DE2245383B2 - Fahrwerkgeometrie-messanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Fahrwerkgeometrie-Meßanlage zur Messung der Radneigungswinkel von Kraftfahrzeugen, bei nicht übereinstimmender Lage von Meßanlage und Kraftfahrzeug. ^₀

Nach der britischen Patentschrift 10 95 692, die der deutschen Patentschrift 1301915 entspricht, ist es bereits bekannt, die Winkelneigungen der Vorderräder von Kraftfahrzeugen mittels verschiebbarer Abtaststiftc zu messen. Hierbei muß die ivießvorrichtung auf Rollen verschoben werden, bis ihre Längsmittelachse mit der des Fahrzeuges übereinstimmt. Das Ausrichten der Meßvorrichtung ist dabei umständlich und erfordert einen großen Zeitaufwand. Allgemein bekannt ist auch die Übertragung von Meßwerten durch analoge odei digitale Lagemeß-Systeme durch die Zeitschrift ATN' vom September 1963. Lieferung 332, S.R.113-R119 Eine digitale Anzeige der Meßwerte bei einti Anordnung zur Achsvermessung an Kraftfahrzeuge! wurde auch schon vorgeschlagen durch die deutscht Offenlegungsschrift 19 43 465. Ferner ist auch noch au« der DL-Patentschrift 25 225 eine Anordnung zun Messen von Strecken bekannt, bei der die Meßgröße inkremental durch Raster unterteilt und photoelektrisd abgetastet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, da· Ausrichten der Meßvorrichtung nach dem Kraftfahr zeug zu vermeiden und dadurch eine schnelle Messung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einen Meßplatz Meßblöcke fest angeordnet und mit unabhan gig voneinander bewegbaren Schubslangen verseher sind, an deren Ende sich jeweils ein Meßkopf m 11 verschiebbaren Taststiften befindet, daß sowohl da Schubstangen als auch die Taststifte Raster /in inkrementalen Messung der Schubstangen- b/w. dei Stiftbewegung tragen und daß eine Zähleinrichtung du. von den Rastern übertragenen Lageabstände /wischer ivießanlage und Fahrzeug als Korrekturwert ermittelt.

Zur genauen Simulierung der geometrischen Radcbc nen können Meßscheiben verwendet werden, die an der Fahrzeugrädern befestigt und nach der geometrischer Radebenc ausgerichtet sind.

Zur Zählung und Speicherung der von den Rasten erzeugten Impulse werden beispielsweise Schrittmotoren verwendet, deren Bewegungen mittels Diflercntialgetrieben summiert werden.

Die Ermittlung der Fahrwerk-Symmetrieachse er folgt so. daß für die Vorder- und Hinterrader de Fahrzeuges jeweils ein Paar zusammenarbeitende: Meßblöcke mit Inkrementa!raster tragenden Schub stangen vorgesehen sind, wobei die Raster bei ihrei Bewegung Photozellen passieren, die Impulse erzeuge: und an Schrittmotoren weitergeben, von denen je zwe auf ein gemeinsames Differentialgetriebe einwirken.

Zur exakten Übertragung der von den Schrittmotoren bzw. von den Differentialgetrieben gespeicherter Werte der Radneigungswinkel werden beispielsweise Zahnriemen verwendet, die auch zur Skalenanzeigt dienen.

Es besieht ferner die Möglichkeit, an dem Zahnrie men ein Druckwerk anzubringen, das den Skalenwcr auf eine Prüfkarte druckt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dei Erfindung dargestellt. Es zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Meßanlage,

Fig.2 eine Einachs-Meßanlage in perspektivischei Darstellung,

Fig. 3 eine Zweiachs-Meßanlage zur gleichzeitiger Ermittlung der Neigungswinkel an allen vier Fahrzeug rädern,

F i g. 4 einen Meßblock mit Meßkopf und

F i g. 5 eine Anzeigevorrichtung mit Priifkarten Druckwerk.

