DE2245383A1 - Fahrwerkgeometrie-messanlage - Google Patents

Description

Fahrwerkgeometrie-Kessanlage

Die Erfindung betrifft"ein Fahrwerkgeometrie-Messanlage zur. Messung der Radneigungsv/inkel von Kraftfahrzeugen.

Sie ist ,dadurch gekennzeichnet, dass die ZustellA-/ege der vier an die Radebenen der Fahrzeugrader zustellbaren und in festmontierten Führungen gehaltenen, zweidimensionalen Abtasteinrichtungen einzeln und digital gemessen werden, was ein automatisches Errechnen der Fahrwerk-Sehraglage und eine auf die -Fahrwerk-Symmetrieachse bezogene Messung der Radneigungen, ohne Ausrichten des Fahrzeuges nach der Symmetrieachse der 'Messanlage, ermöglicht.

Vorzugsweise werden die Zustellwege der Tasteinrichtungen.und die Neigungswinkel der Fahrzeugräder auf incrementale Yv'eise ge-

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messen.

Die Anordnung ist beispielsweise so getroffen, dass die Messungen mit vier fest angeordneten Messblöcken und an diesen befindlicher! Messköpfen mit Taststiften erfolgt, wobei die Messblöcke über elektrische Leitungen mit der Zähl- und Anzeigevorrichtung verbunden sind. ·

Zur genauen Simulierung der geometrischen Radebenen können Mess-. scheiben verwendet werden, die an den Fahrzeugraum befestigt und nach der geometrischen Radebene ausgerichtet sind. ·

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BAD OHKaINAL

Zweckmassig sind die Kesskönfe r,n Schubstangen dor Kessbltfoke befestigt und tragon Abtaststifte, von denen jeweils einer fest und einer zu diesem horizontal und einer vertikal ausgerichtet beweglich angeordnet ist.

Die beweglichen Abtaststifte können jeweils mit einem Incrementalraster verbunden sein, das sich in zählbare Impulse umwndeln lässt.

Zur Zählung und Speicherung der Impulse werden beispielsweise Schrittmotore verwendet, deren Bewegungen mittels Differentialgetrieben summiert werden.

Die Ermittlung der Fahrwerk-Symmetrieachse kann so erfolgen, das:? für die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges jeweils ein Paar zusammenarbeitender Kessblöcke mit Incrementalraster tragenden Schubstangen vorgesehen sind, wobei die Raster bei Ihrer Bewegung Fotozellen passieren, die Impulse erzeugen und an Schrittmotore weitergeben, von denen je zwei auf ein gemeinsames. Differentialgetriebe einwirken.

Zur Messung der Winkelneigungen der Fahrzeugräder werden zweckmassig Kessköpfe verwendet, deren Abtaststifte zur Anlage"an Messscheiben gebracht wqrden, wobei die mit den Abtaststiften verbundenen Incrementalraster in Fotozellen Impulse auslösen, welche Schrittmotore betätigen.

Die Messung der Vorspur kann so erfolgen, dass der voll einem Schrittmotor gespeicherte Korrekturwert für die Fahrwerk-Symmetrie -achse und der in einem anderen,Schrittmotor gespeicherte Wert

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der Vorspur-Abtaststifte mittels eines Differentialgetriebes summiert werden. ,

Bei der Messung des Sturzes kann der von den Sturz-Atjtaststiften an einen Schrittmotor abgegebene Wert aus der Stellung des Schrittmotors erkannt werden.

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Zur -exakten Uebertregung der Drehbewsjungen v/erden beispielsweise Zahnriemen verwendet, die auch zur Skalenanzeige dienen.

Es besteht ferner die Möglichkeiten clem Zahnriemen ein Druckwerk anzubringen, das den Skalenwert auf eine Prüfkarte druckt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dor Erfindung dargestellt. Es zeigen: _s ■ Fig.l eine schematische Darstellung der Messanlage, Fig.2 eine Einachs-Messanlage in perspektivischer Darstellung Fig.3 eine Zweiachsmessanlage zur gleichzeitigen Ermittlung

der Neigungswinkel an allen vier Fahrzeugrädern, Fig.h einen Messblock mit Messkopf, · Fig.5 eine Anzeigevorrichtung mit Prüfkarten-Druckwerk.

