DE19623982C1 - Lenkwinkelprüfstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelprüfstand zum Vermessen des Einschlagwinkels der lenkbaren, luftgummibereiften Räder eines Kraftfahrzeuges, mit je einer ebenen Aufstandsfläche für jedes lenkbare Rad, und mit Mitteln zum Bestimmen des Winkels zwischen der Radebene zumindest eines lenkbaren Rades und der Hauptebene des Fahrzeugs.

Lenkwinkelprüfstände der gattungsgemäßen Art werden in der Kraft­ fahrzeugindustrie zur Lenkeinschlag-Prüfung von neu gefertigten Kraftfahrzeugen verwendet. Die gattungsgemäßen Lenkwinkelprüfstän­ de sind dabei in Montagelinien eingegliedert und erlauben die Prü­ fung jeden einzelnen Fahrzeuges.

Zu unterscheiden hiervon sind die aufwendigeren Achsmeßstände, wie sie beispielsweise aus der EP-PS 0 280 941 bekannt sind. Diese Achsmeßstände sind dazu vorgesehen, die Fahrwerkskennwerte wie Sturz, Vorspur, Nachlauf etc. am sich drehenden Rad zu vermessen, während die Lenkung auf Geradeausfahrt gestellt ist. Um eine Mes­ sung am sich ständig drehenden Rad zu ermöglichen, sind Radaufnah­ men mit Rollensätzen vorgesehen, wobei die Rollensätze üblicher­ weise auf Schwenkplatten montiert sind, um eine Einstellung des Vorspurwinkels ohne Verspannung der Reifenwand zu ermöglichen.

Bei solchen Achsmeßständen sind sowohl die taktile Erfassung der Radebene des sich drehenden Rades durch mit je drei Rollen ausge­ stattete, an das Rad gedrückte Tastköpfe bekannt, wie auch die Verwendung von sogenannten Lichtschnittsonden zur berührungsfreien Vermessung, wie sie aus der DE-OS 25 14 930 bekannt sind.

Aus der WO 96/07884 A1 ist eine Anordnung zum Überprüfen des Spiels in Lenkgestänge und Radaufhängung eines Fahrzeuges bekannt, bei der eine fest mit einem Hallenboden verbundene Platte unter Zwischenschaltung einer optionalen Schicht aus einem reibungsver­ mindernden Material eine Aufstandsplatte trägt, die um einen Achs­ schenkel gegenüber der unteren Platte verdrehbar angeordnet ist.

Für reine Lenkwinkelprüfstände, wie sie in einer Montagelinie zur Kontrolle der ordnungsgemäßen Montage von Baugruppen wie bei­ spielsweise dem Lenkgetriebe eingesetzt werden, ohne daß eine vollständige Vermessung der gesamten Fahrwerkskennwerte erforder­ lich wäre, sind Lenkwinkelprüfstände bekannt, die am stehenden Rad messen. Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 3 dar­ gestellt. Bei solchen herkömmlichen Vorrichtungen zur Durchführung der Lenkeinschlag-Prüfung steht das zu vermessende Fahrzeug 12 mit seinen Vorderrädern auf je einem Drehteller 16. Der drehbar gela­ gerte Drehteller ermöglicht den gewünschten Lenkeinschlag ohne großen Kraftaufwand und ist in seiner Drehachse 18 mit einem Dreh­ winkelgeber 20 verbunden, der zur Messung des Lenkeinschlagwinkel dient, indem der momentane Winkel des Drehtellers gegenüber einer prüfstandsfesten Referenz (Prüfstands-Mittellinie) ermittelt wird und dieser Meßwert zur Auswertung und Anzeige an einen Prüfstands­ rechner übergeben wird.

Für eine ausreichend genaue Messung ist es notwendig, daß das je­ weilige Rad genügend genau über der Drehachse des Drehtellers steht, so daß die Lage der Drehachse des Drehtellers jedesmal in Querrichtung des Fahrzeuges justiert werden muß, wenn Fahrzeuge unterschiedlicher Reifendimensionen und unterschiedlicher Spurwei­ te aufeinander folgen.

Da in modernen Automobilfabriken auf einer Montagelinie häufig ein solcher Mischbetrieb gefahren wird, bei dem Fahrzeuge unterschied­ lichen Typs in unterschiedlicher Reihenfolge aufeinander folgen, ist eine häufige seitliche Verschiebung und Justage des Drehtel­ lers in Richtung der Achse 22 unvermeidlich.

Um sicher zu stellen, daß der am Drehteller gemessene Winkel tat­ sächlich mit dem Lenkeinschlagwinkel des jeweiligen Rades überein­ stimmt, müssen außerdem in vielen Fällen die Vorderräder durch eine geeignete Vorrichtung - ggf. automatisch - auf dem jeweiligen Drehteller festgeklammert werden, was einen zusätzlichen Verfah­ rensschritt darstellt.