Die korrekte Messung der Radneigungswinkel ar Kraftfahrzeugen ist nur dann möglich, wenn diese, vo allem bei der Vorspurmessung, in bezug auf di< Fahrwerk-Symmetrieachse erfolgt, d. h. wenn diese mi der Symmetrieachse der Meßanlage übereinstimmt Dies war bisher so möglich, daß eniweder das Fahrzeuj nach der Anlage oder diese nach dem Fahrzeuj

iusgerichtei wurde. Beide Möglichkeiten erfordern manuell viel Zeit und automatisch 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 festmontierten und zu den ein/einen Rändern zustellbaren Abtasteinrichtungen gemessen, ein Korrekturfaktor der Achsenneigung automatisch errechnet und bei der Messung der Radneigungen berücksichtigt, Das Meß- und Rechensysiem arbeitet digital und nach derinkrementalen Meßmethode.

In der ^pig. 1 stellt 1 den Meßplatz dar. auf den das Fahrzeug aufgestellt wird und an dessen Rand die Meßblöcke 2-5 zur Messung der Radneigungen der Fahrzeugräder angeordnet sind. Von den einzelnen Meßblöcken 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 14—17 anliegen. Die Meßscheiben werden zuvor an den Rädern 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 18 eine Versetzung aufweist Auf den Schubstangen 6-9 sind Rasier angebracht, deren Länge mit a. b. c. d bezeichnet ist. Die Differenz der Abstände ab ergibt die Versetzung 20 dei Hinterachsmitte der Räder 10. 11 von der Längsmittelachse 18 der Meßanlage. Ebenso ergibt die Differenz der Abstände r-ddie Versetzung 21 der Vordcjchsmitte der Räder 12. 13 und zwar nach der entgegengesct/ ten Seite der Längsmittelachse der Meßanlage. Durch die Verbindungslinie der beiden Achsmitten ist die Längsmiltelachse des Fahrzeuges festgelegt. Anstatt nun^ie Abstände a-b-c-d zu messen, können diese auch durch Auszählen der Rastereinheiten festgestellt werden, ein Verfahren, das als inkremental Zählweise bekannt ist. Die Zählung dieser inkrementalen Einheiten erfolgt automatisch mittels der später beschriebenen Einrichtungen.

Anstelle der Differenzbildung kann die Neigung der Längsmiitelachse des Fahrzeuges gegenüber der Achse 18 aus der Formel (<j + d)-(b+ c) abgeleitet werden. Bei der vorliegenden Lage des Fahrzeuges ergibt sich ein Neigungsfaktor 22, dargestellt in inkrementalen Einheiten. Dieser Wert stellt einen Korrekturfaktor dar, der bei der Messung der Neigungswinkel lier Fahrzeugränder berücksichtigt werden muß.

Die Neigungswinkel der Fahrzeugräder, bekannt unter der Bezeichnung Vorspur und Sturz, werden mit Meßköpfen 53, 54, 79, 80 gemessen, die an den Enden der Schubstangen angeordnet sind. Diese Meßköpfe enthalten jeweils einen festen und zwei verschiebbare Taststifte. Letztere tragen je ein inkremental Raster, so daß deren Verschiebung durch inkrementale Zählung festgestellt werden kann. Die Raster der Taststifte sind erheblich kleiner als die Raster der Schubstangen und zwar entspricht das Verhältnis dem Tasterabstand 23 zum Abstand der Achsmitten.

Für die Fahrzeugräder 12, 13 der Vorderachse können die Werte der Vorspur rechts bzw. links auf den Raslern 25 bzw. 26 abgelesen werden, wobei der Korrekturfaktor 22 als Nullpunktverschiebung 24 bzw. 24a in die Messung eingeht.

Eine praktische Ausführung einer Einachs-Meßanlage zeigt Fig. 2. An den Fahrzeugrädern 12, 13 der Vorderachse soll die Vorspur gemessen werden. Den vier Rädern 10-13 sind die Meßblöcke 2-5 gegenübergestellt, wobei die Schubstangen 6-9 Raster 27-30 tragen. Beim Zustellen der Schubstangen an die Meßseheiben 14—16 bewegen sich die Raster an Photozellen 31—34 vorbei, welche die Rastereinheiten in Impulse umwandeln und über die Leitungen 35, 36, Schalter 37, 38 und Leitungen 39, 40 an die Schrittmotoren 41, 42 führen. Letztere setzen die Impulse in Bewegungsschritte um und betätigen die Seitenräder eines gemeinsamen Differentialgetriebes 43. Die Photozellen enthalten jeweils getrennte Elemente für Vor- und Rücklauf der Rastet und bewirken damit eine entsprechende Drehriehtmig der Schrittmotoren. Damit ist die Versetzung der Vorderachsmitte berücksichtigt. Die Schalter 37, 38 weiden nun in die andere Schallstellung gelegt und damit an die Phoiozellen 33, 34 der Blöcke 2, 3 geschalte',. Die Impulse führen über die Leitungen 51,52, Schalter 37, 38 und Leitungen 39, 40 wiederum an die Schrittmotoren 41,42 und betätigen diese. Damit ist der Korrekturfaktor der tatsächlichen Lage tier Fahrzeug-Längsmiuelac'nse in bezug auf die Symmetrieachse der Meßanlage berücksichtigt.