Die korrekte Messung der Radneigungswinkel &n Fahrzeugen im besondern an Automobilen ist nur dann möglich, wenn diese, -vor allem bei der Vorspurmessung in bezug auf die Fahrwerk-Symmetrieachse erfolgt, d.h. wenn diese mit der Symmetrieachse der Messanlage übereinstimmt oder dazu parallel ist. Dies war bisher so möglich, dass entweder das Fahrzeug nach der Anlage oder dieses, nach dem Fahrzeug ausgerichtet wurde. Beide Möglichkeiten erfordern manuell viel Zeit und au tori s tisch einen grossen Aufwand. . - ■■ '

Bei der Erfindung muss weder das Fahrzeug noch die Messanlage in ihrer Lage verändert werden. Die relative Schräglage der Fahrwerk-Symmetrieachse wird mittels vier festroontierten und zu den einzelnen Rädern zustellbaren Abtasteinrichtungen gemessen, ein Korrekturfaktor der Achsenneigung automatisch errechnet und bei der Messung der Radneigungen berücksichtigt. Das Hess- und Ilechensystem arbeitet digital und vorzugsweise nach der incrementalen Messmethode.

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BAD ORIGINAL

In eier Fig.l stellt 1 den Mescplatz dar, auf den dr.s Fahrzeug aufgestellt v/ird und an dessen Rand die Messblöcke 2-5 zur Messung der Rsdneigungen der Fahrzeugräder angeordnet sind. Von den einzelnen Messblccken 2-5 lassen sich Schubstangen 6-9 gegen die Fahrzeugräder 10-13 vorschieben, bis die Enden der Schubstangen an den mit den Rädern verbundenen Messscheiben lh—17 anliegen. Die Messscheiben v/erden zuvor nach der genauen geometrischen Radebene des betreffenden Rades ausgerichtet.

Zunächst handelt es sich darum die genaue Lage der Fahrzeug-Längsmittelachse 19 festzustellen, die gegenüber der Längsmittelachse «.'IS Jeine Versetzung aufweist. Auf den Schubstangen 6-9 sind Raster angebracht, deren Länge mit a,b,c,d bezeichnet ist. Die

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Differenz der Abstände ab ergiut die Verstzung 20 der Hinterachsmitte der Räder 10,11 von der Längsmittelachse 18 der Messsnlage.

e/ Ebenso ergibt die Differnz der Abstände cd die Verstzung 21 der Vorderachsmitte der Räder 12_?13 und zwar nach der entgegengesetztsten Seite der Längsmittelachse der Messanlage..Durch die Verbindungslinie der beiden Achsmitten ist die Längsrcittelachse des Fahrzeuges festgelegt._ Anstatt nun die Abstände abcd zu messen, können diese auch durch Auszählen der Rastereinheiten festgestellt werden, ein Verfahren, dass als incrementale Zählv/eise bekannt ist Die Zählung dieser incrementalen Einheiten erfolgt automatisch \ mittels der später beschriebenen Einrichtungen.

Anstelle der Differenzbildung kann die Neigung der Längsniittelachse des Fahrzeuges gegenüber der Achse 18 aus der Formel (a + d) - (b + c) abgeleitet werden. Bei der vorliegenden Lage des Fahrzeuges ergibt sich ein Neigungκfshtor 22, dargestellt in incrementalen Einheiten. Dieser V/ert stellt einen. Korrekturfsktor .dar, der bei der Messung der Neigungswinkel der Fahrzeugrader berücksichtigt v/erden nuss.

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Die NeigungsVinkel der Fohrzeugräder bekannt unter der Bezeichnung-Vorspur und Sturz, v/erden mit Messkopfen gemessen, die an den Enden der Schubstangen angeordnet sind. Diese Hessköpfο enthalten jeweils einen festen und einen verschiebbaren Taststift. Letzterer trägt ein incrementales Raster, so dass seine Verschiebung durch increment?Ie Zählung festgestellt .v/erden kann. Die Raster der Taststifte sind erheblich kleiner als die Iir-ster . . der Schubstangen.und zwar entspricht das Verhälnis dem Tasterabs tiind 2^ zum Abstand der Achsmitten.

