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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugpositionierungsvorrichtung, und bezieht sich insbesondere auf eine justierbare Fahrzeugpositionierungsvorrichtung, bei der nach der Justierung ein auf sie verbrachtes Fahrzeug bezogen auf einen Untergrund definiert ausgerichtet ist.
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Bei Fahrzeugen, insbesondere solchen mit Leuchteinrichtungen, die Licht mittels Leuchtdioden erzeugen, wie beispielsweise LED-Scheinwerfern, erfordert die Einstellung der Scheinwerfer besondere Präzision, da das resultierende Lichtfeld in der Regel aus mehreren Lichtquellen oder Modulen von Leuchtdioden zusammengesetzt wird. Andernfalls können unerwünschte Abweichungen von einem gewünschten Lichtfeld und Blendungen entgegenkommender Fahrzeugführer auftreten, und kann eine für eine Fahrzeugreihe jeweils gleichartige Einstellung nicht gewährleistet werden.
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Vor der Auslieferung eines Fahrzeugs oder etwa in Reparaturbetrieben ist es daher zur korrekten Einstellung des LED-Fahrlichts üblicherweise notwendig, dass das Fahrzeug während des Einstellvorgangs bezogen auf den Untergrund absolut eben aufgestellt werden kann.
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Allerdings können aufgrund örtlicher baulicher Gegebenheiten oder Veränderungen der Bausubstanz im Laufe der Zeit auch bei einem augenscheinlich ebenen Untergrund Unebenheiten, wie beispielsweise lokale Erhöhungen oder Senken in einer Bodenfläche oder eine Flächenneigung insgesamt, vorhanden sein oder entstehen, die zumindest kurzfristig, d. h. zu einem Zeitpunkt, in dem eine Einstellung an einem Fahrzeug vorzunehmen ist, nicht ohne Weiteres beseitigt werden können.
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Es besteht daher Bedarf, und ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die ortsfest auf einem Untergrund anbringbar ist und nach der Anbringung gewährleistet, dass ein auf ihr positioniertes Fahrzeug definiert ausgerichtet steht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch (A1). Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
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Der Erfindung liegt die allgemeine Idee zugrunde, zunächst eine einer Anzahl von Rädern, beispielsweise vier Rädern für ein Automobil, entsprechende Anzahl von Stützlagerelementen ortsfest auf und in einem vorhandenen Untergrund zu verankern. Jedes Stützlagerelement weist eine Gewindeanordnung auf, in welche ein Tragelement einschraubbar ist, welches oberseitig eine zumindest teilkugelförmige und vorzugsweise zumindest halbkugelförmige Ausformung aufweist. Die Tragelemente sind, beispielsweise mittels einem auf die zumindest teilkugelförmige Ausformungen aufgelegten Nivelliergerät, durch entsprechend tiefes Einschrauben der Tragelemente in die Stützlagerelemente so justierbar, dass die jeweils höchsten Punkte der zumindest teilkugelförmigen Ausformungen in einer gewünschten Ebene liegen. Dabei sorgen insbesondere die zumindest teilkugelförmigen Ausformungen dafür, dass bei der so erfolgenden Justierung der Höhe der Tragelemente über dem Untergrund jeweils unmittelbar, d. h. ohne weiteres, der höchste Punkt der Ausformungen Berücksichtigung findet.
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Nachdem die einzelnen Tragelemente jedes für sich höhenjustiert sind, wird jeweils ein Radstellelement auf die zumindest teilkugelförmige Ausformung eines Tragelements aufgesetzt. Durch die zumindest teilkugelförmige Ausformung des Tragelements ist sichergestellt, dass das darauf aufgesetzte Radstellelement ebenfalls unmittelbar auf deren höchstem Punkt aufliegt und im Weiteren lediglich um die Ausformung kippen kann. Sodann werden die Radstellelemente, beispielsweise mittels einer Vorrichtung nach Art einer Wasserwaage, horizontal ausgerichtet ("ins Wasser gebracht") und ebenfalls ortsfest auf dem bzw. in dem Untergrund verankert.
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Nach diesem Justierprozess ist somit eine Anordnung von Stellflächen für Räder eines Fahrzeugs bereitgestellt, bei der sowohl die Höhe der einzelnen Stellflächen nivelliert ist, als auch die einzelnen Stellflächen zueinander in einer Ebene ausgerichtet sind. In der Folge steht ein mit seinen Rädern auf die Stellflächen gestelltes Fahrzeug unabhängig von der Beschaffenheit des Untergrunds und bezogen auf zumindest den Untergrund in einer definierten Lage, und sind damit Grundvoraussetzungen für eine korrekte Einstellung beispielsweise der Scheinwerfer des Fahrzeugs geschaffen.
