DE2204918B2 - Achsmesseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsmeßeinrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine derartige Achsmeßeinrichtung ist aus der US-PS 35 46 782 bekannt. Bei der bekannten Einrichtung ist der Meßrahmen jedoch nicht frei drehbar gelagert, da seine Winkelposition durch die Betätigung eines Stellmotors jederzeit vorgegeben ist. Das Arbeitsprinzip der bekannten Einrichtung besteht darin, daß der Meßrahmen mit dem Laufwalzenpaar durch den Stellmotor auf eine bestimmte Winkellage eingestellt wird, wobei an dem Rad zusätzlich angreifende Rollen dafür sorgen, daß das Rad bei der Verstellung des Meßrahmens mitgenommen wird. Daher werden durch den Stellmotor über den Meßrahmen und die Rollen Stellkräfte auf das Rad ausgeübt, die die Messung von Vorspur, Sturz und Schlag an dem Rad verfälschen. Der Taster ist bei der bekannten Einrichtung an zwei senkrecht aufeinander stehenden Achsen kardanisch gelagert, so daß, wenn der Taster an das Rad angestellt wird, seine Laufrollen in einer beliebigen, durch die Radlage bestimmten Ebene liegen können. Der Taster selbst übt daher keine hauptsächlichen Stellkräfte auf das Rad aus. Es kann jedoch vorkommen, daß der Taster mit der Laufrolle, die an dem hinteren Teil des Rddes liegt, eine Störkralt auf diesen Teil des Rades ausübt, die von der Kraft der Laufrolle auf dem vorderen Teil des Rades verschieden ist, weil der vordere Teil des Rades durch die Halterollen festgehalten wird. Die genannten Nachteile der bekannten Einrichtung ergeben sich unmittelbar aus dem Meßprinzip der bekannten Einrichtung, welches darin besteht, daß das Rad durch den Stellmotor zwangsweise in eine bestimmte Winkellage gebracht wird, und daß dann der kardanisch aufgehängte Taster die verschiedenen Winkel der Radebene abtastet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Achsmeßeinrichtung den Einfluß der Zwangskräfte, die von der Achsmeßeinrichtung selbst, z. B. von dem Taster oder dem Meßrahmen, auf das Rad ausgeübt werden, so weit wie möglich auszuschalten.

Die erfindungsgemäße Achsmeßeinrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist in dem Hauptanspruch gekennzeichnet.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Achsmeßeinrichtung wird zunächst der Radausschlag (Geradeausfahrt beziehungsweise Kurvenfahrt) durch die Lenkung eingestellt. Sodann wird das Rad durch die Laufwalzen in Drehung versetzt, während der Taster seitlich gegen das Rad angestellt wird. Dabei treten Reaktionskräfte auf, die den Meßrahmen, weil dieser frei drehbar gelagert ist, so verstellen, daß die Laufwalzen senkrecht zu dem Rad stt.ien. Sobald der Meßrahmen nach dem Einlaufen der Achsmeßeinrichtung diese Gleichge-

ivichtslage erreicht hat, ist seine Winkellage ein direktes Maß für die Vorspur. Nach Erreichen der Gleichgewichtslage sind auch die von dem Taster auf das Rad ausgeübten Stellkräfte auf einem Minimum, so daß von dem Taster nur noch Sturz, Nach'?uf und Spreizung S erfaßt werden. Beim Erreichen der genannten Gleichgewichtslage ist noch vorteilhaft, daß die Senkrechtstellung des Rades auf dem Meßrahmen nicht dem Treien Kräftespiel zwischen dem Rad und den Laufwalzen überlassei- bleibt, sondern durch Abstützung des Tasters auf dem Rad herbeigeführt wird. Bei der erfindungsge mäßen Achsmeßeinrichtung lassen sich erheblich genauere Meße-gebnisse erzielen, weil während der eigentlichen Messung praktisch keine Zwangskräfte mehr auf das Rad ausgeübt werden, beziehungsweise i$ die restlichen Zwangskräfte wesentlich geringer als bei 4er eingangs erwähnten, bekannten Achsmeßeinrichtung sind.