Für die Fahrzeugräder 12,13 der Vorderachse können die Werte der Vorspur rechts bzw. links auf den Rastern 25 bzw. 26 abgelesen werden, wobei der Korrekturfaktor 22 als Nullpunktverschiebung 2h bzw. 2^!+a in die Messung eingeht.

.2.

Eine praktische Ausführung einer Einachsmessanlage zeigt Fig An den Fahrzeugrädern 12,13 der Vorderachse soll die Vorspur gemessen werden. Den h- Rädern 10-13 sind die Messblöcke 2-5 gegenübergestellt, wobei die Schubstangen 6-9 Raster 27-30 tragen. Beim Zustellen der Schubstangen an die Messscheiben lU—16

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bewegen sich die-Raster an Fotozellen 31-3¹^ vobei, welche die ι Rastereinhciten in Impulse umwandeln und über die Leitungen 35,36, Schalter 37,38,und Leitungen 39Λ^{0 ari die} Schrittmotor *fi,l+2 führen. Letztere setzen die Impulse in Bev/egungs schritte um und betätigen die Seitenräder eines gemeinsamen Differentialgetriebes *+3· Die Fotozellen enthalten jeweils getrennte Elemente für Vor- und Rücklauf der Raster und bewirken damit eine entsprechende Drehrichtung der Schrittmotor. Damit ist die Versetzung;der· Vorderachsmitte berücksichtigt. Die Schalter 37, 3.8 werden nun in die andere Schalt stellung gelegt und damit an die Fotozellen 33,3^ der Blöcke 2,3 geschaltet. Din Impulse führen über die Leitungen 51»52, Schalter 37,38 und Leitungen 39ΛΟ v/iederum an die Sehr it tmo tore ^l Λ2 und betätigen diese.

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Damit ist der Korrekturfaktor der «*»*· Lage der Fahrzeug-iMngsmittelachse berücksichtigt.

Während die Enden der Schubstangen 6,7 mit festen Tastern ^9j5G versehen sind, dienen bei den Schubstangen 8,9 dem gleichen Zweck die fes.ten Taststifte 55 der an den Enden der Schubstangen angeordneten Messköpfe ^3, ^t-. Für die Messung der Vorspur treten ausser den festen Taetstiften 55 noch die horizontal angeordneten, verschiebbaren Taststifte 56,56a in Funktion. Letztere sind mit Rastern 58? 59 versehen, die an Fotozellen 60,6l vorbeilauf er! Bei der Bewegung der Taststifte 56,56a geben die Fotozellen 6G,6 Impulse über die Leitungen 62,63 an ßchrittraotore 6¹1,65·

Die Eingabe des Korrekturfaktors erfolgt von Aussenrad des Differentialgetriebes *+3 mittels eines Zahnriemens Mt auf ein Triebrad ^5j das seine Bewegung über eine V/elle h6 den Differentialgetrieben ¹+7,¹+8 mitteilt, die jeweils mit den Schrittmotoren 6*t,65 in Verbindung stehen. Die Ausgangsräder der Differentialgetriebe h7i^-8 enthalten nun die richtigen Vorspurwerte und zeigen diese mittels der Zeiger 71,72 an Skalen 73,?k an. Die

t Anzeigevorrichtung verwendet Zahnriemen 66,67, die über die Ausgangsräder der Differentialgetriebe !+7,W und auf einer Welle 70 sitzende Triebräder 68,69 geführt sind. Auf den Zahnriemen sind die Zeiger 71_}72 angeordnet, welche die Stellung der Differentialgetriebe anzeigen.

Mit der Anordnung nach Fig.3 kann die Vorspur aller h Fahrzeugräder 10-12 gleichzeitig gemessen werden. Die Messblöcke 2-5 sind mit Kessköpfen 53>5¹+»79>8O versehen, wobei letztere jeweils einen festen Taststift 55 und in der gleichen Horizontalebene einen verschiebbaren Taststift $6,56a,56b,56c besitzen.

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Bezüglich der Fahrzeugräder 12,13 stimmt die Schaltung, mit eier Einachsraessanlage nach Fig.2 überein, nur kommen die Schalter 37,38 in Fortfall. Für die Fahrzeugräder 10,11 ist eine ebensolche Schaltung vorgesehen. ,

Von den Messblöcken 2,3 führen die Impulse der Fotozellen an die Schrittniotore 76,77₅ welche auf das gemeinsame DifferentiaIretriebe 78 einwirken. Das ausgangsrad des Getriebes ist durch einen Zahnriemen 78a mit dem Triebrad h^a der Halbwelle U-6a verbunden. Hierbei findet eine Uebersetzung 1:2 statt, um die durch das Differentialgetriebe bedingte Untersetzung a.uszugleiche/i.

