystem nicht für eine elektrische Erfassung und Auswertung des Meßergebnisses geeignet, was jedoch bei der fortschreitenden Automatisierung des Prüf- und Werkstattbetriebes erforderlich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgäbe zugrunde ein Achsmeß- . gerät zu schaffen, das eine äußerst genaue Vermessung der Winkelstellung der Radachsen gewährleistet und dessen Meßsystem besonders für die elektrische Erfassung und Auswertung der MeSdaten geeignet ist.

Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung das Meßbild durch Änderung der Projektionsrichtung in eine durch die Bildwand festgelegte Lage einstellbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sin in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen: .

Fig..1a und 1b den prinzipiellen Aufbau einer Achsmeßvorrichtung mit einem in Normalstellung dargestellten Achsmeßprojektor,

Fig. 2a und 2b dieselbe Achsmeßeinrichtung mit geänderter

Projektionsrichtung des Achsmeßprojektors, Fig. j eine Ausführungsart eines Meßbildes und Fig. 4 eine Anzeigevorrichtung und Fi eine Schaltungsanordnung.

— 3 —"

00985271210

In Fig. 1a trägt ein Fahrzeugrad 10 einen zu seiner Badachse senkrecht angeordneten Meßspiegel 12. Dem Meßspiegel 12 gegenüber ist ein Achsmeßprojektor 15 angeordnet, der um eine horizontal verlaufende Achse 14 und um eine vertikal verlaufende Achse 15 schwenkbar angeordnet ist. Der Achsmeßprojektor 13 ist mit dem Abgriff 16 eines an einer Spannungsquelle U^ angeschlossenen Widerstandes 17 fest verbunden. Vor dem Achsmeßprojektor ist eine Bildebene 18 angebrachten der Fotodioden 19 und 20 angeordnet sind. Fig. 1b zeigt die vor dem Achsmeßprojektor I3 angeordnete Bildwand 18 in der Draufsicht, wobei auf die Bildwand 18 ein Meßbild 21 projiziert ist, dessen I. Quadrant dunkel ausgelegt ist und dessen übrige Quadranten hell ausgelegt sind.

Eine gleiche Anordnung wie die eben beschriebene ist dem weiter nichtdargestellten Kraftfahrzeugrad auf der anderen Seite des Kraftfahrzeuges zugeordnet, wobei der Achsmeßprojektor 15 und der entsprechende Achsmeßprojektor auf der anderen Seite des Kraftfahrzeuges in ihrer Normalstellung gegeneinander so ausgerichtet sind, daß ihre optischen Achsen zusammenfallen.

Der in Fig. 1a in Normalstellung dargestellte Achsmeßprojektor 13,projiziert auf den Meßspiegel 12 das Meßbild 21, das unter einem Winkel 2oi auf die Bildebene 18 zurückgeworfen vrird. Dabei wird das Meßbild gemäß der Darstellung in Fig. 1b auf der Bildebene 18 abgebildet. Die horizontale Hell-Dunkel-Grenze 22 des I. Quadranten verläuft dabei in einem Abstand a von einer gedachten horizontal über die Bildebene 18 verlaufenden Mittelachse 22 und die vertikale Hell-Dunkel-Grenze 23 in einen Abstand b von einer gedachten vertikal verlaufenden Mittelachse 23 der Bildebene 18. Die Fotodioden 19 und 20 sind dabei so angeordnet, daß die vertikale Mittelachse 25 die öffnung der Foto diode 19 und die horizontale Mittelachse 24- die Öffnung der Fotodiode 20 schneidet.

009852/1210

193073?

Robert Bosch GmbH . ^ g^go k«^

Stuttgart

Der Abstand a entspricht bei der Anordnung nach Fig. 1a bzw. 1b dem Winkel 2<rt und ist damit proportional zu dem Sturz-winkel

ot der Radachse 11. Der Abstand b entspricht der Spur. Die beiden Begriffe Sturz und Spur sind derart geläufig, daß hier auf eine Erläuterung verzichtet werden kann.