Wenn der Taster um einen waagrechten, zu den Achsen der Laufwalzen senkrechten Drehzapfen schwenkbar ist, und wenn eine weitere Meßeinrichtung für den Winkel zwischen der durch die Laufwalzen des Tasters aufgespannten Ebene und der Horizontalen vorgesehen ist, ist dies die einfachste und wirksamste Einrichtung, mit deren Hilfe die Neigung der durch die drei Auflagepunkte des Tasters gespannten Ebene gegenüber der Horizontalen gemessen und daraus Sturz, Nachlauf und Spreizung bestimmt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Achsmeßeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß je ein Taster an gegenüberliegenden Seiten des Rades zustellbar ist. Diese Anordnung ist sowohl beim Einlaufen der Achsmeßeinrichtung, d. h. während der Anfangsphase, bei der der Meßrahmen in der erwähnten Weise senkrecht zu dem Rad gestellt wird, als auch während der eigentlichen Messung in dem Sinne vorteilhaft, tlaß das Rad in der Einlaufphase von beiden Seiten gleichmäßig belastet und bei der Messung noch weniger durch seitliche Kräfte beeinflußt wird.

Bei der zuletzt genannten Ausführung ist vorteilhaft, wenn die Bewegung beider Tastei dadurch synchronisiert wird, daß der zweite Taster über eine Stelleinrichtung durch den Stellmotor für den ersten Taster an das Rad anstellbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß.in Meßeinrichtung besteht darin, daß der Meßrahmen gegenüber einer Grundplatte seitlich verschiebbar gelagert ist. Auch diese Maßnahme tragt dazu bei, daß der Meßrahmen leicht in die Lage gebracht werden kann, in der die Messung oraktisch ohne Störkräfte durchgeführt werden kam.

Bei der erfindungsgemäßen Achsmeßeinrichtung ist noch vorteilhaft, wenn der Meßrahmen durch eine mechanische Einrichtung in seine Null- oder Ruhelage zurückführbar ist, da die Durchführung aufeinanderfolgender Messungen an verschiedenen Kraftfahrzeugen dann erleichtert wird, wenn man bei jeder Messung von einer definierten Ruhelage ausgeht.

Die Verdrehung des Meßrahmens und der Winkel der durch die Anlagepunkte des Tasteis an dem Rühmen aufgespannten Ebene gegenüber der Horizont wien werden vorzugsweise durch Drehwiderstände gemessen, wodurch die Meßwerte direkt elektrisch ausgewertet und angezeigt werden können. Dadurch, daß sich das Rad auf dem Laufwalzenpaar dreht, können die Mittelwerte und die Schwankungen der beiden an den Drehwiderständen abgenommenen Meßwerte bestimmt werden. Mit Hilfe dieser vier Meßgrößen können die Winkellagen des Rades, z. B. Vorspur, Sturz, Nachlauf und Spreizung genau gemessen und Störeinflüsse, beispielsweise Radschlag, bestimmt und/oder ausgeschaltet werden.

Die Erfindung wird mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, bei der auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Achsmeßeinrichtung,

Fig.2 eine z.T. schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig.3 einen Schnitt durch den unteren Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei die Rückstellvorrichtung für den Meßrahmen gezeigt ist,

Fig.4 eine Detailansicht, die die Anordnung der Meßeinrichtung für die Verdrehung des Meßrahmens darstellt, und

F i g. 5 ein schematisches Schaltschema für einen Achsmeßstand mit zwei erfindungsgemäßen Achsmeßeinrichtungen.

In den Fig. 1 und 2 ist über einer Grundplatte 1 ein Meßrahmen 2 gezeigt, der ebenfalls als Platte ausgeführt ist. Auf dem Meßrahmen 2 sind die Laufwalzen 3 und 4 in Lagern 5 bzw. 6 ortsfest und parallel zueinander angeordnet. Die eine Laufwalze 3 ist durch einen Elektromotor 7 angetrieben. Auf den Laufwalzen 3, 4 ist ein Rad 8 schematisch angedeutet, das auf den Laufwalzen abrollt, wenn der Motor 7 läuft.