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Im Einzelnen wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Fahrzeugpositionierungsvorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs in einer definierten Lage, beinhaltend zumindest ein Stützlagerelement mit einer Grundplatte, die ortsfest mit einem Untergrund verbindbar ist und an einem Innenumfang einer Ausnehmung eine erste Gewindeanordnung aufweist, und einem Einsatzkörper, der an einem Außenumfang eine zu der ersten Gewindeanordnung korrespondierende zweite Gewindeanordnung aufweist, wobei der Einsatzkörper vermittels der ersten und der zweiten Gewindeanordnung höhenvariabel in die Grundplatte schraubbar ist, und oberseitig eine konvexe Erhöhung aufweist; und zumindest ein Radstellelement mit einer Radtragfläche, welche eine Tragfläche für ein Rad und/oder einen Reifen des Fahrzeugs bildet, die ortsfest mit dem Untergrund verbindbar ist und unterseitig der Radtragfläche eine zu der konvexen Erhöhung korrespondierende konkave Ausnehmung zur Aufnahme der konvexen Erhöhung aufweist, wobei in einem zusammengesetzten Zustand, in dem das Radstellelement auf das Stützlagerelement aufgesetzt und die konvexe Erhöhung in der konkaven Ausnehmung aufgenommen ist, die Höhe der Radtragfläche bezogen auf den Untergrund durch den höchsten Punkt der konvexen Erhöhung bestimmt wird.
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Bevorzugt entspricht dabei die Anzahl von Stützlagerelementen und Radstellelementen der Anzahl von Rädern und/oder Reifen eines darauf zu positionierenden Fahrzeugs.
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Durch eine derartig mehrteilige Ausführung (sowohl mehrteilig pro jeder Kombination von Stützlager und Radstellelement als auch mehrteilig bezüglich der Anzahl solcher Kombinationen, die insgesamt eine auf die Anzahl von Rädern und/oder Reifens eines Fahrzeugs abgestimmte Fahrzeugpositionierungseinrichtung ermöglicht) kann die Fahrzeugpositionierungsvorrichtung vorteilhaft mit Freiheitsgraden der Anordnung einzelner Stell- bzw. Auffahrflächen für eine Vielzahl von Fahrzeugen errichtet werden.
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Bevorzugt ist die konvexe Erhöhung ein Kugelkörperelement mit zumindest halbkugelförmigem Oberflächenverlauf.
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Ein halbkugelförmiger Oberflächenverlauf stellt vorteilhaft sicher, dass eine den halbkugelförmigen Oberflächenverlauf zumindest teilweise umgreifende Ausnehmung selbsttätig zentriert und eine mit der Ausnehmung verbundene weitere Formgebung ohne weiteres in einer Höhenlage zu liegen kommt, die durch den höchsten Punkt des halbkugelförmigen Oberflächenverlaufs bestimmt wird.
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Auch bevorzugt ist die konvexe Erhöhung durch Schrauben des Einsatzkörpers vermittels dem ersten Gewinde und dem zweiten Gewinde in einem vorbestimmten Einstellbereich um eine vorbestimmte Lage desselben und in Höhenrichtung nach oben und nach unten justierbar.
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In vorteilhafter Weise kann dadurch eine grobe Höhen-Grundeinstellung vorgenommen werden, und kann danach eine Höhen-Feineinstellung bzw. Nivellierung der höchsten Punkte mehrerer Stützlagerelemente ausgehend von der Höhen-Grundeinstellung durchgeführt werden.
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Weiter bevorzugt beträgt der Einstellbereich 20 mm und ist eine Höhenjustierbarkeit, um eine Mittenlage des Einstellbereichs, von 10 mm nach oben und 10 mm nach unten vorgesehen.
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In der Regel sind ein solcher Einstellbereich und eine solche Höhenjustierbarkeit praxisnah für übliche Untergründe im vorgesehenen Einsatzbereich der Vorrichtung, und kann gleichzeitig die Bauhöhe der Vorrichtung auf einem vertretbaren Maß gehalten werden.
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Außerdem bevorzugt ist das Radstellelement zumindest oberseitig plattenförmig ausgebildet und weist an zumindest einem Randbereich zumindest einen Befestigungsabschnitt mit einer durchgehenden Öffnung auf, an dem das Radstellelement mittels einer Schraubverbindung mit dem Untergrund verbindbar ist; und ist unterseitig der Radtragfläche zumindest eine Versteifung angeordnet.