Während die Enden der Schubstangen 6, 7 mil festen Tastern 49, 50 versehen sind, dienen bei den Schubstangen 8, 9 dem gleichen Zweck die festen Tastsüftc 55 der an den Enden der Schubstangen angeordneten Meßköpfe 53, 54. Für die Messung der Vorspur treten außer den festen Tastsliften 55 noch die horizontal angeordneten, verschiebbaren Taststifte 56. 56a in Wirkung. Letztere sind mit Rastern 58, 59 versehen, die an Photozellen 60,61 vorbeilaufen. Bei der Bewegung der Taststifte 56, 56;) geben die Photozellen 60, 61 Impulse über die Leitungen 62. 63 an die Schrittmotoren 64,65.

Die Eingabe des Korrekturfaktors erfolgt vom Außenrad des Differentialgetriebes 43 mittels eines Zahnriemens 44 auf ein Triebrad 45. das seine Bewegung über eine Welle 46 den Differentialgetrieben 47,48 mitteilt, die jeweils mit den Schrittmotoren 64, 65 in Verbindung stehen. Die Ausgangsräder der Diflereiilialgetricbe 47, 48 enthalten nun die richtigen Vorspurwerte und zeigen diese mittels der Zeiger 71, 72 an Skalen 73, 74 an. Die Anzeigevorrichtung verwendet Zahnriemen 66, 67, die über die Ausgangsräder der Differentialgetriebe 47, 48 und auf einer Welle 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 F i g. 3 kann die Vorspur aller vier Fahrzeugräder 10—12 gleichzeitig gemessen werden. Die Meßblöcke 2-5 sind mit Meßköpfen 53, 54, 79, 80 versehen, wobei letztere jeweils einen festen Taststift 55 und in der gleichen Horizonialebene einen verschiebbaren Taststift 56, 56a, 56i>, 56cbesitzen.

Bezüglich der Fahrzeugräder 12, 13 stimmt die Schaltung mit der Einachs-Meßanlage nach F i g. 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 Photozellen an die Schrittmotoren 76,77. welche auf das gemeinsame Differentialgetriebe 78 einwirken. Das Ausgangsrad des Getriebes ist durch einen Zahnriemen 78a mit dem Triebrad 45a der Halbwelle 46a verbunden. Hierbei findet eine Übersetzung 1 : 2 statt, um die durch das Differentialgetriebe bedingte Uniersetzung auszu-

gleichen.

Auf die andere Halbwelle 46a arbeiten die Schrittmotoren 41, 42, die ihre Impulse von den Meßblöcken 4, 5 erhalten und über das Differentialgetriebe 43. den Zahnriemen 446 und das Triebrad 45b mit der Welle verbunden sind. Das Differentialgetriebe 75 teilt die Welle 46;i, wobei die Seilenräder des Getriebes einmal über den Zahnriemen 44 und das Triebrad 45 mit der Halbwelle 46 für die Vorspurwerte der Meßköpfe 53,54 und andererseits über einen Zahnriemen 98 mit einem Triebrad 99 der Halbwelle 89 für die Vorspurwerte der Meßköpfe 79,80 verbunden sind.

Die Meßköpfe 79, 80 besitzen verschiebbare Tastslifte 56έ>, 56c mit Rastern 81, 82, die bei ihrer Bewegung Impulse in Photozellen 83, 84 auslösen. Die Impulse betätigen Schrittmotoren 85, 86, die jeweils auf ein Differentialgetriebe 87, 88 einwirken, die gleichzeitig die Bewegung des Triebrades 99 aufnehmen.