Die räumliche Lage des Rades 8 ist durch die Schnittlinie 9 der Radebene 10 mit der Horizontalen und die Neigung der Radebene gegenüber der Horizontalen definiert. Diese beiden Meßwerte und ihre Schwankungen werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung getrennt erfaßt.

Auf der linken Seile des Rades 8 (F i g. 1 und 2) ist ein Taster 11 gezeigt, der eine Stange 12 aufweist, die an ihren Enden Laufrollen 13, 14 trägt. Die Stange 12 ist durch einen Stellmotor 15 verstellbar, der auf einer an dem Meßrahmen 2 befestigten Stütze 16 angeordnet ist. Die Stange 12 ist an der Kolbenstange 17 des Stellmotors 15 derart befestigt, daß sie immer senkrecht zur Achsrichtung der Laufwalzen orientiert ist und in einer horizontalen Ebene liegt. Die Kolbenstange 17 des Stellmotors 15 dient so gleichzeitig als Träger und Führung für die Stange 12 und ist zu diesem Zweck drehfest und parallel zu den Laufwalzenachsen längsverschiebbar geführt. Wenn daher die Stange 12 durch den Stellmotor 15 parallel zu ihrer Längsachse verstellt und an das Rad 8 angedrückt wird, wird der Meßrahmen 2 so lange verdreht, bis das Rad 8 senkrecht zu d^n Laufwalzen 3,4 steht.

Von der Stange 12 des Tasters 11 verläuft ein Schenkel 18 senkrecht nach unten, der eine weitere Laufrolle 19 im Bereich des Anlagepunktes mit dem Rad 8 trägt. Dadurch weist der Taster 11 drei T-förmig angeordnete Schenkel auf, deren Enden die Anlagepunkte mit dem Rad 8 bilden. Damit sich der Taster 11 mit den drei Laufrollen 13, 14 und 19 auf dem Rac abstützen kann, ist er um einen Drehzapfen 2( schwenkbar gelagert, dessen Achse horizontal liegt unc senkrecht zu der Achsrichtung der Laufwalzen 3, <■ steht. Der Drehzapfen liegt in dem Kreuzungspunkt de Schenkel, d.h. an dem Kreuzungspunkt zwischen de Stange 12 und dem Schenkel 18.

Damit das Fahrzeugrad 8 nicht seitlich verschobei bzw. unter mechanische Spannung gesetzt wird, ist ei: zweiter Taster 21 mit der Stange 22, die ir Anlagebereich mit dem Rad auf Rollen 23, 24 trägt, au

der anderen Seite des Rades 8 angeordnet. Die Stange 22 ist ebenfalls in einer horizontalen Ebene und senkrecht zur Achsrichtung der Laufrollen 3, 4 angeordnet. Sie wird von einem in einer Führung 25 geführten Träger 26 getragen, der in seiner Längsrichtung verschiebbar ist. Die Führung 25 sitzt auf einer Stütze 27, die ihrerseits auf dem Meßrahmen 2 befestigt ist.

Die Stellbewegung des Stellmotors 15 wird durch eine Stelleinrichtung z. B. über einen Seilzug 30 auf den Träger 26 übertragen, um die Stangen 12 und 22 gleichzeitig gegen die gegenüberliegenden Seiten des Rades anzustellen. Damit der Seilzug 30 leichtgängig ist, ist er über Umlenkrollen 31, 32, 33 und 34 geführt. Der Seilzug ist, vorzugsweise durch eine Zugfeder 35, abgefedert.