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Durch die Festlegung des Radstellelements auf dem bzw. in dem Untergrund kann vorteilhaft die in dem Zustand, in dem das Radstellelement auf das Stützlagerelement aufgesetzt ist, noch vorhandene Schwenkbarkeit (Neigen, Kippen, Drehen) des Radstellelements gegenüber dem Stützlagerelement arretiert werden. Die Versteifung verhindert vorteilhaft ein Verbiegen (und damit eine relative bzw. lokale Höhenänderung) des Radstellelements bei Einleiten einer Kraft und/oder eines Last- bzw. Biegemoments, d. h. dann, wenn ein Fahrzeug auf der Vorrichtung positioniert ist.
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Dabei kann die zumindest eine Versteifung rippenförmig ausgebildet sein und zwischen dem zumindest einen Befestigungsabschnitt und einem Außenabschnitt der konvexen Aufnahme ausgehend von dem Befestigungsabschnitt in Richtung eines Mittenpunkts der konvexen Aufnahme verlaufen.
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Durch diese dem Grunde nach bezüglich eines Mittenpunkts des Radstellelements sternförmig bzw. radial auswärts verlaufende Anordnung zumindest einer Versteifung bzw. eines Versteifungsprofils kann einer Verformung des Radstellelements bzw. der Radtragfläche bei Vorhandensein eines Kraft- oder Biegemoments wirksam entgegengewirkt werden.
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Auch bevorzugt ist an der Schraubverbindung unterseitig des Radstellelements eine Kontereinrichtung angeordnet, welche das Radstellelement an der Schraubverbindung derart abstützt, dass bei Einleiten eines Biegemoments in das Radstellelement eine Abwärtsbewegung desselben entlang der Schraubverbindung unterbunden ist.
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Mittels einer solchen Kontereinrichtung, beispielsweise einer an der Verschraubung zum Untergrund an dieser zusätzlich gegen die Unterseite des Radstellelements gezogenen Mutter oder dergleichen, stützt sich das Radstellelement selbst an der Verschraubung ab und kann sich somit auch bei Vorhandensein eines Kraft- oder Biegemoments nicht mehr zum Untergrund hin verformen, so dass ein Einhalten der einjustierten Höhenlage der gesamten Radtragfläche verbessert ist. Außerdem können durch die zusätzliche Stützwirkung Versteifungselemente oder Versteifungsprofile schwächer und damit Material einsparend dimensioniert werden.
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Beispielhaft ist schließlich eine zusammengesetzte Kombination aus einem Stützlagerelement und einem Radstellelement für eine Traglast von bevorzugt 10000 N ausgelegt, und beträgt eine Bauhöhe der Kombination bezogen auf den Untergrund etwa 60 mm.
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Hierbei handelt es sich um eine vorteilhaft praxisgerechte Auslegung, die einen weit gespannten Einsatzbereich der Vorrichtung bei gleichzeitig kompakt haltbarer Ausführung derselben erlaubt. Weiter praxisgerecht kann eine Breite einer solchen Kombination vorzugsweise etwa 600 mm betragen, und kann eine Länge einer solchen Kombination vorzugsweise etwa 1200 mm betragen. Es wird angemerkt, dass die Bauhöhe der Kombination die Höhe des Radstellelements 30 bzw. der Radtragfläche 31 über dem Untergrund bezeichnet und vorzugsweise einen Wert hat, der einerseits eine tragfähige konstruktive Darstellung erlaubt und andererseits ein leichtes Auffahren auf die Vorrichtung erlaubt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Darstellung einer Verteilung von vier Radstellelementen einer Fahrzeugpositionierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel auf einem Untergrund; und
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2 eine vereinfachte Schnittansicht eines auf einem Untergrund verankerten Radstellelements auf einem ebenfalls auf dem Untergrund verankerten Stützlagerelement, sowie eine Aufsicht auf dieselben.
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Es wird angemerkt, dass die Fahrzeugpositionierungsvorrichtung wie in den Figuren gezeigt Symmetrieeigenschaften aufweisen kann. Aufgrund solcher Symmetrieeigenschaften entsprechen ersichtlich gleichwirkende oder gleiche Teile einander, auch wenn sie in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen bezeichnet sind.
