DE2228988C3 - Vorrichtung zur dynamischen Achswinkelvermessung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dynamischen Achswinkelvermessung bei Kraftfahrzeugen mit Rollen mit starr angeordneten Achsen, auf denen das zu messende Rad umläuft, mit kardanisch aufgehängtem Abtastrollensyslem, das an das Rad andrückbar ist und mit Meßeinrichtungen, welche den Sturz- und den Vorspurwinkel in Abhängigkeit von der Stellung der Abtastrollen bestimmen und anzeigen. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DT-OS 17 73 495).

Weitere bekannte Vorschläge benutzen die durch die Schrägstellung der Räder erzeugte Seitenkraft zur Verstellung eines ganzen Rollensalzes in jeder Schwenkrichtung, der in einem von einer drehbaren Grundplatte getragenen Rahmen angeordnet ist (DT-OS 48 448, US-PS 36 43 337). Da sowohl für die Einstellung auf den Vorspurwinkel als auch auf den Sturzwinkel konstruktiv festgelegte Drehpunkte vorgesehen sein müssen, stimmen die gemessenen Winkel nur dann, wenn die Drehpunkte genau mittig unter dem Rad liegen. Dies ist selbst bei nur einem zu prüfenden Fahrzeugtyp sehr schwierig. Stehen die Räder nämlich nicht exakt über dem Drehpunkt, z. B. für die Sturzeinstellung, so werden sie bei jeder Verstellung angehoben oder abgesenkt. Damit sind die Ausgangsbedingungen für die Vermessung (horizontale Lage des Fahrzeuges) nicht mehr gegeben. Als zweiter Nachteil tritt nach dem Einregeln eine Unstabilitdt des Fahrzeuges auf, da ja dann die Laufrollen genau parallel zur Radachse stehen und die für die stabilisierende Wirkung vorgesehene Vorspur nicht mehr vorhanden ist. Deshalb wird beim bekannten Meßstand nach der DT-OS 14 48 448 das Fahrzeug mit anstellbnren Puffern seitlich festgehalten, wodurch das Meßergebnis wiederum nachteilig beeinflußt werden kann. Außerdem ist bei den bekannten Vorrichtungen eine relativ aufwendige elektronische Vorrichtung notwendig zur Verarbeitung der gewonnenen Meßsignale. Diese müssen in der Art verarbeitet werden, daß durch Differenzierung festgestellt wird, welcher auf die Rollen wirkende Axialdruck auf den Vorspurwinkel und welcher auf den Sturzwinkel zurückzuführen ist. tine direkte Messung dieser Winkel ist damit nicht möglich.

Auch sind Vorrichtungen zum Messen der Spur- und/oder Sturzwinkel von Fahrzeugrädern bekannt, welche eine einzige Ablastrolle, die unterhalb des /u messenden Rades angebracht ist. verwenden (US-PS 34 53 740, deutsche Auslegeschrift Π 80 143. deutsche Offenlegungsschrifi 17 73 780). Bei diesen Vorrichtun gen ist es notwendig, daß zur Messung des Vorspurwinkels die Abtastrolle genau mittig im Drehpunkt unter dem Rad angeordnet ist. Es stellen sich sonst Meßfehler ein. Diese Meßfehler ergeben sich /wangläufig, wenn die Achse einen Slurzwinkcl aufweist, da dann eine exakte Festlegung des Drehpunktes nicht mehr möglich ist. Selbst wenn die Abtastrolle sich parallel zur Radachse eingestellt hat, wirkt auf diese infolge des Sturzwinkels eine seitliche Verschiebekraft, so daß Meßverfälschungen auftreten. Bei gleichzeitigem Vorhandensein von Sturz- und Vorspurwinkel kann somit keine genaue Messung durchgeführt werden.

Bei der eingangs erwähnten und aus der DT-OS 17 73 495 bekannten Vorrichtung werden kardanisch aufgehängte Abtastrollen seitlich auf den Reifenwulst aufgesetzt. De^r Nachteil hierbei ist, daß nicht nur die AchsSage eingeht, sondern noch mögliche zusätzliche Fehler des Reifenwulstes. Weiterhin beeinflußt die Beschriftung der Reifen und Unebenheiten in den Reifenwülsten in unzulässiger Weise die Anzeige, da die Abtastrollen ständig durch die genannten Erhöhungen aus der Ruhelage gebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu zeigen, mit der unter Ausschluß von Mcßverfälschungen eine genaue Messung von Sturz- und Vorspurwinkel möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei achsparallel zueinander angeordnete Abtastrollen vorgesehen sind, von denen die eine in an sich bekannter Weise von unten und die andere in Laufrichtung des Rades gesehen, von vorne oder hinten auf die Radlauffläche aufsetzbar und gemeinsam parallel zur Radachse einstellbar sind, wobei in an sich bekannter Weise die Abtastrollen in ihren Achsrichtungen verschiebbar sind und zur Einstellung der Abtastrollen in eine zur Achse des Rades parallele Lage eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung der Abtastrollcn Stellglieder betätigt.