Um den Sturzwinkel bzw. den Spurwinkel zu ermitteln, ist die !Projektionsrichtung des Achsmeßprojektors durch Schwenkung um die Achsen 14 bzw. 15 änderbar. Bei der Messung des Sturzwinkels wird der Achsmeßprojektor um die Achse 14 solange ge- · schwenkt, bis die horizontale Hell-Dunkel-Grenze 22 mit der horizontalen Mittelachse 24 zusammenfällt. Das bedeutet, daß der Winkel 2o<_/der durch einen gedachten von dem Achsmeßprojektor ausgehenden Zentralstrahl bei ausgerichteten Achsmeßprojektor einerseits und durch denselben vom Meßspiegel reflektiert gedachten Zentralstrahl andererseits gebildet wird, durch Änderung der Projektionsrichtung zu Null gemacht wird. Dadurch gelangt die optische Achse des Achsmeßprojektors 13 in eine mit der Radachse 11 parallele Lage, wobei der Winkel der optischen Achse in Bezug auf die Horizontale dem Sturzwinkel entspricht. Der dem Sturz entsprechende Winkel/um den der Achsaeßprojektor 13 geschwenkt wurde, entspricht der Verschiebung des Abgriffes 16 auf dem Widerstand 17« Der mit A bezeichnete Widerstandswert bzw. der an diesem Widerstand abfallende Spannungswert kann nun gemessen werden und bildet ein Maß für die Winkelstellung der Radachse 11. Dieser Spannungswert wird mit einem Anzeigegerät 27 angezeigt. Der Spannungswert kann aber auch einer elektrischen Datenverarbeitung zugeführt werden oder an ein elektrisch arbeitendes Zeichengerät angelegt werden.

Soll die Einstellung des Meßbildes nach den Koordinaten der Bildwand automatisch erfolgen, ist zur Schwenkung des Achsmeßprojektors 13 ein Stellmotor 28 vorgesehen. Dieser Stellmotor 28 ist über eine weiter nicht dargestellte, elektrische Steuereinrichtung mit Hilfe der Fotodioden 19 und "20 in beiden, Dreh-

009852/1210 - 5 -

Robert Bosch GmbH -ο _QiQ„ - _/v

Stuttgart . - -κ. ΨΦ/ &a/m

richtungen, einschaltbar bzw. kann ganz ausgeschaltet werden. . Die Fotodioden 19 bzw. 20 geben dann ein Signal an den Stellmotor wenn die Hell-Dunkel-Grenze des Meßbildes über den lichtempfindlichen Zonen der Fotodioden 19 bzw. 20 verläuft. Dabei kann es sein, daß Jeder Fotodiode ein Stellmotor zugeordnet ist, wobei ein erster Stellmotor eine Schwenkung des Achsmeüprojektors 13 um die Achse 14- und ein zweiter Stellmotor die Schwenkung des Achsmeßprojektors 15 um die Achse 15 bewirkt.

TJm die dem Spur- bzw. Sturzwinkel entsprechenden Meßergebnisse zu ermitteln, ist es auch-möglich durch den Stellmotor 28 das Meßbild 21 stetig über die Bildwand 18 zu verschieben, wobei dann ein Meßwert erfaßt wird, wenn das Meßbild sich in einer die zu messenden Winkel charakterisierenden Lage befindet, d.h. wenn die horizontale bzw. vertikale Hell-Dunkel-Grenze über die Jeweils zugehörige Fotodiode verläuft. ■ _..