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1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Verteilung von vier Stützlagerelementen 20 und vier Radstellelementen 30 einer Fahrzeugpositionierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel auf einem Untergrund 10. Vier Einheiten aus jeweils einem Stützlagerelement 20 und einem Radstellelement 30 reichen in der Regel aus, wenn – in einem beispielhaften Anwendungsfall Scheinwerfer eines Personenkraftwagens mit vier Rädern einzustellen sind.
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Insbesondere sind in 1 im oberen Teil der Figur (Seitenansicht) in bzw. auf dem Untergrund 10, beispielsweise einer Bodenoberfläche in einer Montage- oder Endabnahmestation eines Fahrzeugwerks oder in einem Wartungs- und/oder Reparaturbetrieb, vier Stützlagerelemente 20 ortsfest bzw. starr verankert. Die Radstellelemente 30 sind in diesem oberen Teil noch weggelassen. Im unteren Teil der Figur (Aufsicht) sind ebenfalls die Stützlagerelemente 20 angedeutet, und zusätzlich die jeweils auf diesen aufgesetzten Radstellelemente 30.
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Die Verankerung eines Stützlagerelements 20 in bzw. auf dem Untergrund 10 erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels drei Schraubverbindungen, die beispielsweise gleich voneinander beabstandet durch Öffnungen entlang einer ring- oder scheibenförmigen Ausformung des Stützlagerelements 20 geführt sind. Die Verankerung eines Radstellelements 30 in bzw. auf dem Untergrund 10 erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels vier Schraubverbindungen, die beispielsweise an Ecken des Radstellelements 30 durch Öffnungen eines entsprechend vorgesehenen Befestigungsabschnitts geführt sind.
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1 zeigt auch bereits eine noch genauer zu beschreibende kuppel-, dom- oder zumindest teilkugelförmige Ausformung oberseitig des Stützlagerelements 20. Eine entsprechende Ausformung bzw. Ausnehmung ist unterseitig des Radstellelements 30 derart vorgesehen, dass dann, wenn das Radstellelement 30 auf das Stützlagerelement 20 aufgesetzt wird, das Radstellelement 30 selbsttätig zentriert auf der dom- oder teilkugelförmigen Ausformung des Stützlagerelements 20 zu liegen kommt und durch den Eingriff der dom- oder teilkugelförmigen Ausformung des Stützlagerelements 20 in die entsprechende Ausformung oder Ausnehmung am Radstellelement 30 nur noch um die dom- oder teilkugelförmige Ausformung kippen bzw. schwenken und/oder drehen, sich gegenüber dieser jedoch nicht mehr in Ebenen- oder Seitenrichtung verschieben kann.
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Insoweit ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von genau vier Stützlagerelementen 20 und vier Radstellflächen 30 und den Anwendungsfall der Einstellung von Scheinwerfern beschränkt. Denkbar ist beispielsweise eine matrixförmige oder vorbestimmt geordnete Anordnung einer Vielzahl von Elementen 20, 30 für die Verwendung in Verbindung mit unterschiedlichen Radständen, Spurbreiten und/oder Mehrfachbereifungen an zumindest einer Achse eines Fahrzeugs. Eignung des Ausführungsbeispiels besteht darüber hinaus grundsätzlich für Anwendungsfälle, bei welchen Ergebnisse von Arbeitsschritten gefordert sind, die von einer definierten Grundaufstellung eines Fahrzeugs zumindest mit abhängig sind, etwa solche, bei welchen exakte Füllhöhen von Flüssigkeiten zu gewährleisten sind.
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2 zeigt in ihrem oberen Teil eine vereinfachte Schnittansicht eines auf dem Untergrund 10 verankerten Radstellelements 30 in einem auf ein ebenfalls auf dem Untergrund 10 verankertes Stützlagerelement 20 aufgesetzten Zustand, sowie in ihrem unteren Teil eine Aufsicht auf dieselben in zusammengefügt verbauter Kombination. In anderen Worten bilden jeweils ein Stützlagerelement 20 und ein Radstellelement 30 eine Einheit für jeweils ein Rad bzw. einen Reifen eines darauf zu positionierenden Fahrzeugs.
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Zunächst wird das Stützlagerelement 20 anhand der Schnittansicht des oberen Teils der 2 näher beschrieben.
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Das Stützlagerelement 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zweiteilig ausgeführt und beinhaltet zunächst eine Grundplatte 21 und einen Einsatzkörper 26.