Auf die andere Halbwelle ^-6a arbeiten die Schrittmotore '+1,^2, die ihre Impulse von den Messblöcken *f,5 erhalten und über das Differentialgetriebe V}, den Zahnriemen Mfbund das Triebrad *+5b mit der Welle verbunden sind. Das Differentialgetriebe 75 teilt die Welle ¹I-Oa, wobei die Seitenräder des Getriebes einmal über den Zahnriemen hh und das Triebrad hj mit der Halbwelle **6 für die Vorspurwerte der. Messköpfe 53? 5¹^ und' andererseits über einen Zahnriemen 98 mit einem Triebrad 99 der Halbwelle 89 für die /Vorspurwerte der Messköpfe 79j8O, verbunden sind.

Die Messköpfe 79j8O besitzen verschiebbare Taststifte 56b,56c mit Rastern 81,82, die bei ihrer Bewegung Impulse in Fotozellen 83,8¹I- auslösen. Die Impulse betätigen Schrittmotore 85,86, die jeweils auf ein Differentialgetriebe 87,88 einwirken, die gleich -zeitig die Bewegung des Triebrades 99 aufnehmen.

Die Ausgangsräder der Differentialgetriebe 87,88 enthalten die genauen Vorspurwerte der Fahrzeugräder 10,11 und übertragen diese auf dio Anseigevorrichtung mittels über Triebräder 92,93 laufende Zahnriemen 90,91· tie Zeiger 9¹^,95 der Zahnriemen 90,91 geben den Messwert an Skalen 96,97 an«

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Bei der Messeng des Sturzes der Fahrsougrader braucht die Lage des Fahrzeuges nicht berücksichtigt zu werden· Die Messung erfolgt mit den Messköpfen 53^+ an der Vorderachse bzw, mit den Messköpfen 79»80 an den Rädern der Hinterachse (vgl. Flg.3)· Es werden die festen Taststifte S5 und die zu diesen in der Vertikalebene angeordneten verschiebbaren Tasstifte'57 f57a,57b, 57c zur Messung des Sturzes verwendet.

Zur Darstellung der Messung des Sturzes an einem Fahrzeugrad dienen die Fig.h und 5.· D^er Messkopf ;&· enthält den verschiebbaren Stift 57ai, der ein Raster 100 trägt. Bei der Bewegung des Taststiftes löst das Raster in einer Fotozelle 101 Impulse aus, die über eine Leitung 102 einem Schrittmotor 103 zugeführt werden. Der Schrittmotor teilt seine Bewegung einem Zahnriemen 106 mit, der um die Triebräder XCh ,10$ gelegt ist und der einen Zeiger 107 über einer Skala 108 bewegt. In gleicher Weise arbeitet die Anordnung für die übrigen Fahrzeugräder, sodass die Sturzwerte für alle h Räder gleichzeitig abgelesen werden könner

In der Fig.5 ist eine Druckeinrichtung dargestellt, die es gestattet den gemessenen Wert auf eine Prüfkarte zu drucken. Die t Druckeinrichtung besteht aus einem Elektromagneten 109, mit einem um die Achse 111 beweglichen Anker 110. Der Elektromagnet ist an der Rückseite des Zahnriemens 106 befestigt und zwar so, dass der Anker 110 an einem Farbband 113 vorbeiläuft. Hinter dem Farbband II3 befindet sich die Prüf karte II¹+, auf der eine Skala 115 aufgedruckt ist. Wird nun der Stromkreis des Elektromagneten 109 mittels des Schalters 1Ϊ2 geschlossen, so schlagt der Anker 110 gegen die Prüfkarte 11^ und trägt den Messwert als Punkt in der Skalp 115 ein.