Die Einstellung des Meßbildes 21 zu der Bildebene 18 kann auch mit nur einen Stellmotor erfolgen. Die Schwenkachse des Achsmeßpro Jektors 15 verläuft dann etwa diagonal zu der Bildebene. Hierbei ist zunächst eine der Fotodioden 19 bzw. 20 über die elektrische Steuereinrichtung mit dem Stellmotor verbunden. Die entsprechende Hell-Dunkel-Grenze wird nun auf diese Fotodiode eingestellt. Danach wird automatisch von der ersten Fotodiode auf die zweite Fotodiode umgeschaltet und die andere Hell-Dunkel- ■ Grenze auf diese zweite Fotodiode eingestellt. Durch diese Art der Einstellung wird der Aufwand für das Ächsmeßgerat wesentlich verringert. ·

Auch bei einer Schwenkung des AchsmeßproJektors um nur eine Achse ist es möglich, das Meßbild stetig über die Bildwand zu verschieben, wobei von einer weiter nicht dargestellten Aus* Wertevorrichtung nur dann ein Meßwert erfaßt wird, wenn gerade eine der Hell-Dunkel-Grenze des Meßbildes über eine der Fotodioden 19 bzw. 20 verläuft. , ₆_

009852/1210

Robert ίΒο sch GmbH - _p _{QlLQrj Va}/xr_m ■ " ■ ■ ■

Btiittgart . -

ι >. '.'■'■■ --.--" ■ ■ ■

ITm die Projektionsrichtung des Achsmeßprojektors zu ändern, bestehen neben der bereits geschilderten Möglichkeit den Achsmeßprojektor zu schwenken weitere Möglichkeiten. So können im Strahlengang des Achsmeßprojektörs 13 weiter nicht dargestellte Ablenkspiegel angeordnet sein, die an Stelle des Achsmeßprojektörs geschwenkt werden. Das Meßprinzip ist das gleiche, lediglich anstelle der Schwenkung des Achsmeßprojektors wird die Schwenkung der Ablenkspiegel gemessen. Diese Einstellart hat den Vorteil, daß die Einstellung wesentlich schneller erfolgen kann, da die Ablenkspiegel nicht mit einer derart großen Masse wie der Achsmef;projektor 13 behaftet sind.

Der Meßbereich des Achsmeßprojektörs ist durch die Länge der projizierten Hell-Dunkel-Grenzen beschränkt. Wird dieser Meßbereich etwa durch einen äußerst großen Sturzwinkel oder einen äußerst großen Spurwinkel überschritten, so kann es vorkommen, das beispielsweise die horizontale Hell-Dunkel-Grenze des Meßbildes 22 auf die Fotodiode 19 eingestellt wird. Um derartige Fehler zu verhindern wird der Meßbereich verdoppelt, indem gemäß Fig. 3 die Hell-Dunkel-Grenzen des Meßbildes über das ganze Meßbild verlaufen. Der obere Teil des Meßbildes, d.h. die Quadranten I. und II. sind beispielsweise mit einer roten Farbe angelegt, die in der rechten Hälfte des Bildes vorhandenen Quadranten I und IV sind beispielsweise mit einer bläulichgrünen Farbe angelegt. Da der Quadrant I mit beiden Farben überdeckt ist, erscheint das Meßbild dort schwarz. Nunmehr steht für die Einstellung der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze bzw. der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze ein Viel größerer Bereich als bei dem Meßbild gemäß Fig. Ib und 2b zwt Verfügung. Den Fotodioden 19 und 20 sind dann jeweils Filter vorgesetzt, die nur auf die Hell-3?uakel-Grenze der einen Färbung ansprechen. ;

Die Auswertung der Messung kann gemäß Fig. 4 mit einer Anzeigevorrichtung 32, die zwei Meßinstrumente 29 und 30 aufweist erfolgen, wobei beide Meßinstrumente 29 und 30 über ein flexibles

- 7 ~ 009852/1210

Kabel mit dem linken und/oder rechten Achsmeßprojektor verbunden sind. Weiterhin weist die Anzeigevorrichtung einen Programmschalter 31 auf, mit dem die einzelnen Stufen der Messung beispielsweise die Spurmessung» die Sturzmessung und die Nachlauf messung einstellbar sind. Diese Anzeigevorrichtung nimmt der das Fahrzeug Prüfende bzw. der die Messung Durchführende mit in das Fahrzeug und kann dabei die Messung vom Fahrzeug aus abwickeln. Die Spur- und Sturzwerte werden dabei auf einem der Meßinstrumente angezeigt bzw» über weitere Verbindung si ei tungen der Datenverarbeitung zugänglich gemacht.