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Die Grundplatte 21 ist aus einem Werkstoff, bevorzugt beispielsweise einem Metall, gefertigt, und der Werkstoff und die Dimensionierung der Grundplatte 21 sind entsprechend einer gewünschten und/oder später zu erwartenden, über die Radstellfläche 30 eingeleiteten Belastung ausgelegt. Besondere Beschränkungen hinsichtlich der Abmessungen der Grundplatte 21 bestehen insoweit nicht, als sich die Grundplatte 21 später unter dem Radstellelement 30 verbirgt, solange eine gewünschte Höhe der Fahrzeugpositionierungsvorrichtung insgesamt eingehalten wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform bildet daher die Grundplatte 21 ein rundförmiges bzw. ringförmiges Teil mit einem ersten, äußeren Umfangsabschnitt 21a einer ersten Höhe und einer ersten Breite und einem zweiten, inneren Umfangsabschnitt 21b einer zweiten Höhe und einer zweiten Breite.
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In dem ersten Umfangsabschnitt 21a sind eine Vielzahl von Öffnungen, beispielsweise Bohrungen bzw. Durchbohrungen 22 vorgesehen, durch welche jeweils eine Schraubverbindung 22a zur Verankerung der Grundplatte 21 in dem Untergrund 10 führbar und an der Oberseite des ersten Umfangsabschnitts 21a festlegbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise drei Durchbohrungen 22 und Schraubverbindungen 22a pro Grundplatte 21 vorgesehen, so dass eine Dreipunkt-Auflage der Grundplatte 21 auf dem Untergrund 10 bereitgestellt wird.
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Zwischen der Grundplatte 21 und dem Untergrund 10 kann darüber hinaus jeweils ein Scheibenelement 23 zur Unterstützung der Schraubverbindung 22a und/oder (bei Verwendung unterschiedlicher Scheibendicken) für eine Grundanpassung von Neigung und/oder Ausrichtung bezüglich des Untergrunds 10 vorgesehen sein.
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Die Grundplatte 21 weist am Innenumfang des zweiten Umfangsabschnitts 21b ein erstes Gewinde 24 auf, das zweckmäßig beispielsweise als M48 × 1,5 ausgeführt sein kann. In dieses erste Gewinde 24 ist der Einsatzkörper 26 einschraubbar.
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Der Einsatzkörper 26 weist dazu einen ebenfalls rundförmig ausgestalteten ersten, unteren Abschnitt 26a auf, an dessen Außenumfang ein dem ersten Gewinde 24 entsprechendes zweites Gewinde bzw. Gegengewinde 26b angeordnet ist.
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Zur Unterstützung eines Einschraubvorgangs können ferner beispielsweise Öffnungen 28 in dem Einsatzkörper 26 vorgesehen sein, in welche etwa Verlängerungen eines geeigneten Werkzeugs eingreifen können, mittels dem sodann der Einsatzkörper 26 in Drehung versetzt werden kann. Außerdem können verschiedenartige (nicht gezeigte) Markierungen an Einsatzkörper 26 und/oder Werkzeug vorgesehen sein, die beispielsweise visuell eine Höhenlage oder Stellung des Einsatzkörpers 26 anzeigen und/oder eine Dejustierung erkennen lassen. Außerdem können die Öffnungen 28 ein Innengewinde aufweisen und dazu vorgesehen sein, nach Erreichen einer Einstellposition des Einsatzkörpers 26 in der Grundplatte 21 den Einsatzkörper 26 mechanisch an der Grundplatte 21 festzulegen bzw. verdrehsicher zu arretieren, beispielsweise mittels einem Arretierungsmittel wie etwa einer Schraube oder einem Gewindestift, die durch lösbares Verspannen von Einsatzkörper 26 und Grundplatte 21 in Höhenrichtung einen ausreichenden Reibschluss zwischen den Gewindegängen der Gewinde 24, 26b und/oder der Grundplatte 21 herstellt.
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Oberseitig an dem ersten Abschnitt 26a des Einsatzkörpers 26 ist ferner sich aufwärts erstreckend erhebend ein zweiter Abschnitt als konvexe Erhöhung in Form eines kuppel-, dom- oder zumindest teilkugelartig, bevorzugt halbkugelförmig, ausgestalteten Kugelkörperelements 27 ausgebildet. Das Kugelkörperelement 27 dient als Auflager des Radstellelements 30 auf dem Stützlagerelement 20. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kugelkörperelement 27 bzw. dessen Außenfläche insbesondere die einzige Verbindung zwischen dem Radstellelement 30 und dem Stützlagerelement 20. Ein Radius des Kugelkörperelements 27 kann beispielsweise 20 mm betragen.