Die Regelung der Abtastrollen in eine /jr Radachse parallele Lage kann dadurch erfolgen, daß die Regeleinrichtung ein Druckleitungssystem aufweist, in welchen durch die axiale Verschiebung der Abtastrollen eine Druckänderung hervorgerufen wird und daß im Druckleitungssystem ein pneumatischer Regler einge-

baut ist. der ein Stellglied für die Abtastrolien ansteuert Die Abtastrollen sind miteinander verbunden, wozu insbesondere ein aus zwei Wippen bestehender kardanisch aufgehängter Rahmei. von Vorteil sein kann.

Die gewonnenen Meßwerte entsprechen praktisch den tatsächlichen Gegebenheiten, da sie sozusagen im Fahrbetrieb gemessen werden. Außerdem ist mit einem entsprechend automatisierten Gerät die Meßzeit im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen wesentlich kürzer.

Damit ist gewährleistet, daß auch in Werkstätten mit großem Fahrzeugdurchgang jedes Fahrzeug schnell und sicher geprüft werden kann.

An Hand der Zeichnungen soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. ί schematisch eine Vorrichtung /ur dynamischen Achswinkelvermessung von der Seite her,

F i g. 2 die Lage der Rolien im Grundriß mit achsparalle! ausgerichteten Tastrollen.

F i g. 3 die Lage der Rollen mit achsparallel ausgerichteten Tastrollen im Seitenriß und

Fig.4 eine schcmatischc Darstellung der Vorrichtung mit einem Druckleitungssystem, einem pneumatisehen Regler und Stellgliedern.

In den F i g. 1 bis 3 isi eine Anordnung von ortsfesten Laufrollen 1 und 2 und Tastrollen 3 und 4 für d.e Vorspur und den Stur/ eines Rades 5 gezeigt. Die Tastrollen 3 und 4 sind an den freien Enden von Wippen 7 und 8 angeordnet. Die Wippen 7 und 8 besitzen einen gemeinsamen kardanischen Aufhängepunkt 6 und lassen sich um diesen in zwei Ebenen schwenken. Der Übersichtlichkeit halber wurde im Grundriß und im Seitenriß auf die Darstellung der Wippen 7 und 8 sowie der Lagerstellen für die Lauf- und Tastrollcn I bis 4 verzichtet.

Die Laufrollen 1 und 2 sind achsparallcl angeordnet und ihre Achsen liegen exakt horizontal in einer Ebene. Es können am Meßstand zwei oder vier Laufrollen vorgesehen sein. Die Höhe der Laufrollen 1 und 2 ist so eingerichtet, daß das Fahrzeug nach dem Auffahren horizontal steht. Die Laufrollen 1 und 2 drehen durch externen Antrieb in Fahrtrichtung oder werden bei der Vermessung einer angetriebenen Achse vom Fahrzeugmotor mit konstanter Geschwindigkeit gedreht. Es werden damil straßenähnliche Betriebsbedingungen geschaffen und das Fahrzeug richtet sich mit seiner Längsachse automatisch senkrecht zur Rol'enachse aus. An das zu messende Rad 5 werden die beiden Tastrollen J und 4 angedrückt, die eine Tastrolle 3 möglichst mitiig unter dem Rad 5 und die /weite Tastrollc 4 vor oder hinter dem Rad 5 möglichst in der Höhe der Radachse. Die Tastrollen 3 und 4 sind ebenfalls achsparallel zueinander geführt und können federnd nach unten b/w. nach vorn oder hinten nachgeben. Über die Wippen 7 und 8 sind sie an einem gemeinsamen Punkt 6 kardanisch aufgehängt, so daß sie in jede Winkellage gemeinsam einstellbar sind.