Bei der Achsmeßeinrichtung kann erstens die Fahrtrichtung 9 (Fig. 1) bzw. die Schnittlinie der Radebene mit der Horizontalen und zweitens die Neigung der Radebene 10 gegenüber der Horizontalen gemessen werden. Zur Messung der Richtung 9 dient ein Drehwiderstand 41, der gegenüber der Grundplatte 1 drehfest angeordnet ist. Das Ritzel 42 des Drehwiderstandes wird durch ein Sektorzahnrad 43 betätigt, das über einen Betätigungsarm 44 an dem Meßrahmen 2 befestigt ist. Auf diese Weise wird eine Drehung des Meßrahmens 2 gegenüber der Grundplatte 1 in eine Widerstandsänderung umgesetzt. Die Neigung der Meßebene 10(Fi g. 2) gegenüber der Horizontalen wird durch einen Drehwiderstand 51 gemessen, der gegenüber der Kolbenstange drehfest an dieser angeordnet ist. Das Ritzel 52 des Widerstandes 51 wird durch ein Sektorzahnrad 53, das über einen Hebel 54 an der Stange 12 angebracht ist, betätigt. Damit die Laufrollen 13 und 14, die zum Meßrahmen 2 und die Laufwalzen 3, 4 immer in der gleichen Winkellage verbleiben, sich immer an das Fahrzeugrad 8 anlegen können, ist der Meßrahmen 2 gegenüber der Grundplatte 1 nicht nur drehbar, sondern auch seitlich verschiebbar auf Kugeln 55 gelagert. Der Drehwiderstand 41 muP daher an der Grundplatte 1 so gelagert sein, daß er der seitlichen Bewegung des Meßrahmens 2 folgen kann. Zu diesem Zweck ist der Drehwiderstand 41 auf einer mit einem Mittelzapfen 56 des Meßrahmens 2 verbundenen Führungsschiene 57 aufgesetzt Die Führungsschiene 57 ist durch zwei Parallelführungselemente 58 und 59 an der Grundplatte 1 derart gelagert, daß sie ohne eine Winkelverdrehung gegenüber der Grundplatte 1 der Bewegung des Zapfens 56 folgen kann. Damit bleibt auch der Drehwiderstand 41 unabhängig von einer seitlichen Verschiebung des Meßrahmens 2 gegenüber der Grundplatte 1 in einer definierten Drehlage gegenüber der Grundplatte 1 und in einer betätigbaren Lage gegenüber dem Sektorzahnrad 43.

Eine Führungsschiene 60 verbindet die gezeigte Achsmeßeinrichtung mit einer zweiten in dem Achsmeßstand vorgesehenen Achsmeßeinrichtung und hält die beiden Einrichtungen auf Spurabstand. Die zweite komplementäre Achsmeßeinrichtung ist wie die dargestellte Einrichtung ausgeführt und zur Vereinfachung nicht gezeichnet.

Unter der Grundplatte 1 (Fig.3) ist für die mechanische Rückstellung des Meßrahmens 2 in die Null-Lage ein Arbeitszylinder 61 vorgesehen, der über Zugelemente, beispielsweise die Seile 62 und 63, die durch an der Grundplatte 1 ortsfest angeordnete Führungsösen 64 und 65 gleitbar geführt sind, und an dem Mittelzapfen 56 bzw. am Außenrand des Meßrahmens bei dem Punkt 67 befestigt sind, bei seiner Betätigung den Meßrahmen in eine solche Lage zieht, in der der Mittelzapfen 56 über der Führungsöse 64 und der Befestigungspunkt 57 an dem Außenumfang des Rahmens 2 über der Führungsöse 65 liegt. Wenn der Arbeitszylinder 61 nicht betätigt ist, stehen die Seile 62 und 63 nicht unter Spannung, so daß sich der Meßrahmen 2 auf der Grundplatte 1 verdrehen und verschieben kann, ohne daß durch die Rückstellvorrichtung Kräfte irgendwelcher Art auf ihn ausgeübt werden.

In Fig.5 ist schematisch eine Einrichtung gezeigt, durch die die Radstellungen erfaßt und elektrisch zur Anzeige gebracht wird. Durch die Anzeigeeinrichtung werden die Schwankungen und/oder die Mittelwerte der an der zweiten und/oder ersten Meßeinrichtung gemessenen Werte angezeigt. Von einer Stromversorgung 70 fließen die Ströme durch Leitungen 71, 72, 73 und 74 zu den Drehwiderständen 41,51,41' bzw.51' und von dort in eine elektrische Auswertschaltung 75. Diese Schaltung bestimmt die Mittelwerte und gegebenenfalls die Schwankungen der über die Drehwiderstände zugeführten Ströme. Die Meßergebnisse der Auswertschaltung können bei den Winkelangaben in Grad und bei den Schwankungen in Prozenten auf den Meßinstrumenten angezeigt werden. So lassen sich beispielsweise die Werte für die Vorspur, den Sturz des linken Rades und den Sturz des rechten Rades an den Instrumenten 76, 77 bzw. 78 ablesen. Für die Anzeige der Schwankungen der Meßwerte um die Mittelwerte können Warnlampen genügen, die anzeigen, ob die Schwankungen in einem annehmbaren Rahmen bleiben oder nicht. Andernfalls können auch für diese Anzeige Meßinstrumente vorgesehen sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