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Die Höhe des zweiten Umfangsabschnitts 21b in der Grundplatte 21 und die Höhe des ersten Abschnitts 26a des Einsatzkörpers 26 sind in diesem Ausführungsbeispiel so bemessen, dass eine Gewindelänge bereitgestellt wird, die über die Einschraubtiefe des Einsatzkörpers 26 in die Grundplatte 21 eine Nivellierung des Einsatzkörpers 26, und damit auch des höchsten Punkts des Kugelkörperelements 27, in einem Bereich von wenigstens ±10 mm ermöglicht.
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In anderen Worten kann, nachdem die Grundplatte 21 mit dem Untergrund 10 verschraubt wurde, die absolute Höhe des höchsten Punkts des Stützlagerelements 20 durch Variieren der Einschraubtiefe des Einsatzkörpers 26 in die Grundplatte 21 in einem Bereich von wenigstens 20 mm Weg in Höhenrichtung um wenigstens 10 mm nach oben und nach unten eingestellt werden.
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Nachstehend wird das Radstellelement 30 anhand der Schnittansicht des oberen Teils der 2 näher beschrieben.
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Das Radstellelement 30 besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem plattenförmigen oberseitigen Abschnitt, welcher eine Radtragfläche 31 bildet, zumindest einer Versteifung a, die unterseitig der Radtragfläche 31 verläuft und einem Verbiegen der Radtragfläche 31 unter Lasteinwirkung entgegenwirkt, zumindest einem Befestigungsabschnitt 33, der an einem Eckabschnitt des Radstellelements 30 vorgesehen ist und zur Herstellung einer ortsfesten bzw. starren Verbindung des Radstellelements 30 mit dem Untergrund 10 vorgesehen ist, und einem Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitt 34 in Form einer konkaven Ausnehmung zur Aufnahme der konvexen Erhöhung bzw. des Kugelkörperelements 27 im aufgesetzten Zustand des Radstellelements 30.
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Die Radtragfläche 31 bildet eine Aufstellfläche für ein Rad des zu positionierenden Fahrzeugs und ist bevorzugt beispielsweise einem Metall, gefertigt, wobei der Werkstoff und die Dimensionierung der Radstellfläche 31 entsprechend einer gewünschten und/oder später zu erwartenden Belastung ausgelegt sind. Besondere Beschränkungen hinsichtlich der Abmessungen der Radtragfläche 31 bestehen insoweit nicht, solange eine gewünschte Höhe der Fahrzeugpositionierungsvorrichtung insgesamt eingehalten und ausreichend Stellfläche für das darauf zu verbringende Rad bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise ist das Material der Radtragfläche 31 derart um ihre Seitenränder gezogen bzw. verlängert, dass eine Art Wanne ausgebildet wird, in der die weiteren innen liegenden Strukturen des Radtragelements 31 aufgenommen sind.
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Innen liegende Strukturen des Radtragelements 31 sind zum einen die zumindest eine Versteifung 32, welche vorzugsweise profilförmig und/oder rippenförmig zwischen jeweils diagonal gegenüberliegenden Ecken des Radtragelements 31 verläuft. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Versteifung 32 in vier Teilversteifungen 32a unterteilt, von denen jede an einer Ecke des Radtragelements 31 (vorzugsweise nahe bzw. an einem jeweiligen Befestigungsabschnitt 33) beginnt und am Außenumfang des Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitts 34 endet. Die Versteifung 32 bzw. die Teilversteifungen 32a können im Rahmen eines Gussteils einstückig an dem Radtragelement 31 vorgesehen sein, oder bei mehrteiligem Aufbau desselben beispielsweise mit diesem verschweißt sein. Zugunsten einer gleichmäßigen Lastverteilung bzw. Biegemomentverteilung in dem Radstellelement 31 verlaufen die Versteifungen 32, 32a so, dass sie sich gedacht bzw. gedanklich entsprechend verlängert in einem geometrischen Mittelpunkt des Radstellelements 31 kreuzen.
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In dem geometrischen Mittelpunkt der Radstellfläche 31 liegt sodann auch der geometrische Mittelpunkt des Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitts 34. Der Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitt 34 besteht aus einem unterseitig der Radstellfläche 31 bereitgestellten Materialauftrag bzw. Materialstand mit einer der (konvexen) Form des Kugelkörperelements 27 entsprechend (konkaven) Ausnehmung zur Aufnahme des Kugelkörperelements 27 im zusammengesetzten Zustand.
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Schließlich sind im Bereich jeder Ecke des Radstellelements 30 die Befestigungsabschnitte 33 vorgesehen, mit jeweils einer Öffnung bzw. Durchbohrung 33a zur Aufnahme einer Schraubverbindung 33b zur Verschraubung des Radstellelements 30 mit dem Untergrund 10.