Bei der Abwicklung des Meßprogrammes wird so vorgegangen, daß bei der Spurmessung die zu vermessenden Bäder syaaetrisch zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet werden· Der Spurwinkel des linken Hades wird nun vom Spurwinkel des rechten Rades, elektrisch abgezogen. Dabei wird das linke Meßinstrument 29 auf "Null¹¹ gestellt und die Summe der beiden Spurwerte auf dem rechten Meßinstrument 30 abgelesen.

Bei der Nachlaufmessung wird so vorgegangen, daß zunächst ein Vorderrad z.B. das rechte um einen bestimmten Winkel nach links eingeschlagen wird· Der sich dabei ergebende Sturzwert wird elektrisch gespeichert. Hierauf wird das Rad in der anderen .. Richtung um den gleichen Winkel eingeschlagen und ebenfalls der Sturz gemessen. Dieser gemessene Sturzwert wird von dem ge-' speicherten Sturzwert vorzeichenrichtig abgezogen. Die sich ergebende Differenz bildet ein Maß für den Nachlauf.

Die eben beschriebenen Messungen erfolgen mit einer Schaltung gemäß Fig. 4. Das Meßinstrument 29 liegt normalerweise in der Diagonalen einer aus zwei Festwiderständen 33 "und 34, einem Potentiometer 35 und dem als Winkelgeber dienenden Widerstand .17 gebildeten Brückenschaltung* Bei der Nachlaufmessung wird der Programmschalter 31 (in Fig. 5 sind nur die für die Nachläufmessung wichtige Schaltkontakte angedeutet) auf das Potentiometer

- 8 009852/1210

- — 8 —

Hobert Bosch GmbH ,. » Q4Q7 Ka/Km

Stuttgart . '. ■ ⁹

35 umgeschaltet, so daß das Heßinstrument 30 bei einem Einschlag der Vorderräder nach links auf Null gestellt werden und bei dem Einschlag der Räder nach rechts direkt die Winkeldifferenz d.h. der Nachlauf winkel abgelesen werden kann.

009852/1210

Claims

1.yMeßgerät insbesondere für Kraft fahrzeuge, mit an den zu vermessenden Radachsen senkrecht zu diesen angebrachten Meßspiegeln und diesen gegenüber paarweise angeordneten gegeneinander ausgerichteten Achsmeßprooektoren, iiie ein Keßbild * über den Jeweils zugehörigen Meßspiegel auf eine in der Nähe des Achsmeßprojektors fest angeordnete Bildebene projizieren, dadurch gekennzeichnet, daß das projizierte Meßbild durch Änderung der Projektionsrichtung in eine durch die Bildwand festgelegte und damit den zu messenden Kinkel kennzeichnende Lage schwenkbar wird. .

2. Meßgerät nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Projektionsrichtung der Achsmeßprojektor (13) um wenigstens eine Achse (14,15) schwenkbar angeordnet ist·

5. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Projektionsrichtung im Strahlengang des Achsmeßprojektors wenigstens ein um mindestens eine Achse schwenkbarer Ablenkspiegel vorgesehenist.

4. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Projektionsrichtung der an der zu vermessenden Radachse angebrachte Meßspiegel um wenigstens eine Achse schwenkbar ist. - 10 -

. 0 098S2/121Q '■-,". .

t930737

- 10 - ' ; V

5* Meßgerät nach einem d#r Anbrüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine^n gedachten Zentral strahl bei ausgerichtetem Achsmeßpro ejektor einerseits und durch denselben Zentralstrahl bei geänderter Projekti-onsrichtung andererseits gebildete Winkel insbesondere mit einem mechanisch- elektrischen Winkelgeber feststellbar und mit Hilfe eines an de?* Winkelgeber angeschlossenen Meßgerätes (27.) meßbar ist. .