Die Ausgangsräder der Differentialgetriebe 87, 88 enthalten die genauen Vorspurwerte der Fahrzeugräder 10, 11 und übertragen diese auf die Anzeigevorrichtung mittels über Triebräder 92,93 laufenden Zahnriemen 90, 91. Die Zeiger 94, 95 der Zahnriemen 90, 91 geben den Meßwert an Skalen 96,97 an.

Bei der Messung des Sturzes der Fahrzeugräder braucht die Lage des Fahrzeuges nicht berücksichtigt zu werden. Die Messung erfolgt mit den Meßköpfen 53,54 an der Vorderachse bzw. mit den Meßköpfen 79, 80 an den Rändern der Hinterachse (Fig. 3). Es weiden die festen Taststifte 55 und die zu diesen in der Vcrtikalcbene angeordneten verschiebbaren Tasistifie 57,57,-i. 576. 57c/.ur Messung des Stur/es verwendet.

Zur Darstellung der Messung des Sturzes an einem Fahrzeugrad dienen die I·" i g. 4 und 5. Der MelJkopf 54 enthält den verschiebbaren Stifi 57.-ι. der ein Raster 100 trügt. Bei der Bewegung des Tastsiifies lost das Raster in einer Photozelle 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 104, 105 gelegt ist und der einen Zeiger 107 über einer Skala 108 bewegt. In gleicher Weise arbeitet die Anordnung für die übrigen Fahrzeugräder, so d;.ß die Stur/werte für alle vier Räder gleichzeitig abgelesen werden können.

In der I- i g. 5 ist eine Druckeinrichtung dargestellt, die es gestattet, den gemessenen Wert auf eine Prüfkartc zu drucken. Die Druckcinrichtung 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 113 befindet sich die Prüfkarte 114, auf der eine Skala 115 aufgedruckt ist. Wird nun det Stromkreis des Elektromagneten 109 mittels des Schalters 112 geschlossen, so schlägt der Anker 110 gegen die Prüfkarle 114 und trägt den Meßwert als Punkt in der Skala 115 ein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Fahrwerkgeometrie-Meßanlage zur Messung der Radneigungswinkel von Kraftfahrzeugen bei nicht übereinstimmender Lage von Meßanbge und Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Meßplatz (1) Meßblöcke (2-5) fest angeordnet jnd mit unabhängig voneinander bewegbaren Schubstangen (6 — 9) versehen sind, an deren Ende sich jeweils ein Meßkopf (53,54, 79,80) mit verschiebbaren Taststiften (56, 56a, 566,56cund

57, 57a, 576. 57c) befindet, daß sowohl die Schubstangen (6 — 9) als auch die Taststifte (56, 56a, 566, 56c und 57, 57a. 576, 57c) Raster (27-30 bzw.

58, 59, 81, 82, 100) zur inkrementalen Messung der Schubstangen- bzw. der Taststiftbewegung tragen und daß eine Zähleinrichtung die von den Rastern übertragenen Lageabstände zwischen Meßanlage und Fahrzeug als Korrekturwert ermittelt.

2. Meßanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Simulierung der geometrischen Radebenen Meßscheiben (14- 17) verwendet werden, die an den Fahrzeugrädern (10—13) befestigt und nach der geometrischen Radebene ausgerichtet sind.

3. Meßanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (53, 54, 79, 80) je drei Abtaststifte tragen, von denen jeweils einer (55) fest und einer zu diesem horizontal ausgerichtet (56,56a. 566,56c) b/w. vertikal ausgerichtet (57,57a, 576,57c) und verschiebbar angeordnet ist.

4. Meßanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Zählung und Speicherung der von den Rastern erzeugten Impulse Schrittmotoren (41, 42,64,65,76,77,85,86) verwendet werden.

5. Meßanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Schrittmotoren (41, 42, 64, 65, 76, 77, 85, 86) mittels Differentialgetrieben (43,47,48,75,78,87,88) summiert werden.

6. Meßanlage nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Schrittmotoren bzw. von den Differentialgetrieben gespeicherte Wert der Radneigungswinkel auf Zahnriemen (66, 67, 90, 9ί) übertragen und mittels auf diesen befindlichen Zeigern (71, 72, 94, 95) an Skalen (73, 74,%,97) ablesbar ist.

7. Meßanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Zahnriemen (66, 67, 90, 91) jeweils ein Druckwerk (109-113) verbunden ist, 5c welches den Meßwert auf eine Prüfkarte (114) überträgt.