Die beschriebenen Anforderungen führen zu entsprechend aufwendigen mechanischen Vorrichtungen, die einerseits teuer sind, anderer­ seits durch den Zeitaufwand zum Festklammern der Räder auf dem Drehteller weitere Kosten in Form von erhöhter Arbeitszeit mit sich bringen. Die Gesamtkosten solcher gattungsgemäßer Vorrichtun­ gen sind daher, gemessen am Nutzeffekt der durchgeführten Prüfung, relativ hoch und führen in manchen Fällen dazu, daß Autohersteller auf diesen Prüfschritt aus Kostengründen ganz verzichten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lenkwinkel­ prüfstand zu schaffen, der sich durch einen einfachen, kostengün­ stigen Aufbau auszeichnet und die unmittelbare Vermessung von in einer Montagelinie aufeinanderfolgenden Kraftfahrzeugen ermög­ licht, die sich hinsichtlich Spurweite und Reifendimensionen un­ terscheiden.

Die Lösung der Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Lenkwinkel­ prüfstand dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Aufstandsfläche aus einem Material besteht oder mit die­ sem beschichtet ist, das mit dem Reifenlatsch einen Reibbei­ wert µ bildet, der um wenigstens ein Drittel unter dem Stan­ dard-Reibbeiwert liegt, der sich zwischen Reifenlatsch und einer Aufstandsfläche aus Stahlblech einstellt, und
• - die Mittel zum Bestimmen des Einschlagwinkels eine die räumliche Lage zumindest zweier Punkte zumindest eines Rades erfassende Vorrichtung umfassen.

Dieser verblüffend einfachen und vorteilhaften Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich Aufstandsflächen schaffen lassen, die mit dem Reifenlatsch eines herkömmlichen Kraftfahrzeugreifens ausreichend niedrige Reibbeiwerte bilden, obwohl die Reifenauf­ standsfläche von herkömmlichen, aus Naturkautschuk oder synthe­ tischen Kautschuk bestehenden Reifen hinsichtlich der Kautschuk bzw. Gummimischung und der Profilierung gezielt für einen mög­ lichst hohen Reibungskoeffizienten ausgelegt sind, d. h. für eine möglichst gute Haftung zwischen Reifen und Fahrbahn.

Bei herkömmlichen Reifprüfständen kommt es zu einer Materialpaa­ rung Gummi (Reifenlatsch)/Stahlblech (Aufstandsfläche). Zwischen einem profilierten Luftgummireifen und einer Aufstandsfläche aus Stahlblech stellen sich Reibbeiwerte von 0,6 µ 0,8 ein. Dabei ist der sich gängig einstellende Wert etwa µ = 0,6, während die höheren Werte von bis zu µ = 0,8 nur mit besonderen Vorkehrungen erreicht werden. Der niedrigste Reibbeiwert Reifenlatsch/Stahl­ oberfläche von etwa 0,6 soll erfindungsgemäß um zumindest ein Drittel unterschritten werden. Es hat sich überraschend herausge­ stellt, daß eine solche Maßnahme möglich ist und zu einer ganz erheblichen Vereinfachung der bekannten Lenkwinkelprüfstände führt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird darüber hinaus eine berührungslose Vermessung des Winkels zwischen der Radebene des zu vermessenden Rades und der Hauptebene des Fahrzeu­ ges geschaffen. Hierzu werden vorteilhaft die an sich bekannten Lichtschnittsonden eingesetzt, wobei vorteilhafterweise die Licht­ schnittsonde so plaziert wird, daß eine Laserlinie oberhalb oder unterhalb des Felgenhorns, im wesentlichen waagerecht verlaufend, auf die Reifenseitenwand projiziert wird. Dabei liegt dieser An­ ordnung die Erkenntnis zugrunde, daß zum Berechnen des Lenkein­ schlagwinkels nicht die genaue Kenntnis der räumlichen Lage der Radebene im Raum notwendig ist. Eine Vermessung von drei eine Ebe­ ne definierenden Punkten ist daher im Gegensatz zu Achsmeßständen, bei denen zusätzliche Werte wie beispielsweise der Sturz des Rades ermittelt werden sollen, nicht notwendig. Vielmehr reicht es aus, die winkelmäßige Änderung der Lage der auf die Reifenseitenwand projizierten Laserlinie beim Lenkeinschlag zu bestimmen.

Als besonders vorteilhaft haben sich Aufstandsflächen herausge­ stellt, die mit dem Reifenlatsch eines herkömmlichen Kraftfahr­ zeugreifens Reibbeiwerte von 0,15 µ 0,4 bilden. Diese Reibbei­ werte entsprechen den Reibbeiwerten von blockierenden, herkömmli­ chen Kraftfahrzeugreifen auf einer vereisten Fahrbahn, sofern das vorhandene Wasser uneben gefroren und verschmutzt ist und die Oberfläche daher ungleichförmig ist. Ähnliche Reibbeiwerte stellen sich bei verschneiter Fahrbahn ein.

Besonders bevorzugt werden noch niedrigere Reibbeiwerte von 0,05 µ 0,15, wie sie sich bei herkömmlichen Kraftfahrzeugreifen auf Spiegeleis einstellen.