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Bei geeigneter Auslegung der Versteifungen 32, 32a genügt es dabei, solche Verschraubungen lediglich in den Untergrund 10 zu führen und an den Befestigungsabschnitten 33 des Radstellelements 30 festzulegen. In diesem Fall bildet das Kugelkörperelement 27 des Stützlagerelements 20 ein mittig des Radstellelements 30 zentriertes Auflager, und nehmen die Radtragfläche 31 in Verbindung mit den Versteifungen 32, 32a sämtliche in die Vorrichtung eingeleiteten Kräfte und (Biege-)Momente auf.
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Um bei hoher oder ungleichmäßiger Kraft- und/oder Momentbelastung einem Verbiegen des Radstellelements 30 (in welchem Fall sich die Randbereiche entlang der Verschraubung in Höhenrichtung bewegen könnten) entgegenzuwirken, kann es vorteilhaft sein, eine Kontereinrichtung 33c, beispielsweise eine Gegenverschraubung oder eine Gegenmutter, unterseitig des Befestigungsabschnitts 33 an der Schraubverbindung 33b vorzusehen. In diesem Fall kann sich das Radstellelement 30 an der Schraubverbindung 33b selbst abstützen, und wird eine Bewegung der Randbereiche des Radstellelements 30 in Höhenrichtung unterbunden. Dadurch wird es auch möglich, die Versteifungen 32, 32a zu optimieren und gegebenenfalls Material einsparend schwächer dimensioniert auszulegen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise bei Auswahl eines geeigneten Materials bzw. Metalls und einer Auslegung für eine Traglast von 10000 N pro Stützlagerelement 20/Radstellelement 30 die Materialstärke der Radtragfläche 31 etwa 5 mm betragen, kann das Material der Radtragfläche 31 auf einer Weglänge von etwa 35 mm um deren Seitenränder gezogen sein, und kann eine Gesamthöhe des Radstellelements 30 bzw. der Radtragfläche 31 über dem Untergrund 10 etwa 60 mm sein.
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Darüber hinaus kann eine (nicht gezeigte) Auffahrhilfe zur Erleichterung des Auffahrens eines Fahrzeugs auf die Fahrzeugpositioniervorrichtung vorgesehen sein. Bei der Auffahrhilfe kann es sich vorzugsweise um ein rampenförmig zwischen dem Untergrund 10 und der Radtragfläche 31 verlaufendes, plattenförmiges Zusatzelement handeln, welches lösbar in (nicht gezeigte) entsprechende Öffnungen an dem Radstellelement 30 einsetzbar bzw. einhängbar ist, oder als keilförmig verlaufendes Beistellteil bereitgestellt wird.
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Eine beispielhafte Modifikation kann die Anordnung einer (nicht gezeigten) Kugelscheibe an jeweils den Verbindungen des Stützlagers 20 und des Radstellelements 30 in den Untergrund 10 beinhalten. Durch die Verwendung von Kugelscheiben wird vorteilhaft erreicht, dass eine nicht exakt vertikal in den Untergrund 10 verlaufende Bohrung und/oder Schraubverbindung und eine dadurch verursachte Winkelabweichung der Schraubverbindung, etwa einem Verbundanker in Kombination mit einer Mörtelpatrone, von der idealerweise Vertikalen nicht zu einer Biegebelastung und/oder Schieflage des Stützlagers 20 und/oder des Radstellelements 30 führt. In anderen Worten kann die Kugelscheibe in ihrer zugeordneten Kegelpfanne in einem Winkelbereich kippen, so dass die Schraubverbindung und die Kugelpfanne gegenüber der Vertikalen ausgelenkt sein können und die Kegelpfanne und das Stützlager 20 bzw. das Radstellelement 30 dennoch in der gewünschten Ausrichtungsebene liegen.
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In einer weiteren Modifikation kann eine (nicht gezeigte) Angriffsfläche für ein Werkzeug zum Drehen des Einsatzkörpers 26 an der konvexen Erhöhung bzw. dem Kugelkörperelement 27 vorgesehen sein. Die Angriffsfläche kann dabei aus Abflachungen, etwa in Form von Ausnehmungen oder Einstichen im Bereich des Übergangs zu dem ersten Abschnitt 26a des Einsatzkörpers 26, bestehen, die einer üblichen Schlüsselweite, beispielsweise einer Schlüsselweite 36, einer Art Gabelschlüssel entsprechen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, ein an sich bekanntes Werkzeug waagerecht und ausreichend spielfrei an das Kugelkörperelement 27 anzusetzen und dieses unter Nutzung eines durch das Werkzeug bereitgestellten Hebels leicht zu drehen und gleichzeitig exakt zu justieren.