Die Tastrollen 3 und 4 sind weiterhin gegenüber ihrer Halterung in den Wippen 7 und 8 axial verschiebbar. Diese axiale Verschiebung aus der Mittellage kann ζ. Β elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch gemessen werden. Eine axiale Verschiebung der Taslrollen 3 und/oder 4 ergibt sich bei drehendem Rad 5 dann, wenn die Tastrollenachse nicht parallel zur Radachse steht.

Die unter dem Rad 5 angeordnete Tastrolle 3 wird hauptsächlich vom Vorspurwinkel und die vor oder hinter dem Rad 5 anliegende Tastroile 4 hauptsächlich vom Sturzwinkel des Fahrzeugrades 5 in axialer Richtung verschoben, und zwar so lange, wie die Radachse und die Tastrollenachse nicht parallel zueinander stehen.

Geht man davon aus, daß das umlaufende Rad 5 nur einen Vorspurwinkel, aber keinen Sturz aufweist, dann verschiebt sich bei laufenden Rollen und bei sich drehendem Rad 5 in Richtung des Pfeiles A die untere Tastrolle 3 nach rechts, und zwar in Blickrichtung des Pfeiles B in den F i g. 1 und 2 gesehen, wird die in den F i g. 1 bis 3 nicht dargestellte Regelungseinrichtung so betätigt, daß das Tastrollensystem im Uhrzeigersinn in der Fig.2 verdreht wird. Hierbei werden gleichzeitig die Tastrollen 3 und 4, welche über die Wippen 7 und 8 achsparallel gehalten werden, gedreht Es verdreht sich demnach das gesamte Tasirollensystem, welches aus den Tastrollen 3 und 4 und den Wippen 7 und 8 besteht. Diese Drehung im Uhrzeigersinn bzw. Regelung erfolgt so lange, bis die Achsen der Tastrollen 3 und 4 parallel zur Achse des Rades 5 liegen. Der Abweichungsvvinkel (/.' der Rollenachscn von der Achslage vor Beginn der Messung entspricht dem Vorspurwinkel f/, den die Radachse aufweist.

Weist die Achse des Rades 5 auch einen Sturzwinkel </" auf (F i g. 3), dann wird die Tastrolle 4 in Richtung des Pfeiles B gesehen, nach rechts verschoben. Diese Verschiebung bewirkt über die Regeleinrichtung eine Verdrehung des T.ι·-■">■■ -vstems (Tastrollen 3, 4 und Wippen 7,8) so lar.;< :·., ^J ,· -\t ! ,en der Tastrollen 3.4 parallel zur Achse 'L - H.· ... 3 -; jhen

Diese Einregelui u :-.-· -.J^c- J-- istrollen 3, 4 parallel zur Achse de: Mil·, drelu ;. ;\ides 5 erfolgt so lange, bis AchsenparJ.iditiit · ■ -.',.■> ·_η ist. Sowohl die erste als auch die zweite Rcy-. . Tastrollensy-

stems erfolgt gleichzeitig. Ai'¹ <··■ ~ oer Achsenlage der Tastrollen 3 iH 4 li^--\ „ie Vorspur- und Sturzwinkel jedes ι. ■ .·■ . ί:.1 ..es zur Anzeige gebracht werden.

In Fig.4 ist s \ -h eine Steuer- und Meßeinrichtung in Verbii. ' . .g mit den beiden Tastrollen 3 und 4 dargestellt. Die Anordnung ist von oben gesehen gezeichnet, wobei der oberhalb der Linie C-C liegende Teil um 90° in die Zeichenebene geklappt ist.

Die gemeinsame Schwenkachse 9 für die Wippen 7 _>und 8 ist im Punkt 6 kardanisch gelagert und läßt sich um zwei Achsen schwenken, wie es im einzelnen in den F i g. 2 und 3 sehemaüseh dargestellt ist. Beim Meßvorgang übt das aufgefahrene Rad 5 je nach seiner Schräglage zur jeweiligen Tastrolle 3 und 4 Seitenkräfte auf diese aus und verschiebt sie aus ihrer Mittellage in den Lagerstcllen in den Wippen 7 und 8. Die Rollen 3 und 4 sind hierbei längs ihrer Achsen auf den Lagerachsen 22 und 23 in den Wippen 7 und 8 verschiebbar. Bei einer Verschiebung einer der Tastrollen 3 bzw. 4 wird die Steuer- und Meßanordnung in Tätigkeit gesetzt. Diese Steuer- und Meßanordnung soll nun im einzelnen beschrieben werden.