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Claims (1)

1. Patentansprüche;

   Iy Fahrwerkgeometrie-Messanlage zur Messung der Radneigungswinkel von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellwege der vier an die Radobenen der Fahrzeugrä'der (10-13) zustellbaren und in festmpntierten Führungen gehaltehen, zweidimensipnalen Abtasteinrichtungen einzeln und digital gemessen werden, was ein automatisches Errechnen der Fahrwerl-SchrUglage und eine auf <?ie Fahrwerk-Symmetrieachse bezogene Messung der Radneigungen, ohne Ausrichten des Fahrzeuges nach der Symmetrie achse der Messanlage, ermöglicht,

   2· Measanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellwege der Tasteinrichtungen und die Neigungswinkel der Fahrzeugräder (10-13) auf incrementale Welse gemessen werden·

   3· Messanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen mit vier fest angeordneten Messblöcken (2-5) und an diesen befindlichen Messköpfen (53,5^5 79,80) mit Taststiften erfolgt, wobei die Messblöcke Über elektrische Leitungen mit der Zähl· und Anzeigevorrichtung verbunden sind»

   if* Messanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur genauen Simulierung der geometrischen Radebenen Messscheiben (l*f-17) verwendet werden, die an^en Fahrzeugradern (10-13), ά-f befestigt und nach der geometrischen Radebene ausgerichtet sind.

   5* Messanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfe.-<53f*?*,79180) an Schubstangen (6-9) der Messblöcke (2-5) befestigt sind und Abtaststifte tragen, von denen iJeweil; einer (55) fest und einor zu diesem horizontal ausgerichtet (56| 56a, 56b, 56c) bzw. vertikal aus geriehtot ($?^57^ und beweglich angeordnet ist· -Vn fl g ΐ S / ö'7 3-4

   6. Kessanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet! dsss beweglichen Abtaststifte (56,56a, 56b, 56c) bzw, (57,57a,57b, 57c) mit je einem Incroraentalraster (58,59,81,82) bzw. (lüü) verbunden sind und ihre Längsverschiebungen in zählbare Impulse umgewandelt werden.

   7· Mesconlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dess zur Zählung und Speicherung der Impulse ßehrittnotore (Wl,W2,6W, 65,76,77,85,86) verwendet werden·

   8· Messanlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Schrittnotore (Wl,W2,6W,65,76,77,85,86) mittel? Differentialgetrieben (W3,W7,W8,75,78,87,83) summiert werden.

   19. Massanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Fahrwerk-Symmetrieachse an den Vorder- und Hinterrädern (12,13) bzw. (10,11) des Fahrzeuges jeweils ein Paar zusammenarbeitender Messblöcke (W,5) bzw. (2,3) mit Incrementalraster (27,28) bzw. (29,30) tragenden Schubstpngen (8,9) bzw, (6_f7) vorgesehen sind, wobei die Raster bei ihrer Bewegung Fotozellen (31,32) bzw. (33,3W) passieren, die Impulse über Leitungen an die Schrittmotor (Wl,W2) bzw, (76, 77) abgeben, deren Bewegung jeweils auf ein Differentialgetriebe (W3) bzw» (78) übertragen wird·

   10. Messanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Winkolneigungen dor Fahrzeugräder Hessköpfe (53,5W,79,80) verwendet werden, deren Abtaststifte zur Anlage an Messscheiben (lW,17) gebracht worden, wobei die nlt den Abtaststiften verbundenen Baster in Fotozellen Impulse auslösen, welche Schrittnotore betätigen.

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   11* Hessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Vorspur der Fahrzeugräder, der von einem Schrittmotor gespeicherte Korrekturwert für die Fohrverk-Symmetrieachse und der Jeweils In den Schrittmotoren gespeicherte Wert der Abtaststifte (56,56a j 56b, 56c) mittels eines Differentialgetriebes summiert wird·

   12· Messanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Sturzes der Fahrzeugräder, der von den Abtaststiften (5?»57a,57b,57c) an Schrittmotore (103) abgegebene Wert den Sturz direkt anzeigt.

   13. Messanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Schrittmotoren bzw, von den Differentialgetrieben gespeicherte Wert der Radneigungswirikel auf Zahnriemen (66,67,90,91) übertragen und mittels auf diesen befindlichen Zeigern (71,72,9^,95) an Skalen (73,7^,96,97) ablesbar ist.

   I¹+, Messanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Zahnriemen (66,67,90,91) Jeweils ein Druckwerk · (IO9-II3) verbunden ist, welches den Messwert auf eine Prüfkarte (11¹O Überträgt.

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