803

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Achsmeßeinrichtung zur Messung der Winkellage eines Rades an einem Kraftfahrzeug, mit einem Laufwalzenpaar, das an einem in horizontaler Lage drehbar gelagertem Meßrahmen angeordnet ist und auf dem das Rad antreibbar ist, und mindestens einem seitlich auf das Rad zustellbaren, direkt am Meßrahmen angeordneten Taster, der drei T-förmig angeordnete Schenkel aufweist, an deren Enden im Berühningsbereich mit dem Rad Laufwalzen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßrahmen (2) frei drehbar gelagert ist und daß der Taster (11, 21) in Achsrichtung der Laufwalzen (3,4) verstellbar ist, so daß die auf den Taster (11,21) bei dessen Abstützung auf dem Rad wirkende Reaktionskraft das Laufwalzenpaar (3, 4) senkrecht zu dem Rad (8) stellt und die Verdrehung des Meßrahmens (2) ein Maß für die Vorspur ist.

2. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (11) durch einen Stellmotor (15) verstellbar ist, der zwischen einer Stütze (16) als Halterung für den Taster (11) und dem Taster eingesetzt ist, wobei die Kolbenstange (17) des Stellmotors (15) einen drehfest und parallel zu den Achsen der Laufwalzen (3,4) längs verschiebbar geführten Träger für den Taster (117) bildet.

3. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (11) um einen waagerechten, zu den Achsen der Laufwalzen (3, 4) senkrechten Drehzapfen (20) schwenkbar ist und daß eine weitere Meßeinrichtung (51) für den Winkel zwischen der durch die Laufwalzen (3,4) des Tasters (11) aufgespannten Ebene und der Horizontalen vorgesehen ist.

4. Achsmeßeinrichiung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Taster (11,21) an gegenüberliegenden Seiten des Rades zustellbar ist.

5. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Taster (21) über eine Stelleinrichtung (30) durch den Stellmotor (15) für den ersten Taster (11) an das Rad (8) anstellbar ist.

6. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßrahmen (2) gegenüber einer Grundplatte (1) seitlich verschiebbar gelagert ist.

7. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßrahmen (2) durch eine mechanische Einrichtung (62, 63) in seine Null- oder Ruhelage zurückführbar ist.

8. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Einrichtung zwei Seile (62, 63) aufweist, von denen das eine Seil (62) an der Unterseite des Meßrahmens (2) und das andere Seile (63) an dem Außenumfang des Meßrahmens testgelegt ist, und daß die Seile (62,63) von den Befestigungspunkten durch Führungsösen (64, 65) an der Grundplatte führen und zur Rückführung des MeDrahmens (2) in seine Nullage gespannt sind.

9. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für die Verdrehung des Meßrahmens (2) einen Drehwiderstand (41) aufweist, der an der Grundplatte (I) gegen eine Verdrehung gesichert angeordnet ist und der über ein Ritzel (42) und ein an dem Meßrahmen befestigtes Sektorzahnrad (43) betätigbar ist.

10. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwiderstand (41) auf einer Schiene (57) befestigt ist, die auf einer Parallelführung geführt ist und durch einen Mittelzapfen (56) an der Unterseite des Meßrahmens (2) mitgenommen wird.

11. Achsmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (51) einen Drehwiderstand aufweist, der an der Halterung für den Taster (11) drehfest und über ein Ritzel (52) von einem an dem Taster (11) befestigten Sektorzahnrad (53) betätigbar ist.