6, Meßgerät nach einem der Ansprüche i bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß war Einstellung des Meßbildes (21) in eine durch die Bildebene (18) festgelegte Lage eine elektrische Steuervorrichtung vorgesehen ist.

7· Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßbild Sektoren insbesondere Quadranten unterschiedlicher Helligkeit aufweist·

8. Meßgerät nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quadrant des Meßbildes (21) dunkel und die übrigen Quadranten hell ausgelegt sind.

9· Meßgerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine waagerechte Mittelachse festgelegte Hälfte des

- 11 -

008852/1210

Robert Bosch GmbH « <w.a*i' ν*/v-m

Stuttgart &. WV/■*&/**

Meßbildes und eine durch einevertikale Mittelachse festgelegte Hälfte des Meßbildes mit zueinander komplementären Farben ausgelegt sind. ■■·--'

10. Meßgerät nach Anspruch 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Meßbildes (21) mit Hilfe der elektrischen Steuereinrichtung durch wenigstens *einen in der Bildebene angeordneten Lichtsensor beispielsweise eine Fotodiode beeinflußbar ist. ■

11. Meßgerät nach Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zwei Licht sensoren (19 »20) vorgesehen sind, die über die elektrische Steuereinrichtung wenigstens einen Stellmotor beeinflussen, der die Projektionerichtung ändert, wobei die Lichtsensoren (19₉2O) insbesondere dann Schaltsignale abgeben, wenn eine Hell-Bunkel-Grenze (22,23) auf diese Lichtsensoren (19*20) auftritt.

12. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Meßbild stetig über die Bildwand verschiebbar ist, wobei von dem Winkelgeber abgegebene Meßwerte von einer Auswertevorrichtung dann erfaßt werdenj wenn eine der Heil-Dunkel-Grenzen des Meßbildes Über einen der Lichtsensoren verläuft. .

; - 12 -

009882/1210

' . · " ' '- it . * ν _■
t ι
j ß* 949? Ka/Km - 12 - Sobert Bosch Ömbli
Stuttgart ■-.-".■

13* Meßgerät nach Anspruch, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Mchtsensor (20) zur Einstellung des Meßbildes (21) in vertikaler Richtung und ein zweiter Licht- \ sensor (19) zur Einstellung des Meßbildes (21) in horizontaler Hichtung vorgesehen ist. '.

^ 14. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

* .·■■■·■■.■ ."--·'■ ■ -

gekennzeichnet, daß die Mchtsensoren (19»20) mit |e eineia Pilter versehen sind^ wobei die Mchtsensoren jeweils nur auf eine dei¹ Beli»2>onkel-Örenzen des Meßbildes ansprechen.

« Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeber von je einem links und rechts des Fahrzeuges angebrachten feiles des.Achsmeßgerätes über flexible Verbindungsleitungen mit einer Anzeigevorrichtung verbunden sind*

16. Meßgerät nach Anspruch:^:.15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung jswei Anzeigeinstrumente und einen Programmschalter aufweist, wobei der I*rogrammschalter zur Einstellung des jeweiligen Meßvorganges, beispielsweise der Spurmessung der Sturzmessung und der Nachlauf messung dient. ;

17* Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurmessung durch elektrisches Addieren

009852/1210

'1030737

Robert Bosch GmbH. » α/ιο/? tr_a/xr_m

Stuttgart ^Ε· ^{9W Ka/Knl}

des Spurwinkels des linken Rades vom Spurwinkel des rechten Rades erfolgt und als Gesamtspurwinkel auf dem Meßinstrument (30) ablesbar ist. '

18. Meßgerät nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Nachlaufmessung der Spurwert bei in einer Richtung hingeschlagenen Rädern, insbesondere'durch ein Potentiometer (35) speicherbar ist, wobei der gespeicherte Spurwert bei Einschlag der Räder in anderer Richtung vorzeichenrichtig von dem zweiten gemessenen Spurwert elektrisch subtrahierbar ist·

10.*. tf

009852/1210