Es sind hierzu Druckleitungen 12 und 13 vorgesehen, deren Ausgänge über Pralldüsen 10, 10' und 11, 11' auf die Stirnflächen der Tastrollen 3 und 4 gerichtet sind. Die Leitungen 12 und 13 münden in einen gemeinsamen pneumatischen Regler 17, der mit P- oder Pl-Charakteristik arbeitet. Der Ausgang 18 des Reglers 17 ist mit einem Stellglied 19 verbunden. Dieses Stellglied ist pneumatisch betätigbat'. Die Leitungen 12 und 13 sind weiterhin mit einem Einlaß 14 verbunden, durch wel-

chen Zuluft mit konstantem Druck in das Leitungssystem strömt. Diese Zuluft strömt über Drosseln 15 und 16 in die Leitungen 12 und 13 und gelangt zu den Pralldüsen 10 und 11. Gleichzeitig wird die Zuluft auch dem pneumatischen Regler 17 zugeführt.

An Hand der Verschiebung der Tastrolle 3 soll die Funktion des Druckregelungssystems näher erläutert werden. Verschiebt sich die Tastrolle 3 nach links zur Pralldüse 10 hin, so steigt der Druck in der Leitung 12 an. und der Druck in der Leitung 13 fällt ab. Auf Grund der P- oder Pl-Charakteristik des pneumatischen Reglers 17 verändert der Regler an seinem Ausgang 18 den Stelldruck so lange, bis die beiden anstehenden Meßdrücke in den Leitungen 12 und 13 gleich groß sind. Der Stelldruck 18 wird dem Stellglied 19 zugeführt und das pneumatisch betätigbare Stellglied 19 setzt den Stelldruck 18 in einen dazu proportionalen Weg um und dreht die Tastrollenachsen in die gewünschte Richtung. Diese Drehung erfolgt so lange, bis keine Ver-Schiebung an der Tastrollc 3 mehr auftritt, d. h. bis die Tastrollenachse parallel zur Achse des sich drehenden Rades liegt.
Nach Beendigung des Regelvorganges kann mit HiI-fe eines Zeigers 20 an einer Vorspurskala 21 der Verstellwinkel der Tastrollenachse um die Hochachse abgelesen werden, der dann auch dem Vorspurwinkel des Fahrzeugrades 5 entspricht. F.s ist denkbar, daß die Stellungsanzeige auch anders erfolgen kann, z. B. durch

ίο Anzeige des Stelldruckes 18 an einer entsprechend eingeteilten Skala.

An der Tastrolle 4, welche im oberen Teil der Fig.'= oberhalb der Linie C-Cdargestellt ist, sind die gleicher Meß- und Stellglieder angebracht wie bei der Tastrollc

3. Beide Regeleinrichtungen und Meßsysteme für die Vorspur und den Sturz arbeiten gleichzeitig und di( durch Verstellung in einer Ebene auf die andere Eibeni rückwirkenden Fehler werden somit durch Verstellunj in der anderen Ebene sofort wieder korrigiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur dynamischen Achswinkel vermessung bei Kraftfahrzeugen mit Rollen mit starr angeordneten Achsen, auf denen das zu messende Rad umläuft, mit kardanisch aufgehängtem Abtastrollensystem, das an das Rad andrückbar ist und mit Meßeinrichtungen, welche den Sturz- und den Vorspurwinkel in Abhängigkeit von der Stellung der Abtastrollen bestimmen und anzeigen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei achsparallel zueinander angeordnete Abtastrollen (3. 4) vorgesehen sind, von denen die eine (3) in an sich bekannter Weise von unten und die andere (4) in Laufrichtung des Rades (5) gesehen, von vorne oder hinten auf die Radlauffläche aufsetzbar und gemeinsam parallel zur Radachse einstellbar sind, wobei in an sich bekannter Weise die Abtasirollen in ihren Achsrichtungen verschiebbar sind und zur Einstellung der Abtastrollen (3, 4) in eine zur Achse des Rades parallele Lage eine Regeleinrichtung (10 bis 18) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung der Abtastrollen Stellglieder (19, 24) betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (10 bis 18) ein Druckleitungssystem (12, 13) aufweist, in welchem durch die axiale Verschiebung der Abtasirollen (3,

4) eine Druckänderung hervorgerufen wird und daß im Druckleitungssystem ein pneumatischer Regler (17) eingebaut ist, der ein Stellglied (19 bzw. 24) für die Abtastrollen ansteuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrollen (3, 4) über einen aus zwei Wippen (7 und 8) bestehenden kardanisch aufgehängten Rahmen miteinander verbunden sind.