Als ein besonders geeignetes Material zur Herstellung der erfin­ dungsgemäßen Aufstandsflächen oder zum Beschichten einer erfin­ dungsgemäßen Aufstandsfläche haben sich Polytetrafluorethylene herausgestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Lenkwinkelprüfstandes mit einem in einer Neutralstellung sich befindenden lenkbaren Vorderrad eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 den Lenkwinkelprüfstand gemäß Fig. 1, wobei das Vorderrad eingeschlagen ist, und

Fig. 3 einen Lenkwinkelprüfstand gemäß dem Stande der Technik.

Wie Fig. 1 zeigt, steht ein zu vermessendes Kraftfahrzeug 12 mit einem rechten Vorderrad 14 mit einem Reifen 15 auf einer bei­ spielsweise in den Hallenboden eingelassenen Aufstandsfläche 30 auf. Das Material der Reifenaufstandsfläche ist so gewählt, daß der Reibkoeffizient zwischen dem Reifenlatsch 32 und der Auf­ standsfläche 30 um zumindest ein Drittel geringer ist, als der Standard-Reibbeiwert zwischen dem Reifenlatsch 32 und einer bei­ spielsweise aus Stahlblech bestehenden Reifenaufstandsfläche. Be­ vorzugt besteht die Reifenaufstandsfläche 30 aus Polytetrafluor­ ethylenen, oder ist mit diesen beschichtet.

Die erfindungsgemäßen Reifenaufstandsflächen 30, dargestellt in Fig. 1 lediglich für das rechte Vorderrad, ermöglichen es einem am Steuerrad des Kraftfahrzeuges sitzenden Arbeiter, die Lenkung nach rechts oder links einzuschlagen, so wie dies in Fig. 2 dar­ gestellt ist. Der geringe Reibbeiwert ermöglicht einerseits ein Verdrehen der Lenkung mit geringem Kraftaufwand, andererseits wer­ den so Verspannungen zwischen der Felge 34 und dem Reifen 15 ver­ mieden, die das Meßergebnis verfälschen könnten.

Eine an sich bekannte Lichtschnittsonde 36 projiziert eine im we­ sentlichen waagerecht zur Reifenaufstandsfläche 30 verlaufende Laserlinie 38 auf die Seitenwand des Reifens 15, und zwar vorzugs­ weise oberhalb oder unterhalb des Felgenhorns 34.

Die an sich bekannte Lichtschnittsonde 36 bzw. der angeschlossene Rechner ermitteln aus dem Vergleich der Lagen der projizierten Laserlinie gemäß Fig. 1 und Fig. 2 den Lenkwinkel.

Die Aufstandsflächen 30 sind vorzugsweise ausreichend breit bemes­ sen, so daß Fahrzeuge unterschiedlicher Spurweite oder unter­ schiedlicher Reifenbreiten jeweils sicher so positioniert werden können, daß der gewünschte geringe Reibbeiwert zwischen Reifen­ latsch 32 und Aufstandsfläche 30 gewährleistet ist.

Claims (7)

1. Lenkwinkelprüfstand zum Vermessen des Einschlagwinkels der lenkbaren, luftgummibereiften Räder eines Kraftfahrzeuges, mit je einer ebenen Aufstandsfläche für jedes lenkbare Rad, und mit Mitteln zum Bestimmen des Winkels zwischen der Rad­ ebene zumindest eines lenkbaren Rades und der Hauptebene des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Aufstandsfläche (30) aus einem Material besteht oder mit diesem beschichtet ist, das mit dem Reifenlatsch (34) einen Reibbeiwert µ bildet, der um wenigstens ein Drittel unter dem Standard-Reibbeiwert liegt, der sich zwischen Reifenlatsch (34) und einer Aufstandsfläche (30) aus Stahlblech einstellt, und
• - die Mittel zum Bestimmen des Einschlagwinkels eine die räumliche Lage zumindest zweier Punkte zumindest eines Rades erfassende Vorrichtung umfassen.

2. Lenkwinkelprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erfassen der räumlichen Lage zweier Punkte des Rades zumindest eine Lichtschnittsonde aufweist.

3. Lenkwinkelprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschnittsonde in bezug auf die Reifenseitenwand (15) des zu vermessenden Rades so angeordnet ist, daß eine durchgehende Linie (38) oberhalb oder unterhalb der Felge (34) des Rades im wesentlichen waagerecht verlaufend proji­ ziert wird.

4. Lenkwinkelprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstand zum Vermessen eines herkömmlichen, zwei lenkbare Vorderräder aufweisenden Kraft­ fahrzeuges zwei Aufstandsflächen und zwei beidseitig des zu vermessenden Fahrzeugs positionierbare Lichtschnittsonden aufweist.

5. Lenkwinkelprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 0,15 µ 0,4 ist.

6. Lenkwinkelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 0,05 µ 0,15 ist.

7. Lenkwinkelprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstandsfläche (30) aus Po­ lytetrafluorethylenen (PTFE) besteht oder mit diesen be­ schichtet ist.