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Nachstehend wird die Aufstellung und Ausrichtung der Fahrzeugpositionierungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, d. h. einer Vorrichtung für vier Fahrzeugräder, kurz beschrieben.
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Zunächst werden mittels der Schraubverbindungen 22a vier Grundplatten 21 den Radpositionen der zu positionierenden Fahrzeuge entsprechend durch geeignete Verschraubung mittels der Schraubverbindungen 22a auf und in dem Untergrund 10 verankert und, falls noch nicht geschehen, jeweils ein Einsatzkörper 26 in jede Grundplatte 21 mit näherungsweise gleicher Höhenlage eingeschraubt.
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Sodann wird eine geeignete Nivelliereinrichtung, beispielsweise ein an sich bekanntes Nivelliergerät, dazu verwendet, die höchsten Punkte der Kugelkörperelemente 27 durch Verdrehen des Einsatzkörpers 26 in der Gewindeanordnung 24, 26b so auf ein und dieselbe Höhe zu justieren, dass diese Punkte in einer unabhängig von etwaigen Unebenheiten des Untergrunds 10 in einer horizontal waagerechten Ebene liegen. Da es aufgrund der Kugelform des relevanten Abschnitts des Kugelkörperelements 27 nur genau einen höchsten Punkt der soweit montierten Vorrichtung gibt, ist die Bestimmung der horizontal waagerechten Ebene unmittelbar eindeutig. Etwaige Verkantungen von Bezugseinrichtungen und/oder ein Heranziehen anderer (ungeeigneter) Bezugspunkte werden so vermieden.
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Als Nächstes wird der Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitt 34 auf das Kugelkörperelement 27 aufgesetzt. Durch die einander entsprechende Formgebung von Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitt 34 und Kugelkörperelement 27 zentriert sich das Radstellelement 30 unmittelbar selbsttätig, und liegen alle vier Radstellelemente 30 bezüglich der Höhenlage ihrer Radtragflächen 31 unmittelbar auf derselben Höhe. Insoweit können sich die Radstellelemente 30 nur noch um das Kugelkörperelement 27 drehen und sich um dieses neigen oder schwenken bzw. kippen.
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Zuletzt werden die Radstellelemente 30 mittels einer Vorrichtung nach Art einer Wasserwage in der durch die vorangehende Nivellierung der Kugelkörperelemente 27 definierten Ebene so ausgerichtet, dass die Oberflächen der einzelnen Radtragflächen 31 alle in dieser Ebene liegen, und werden die Radstellelemente 30 mittels der Schraubverbindung 33b, gegebenenfalls 33c, an den Befestigungsabschnitten 33 ortsfest mit dem Untergrund 10 verschraubt.
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Im Ergebnis sind somit als eine Fahrzeugpositionierungsvorrichtung von der Beschaffenheit des Untergrunds 10 unabhängige und auf gleicher Höhe bzw. in einer definierten Ebene liegende Stellflächen für alle Räder bzw. Reifen eines zu positionierenden Fahrzeugs geschaffen, auf welchen das Fahrzeug in einer genau vorbestimmten bzw. vorbestimmt einjustierten Ausrichtung steht.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es versteht sich, dass sich dem Fachmann ohne Weiteres aufzeigende Modifikationen, Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb des allein durch die beigefügten Schutzansprüche bestimmten Schutzumfangs liegen, von der Erfindung mit umfasst werden, ohne den Schutzbereich zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 21
- Grundplatte
- 21a
- erster Umfangsabschnitt
- 21b
- zweiter Umfangsabschnitt
- 22
- Durchbohrung
- 22a
- Schraubverbindung
- 23
- Scheibenelement
- 24
- erstes Gewinde
- 26
- Einsatzkörper
- 26a
- erster Abschnitt
- 26b
- zweites Gewinde
- 27
- konvexe Erhöhung (Kugelkörperelement)
- 28
- Öffnung
- 30
- Radstellelement
- 31
- Radtragfläche
- 32
- Versteifung
- 32a
- Teilversteifung
- 33
- Befestigungsabschnitt
- 33a
- Durchbohrung
- 33b
- Schraubverbindung
- 33c
- Kontereinrichtung
- 34
- konkave Ausnehmung (Kugelkörperelement-Aufnahmeabschnitt)
