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Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Verfahren und-Einrichtung
zur Bestimmung der Lage von Drehachsen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Bestimmung der Lage von Drehachsen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Radachsen.
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Bei bekannten Meßgeräten, die insbesondere bei der Achsvermessung
für Kraftfahrzeuge verwendet werden wird an den zu vermessenden Radachsen senkrecht
zu diesen ein Meßspiegel angeordnet und diesem gegenüber ein Achsmeßprojektor angeordnet,
der ein ;Reßbild über den zugehörigen Meßspiegel auf eine in der Nähe des Achsemeßprojektors
fest angeordnete Bildebene projiziert. Bei bekannten Achsmeßgeräten dieser Art weist
das Meßbild eine Skala auf und wird über den an der Radachse angebrachten Meßspiegel
auf die am Projektor angeDrachte Bildwand mit einem darauf
aufgebrachten
Fadenkreuz projiziert. Aus der Lage der projizierten Skala zu dem Fadenkreuz der
Bildwand läßt sich die Winkelstellung der Radachsen durch Ablesen ermitteln.
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Die Ablesung der Winkelstellung ist häufig ungenau, so daß das Tleßergebnis
beim Ablesen und Obertragen in ein Meßblatt verfälscht wird. AuRerdem ist es erforderlich,
vor Beginn der Messung den Achsmeßprojektor in Bezug auf das Fahrzeug auszurichten.
Diese Ausrichtarbeiten sind auArendig und es messen dafür geschulte Fachkräfte eingesetzt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung
der Lage von Drehachsen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Radachsen zu entwickeln,
mit dessen Hilfe die Stellung der Radachsen ohne vorherige Ausrichtarbeiten gemessen
werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Punkt
des Rades über eine Teleskopstange beweglich mit einer Meßachse verbunden wird,
daß das Rad in Umdrehung versetzt wird und der Verbindungspunkt der Teleskopstange
von der Meßachse zunächst in eine Lage gebracht wird, in der bei der Drehung des
Rades die Längenänderung der Teleskopstange zu Null wird und daß danach der Verbindungspunkt
der Teleskopstange und der Meßachse fixiert wird und bei der Drehung des Rades auftretende
Winkeländerungen zwischen der Teleskopstange und der Meßachse zu Null gemacht werden
und daß danach die Winkelstellung der meßachse, die nun der Winkelstellung der Radachse
entspricht, in einem Bezugskoordinatensyst em gemessen wird.
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Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens zu entwickeln, die besonders einfach
in ihrem Aufbau und in ihrer Handhabung ist. Die zu entwickelnde Einrichtung soll
dabei außerdem kostengünstig sein und dabei möglichst
Teile enthalten,
die häufig in Kraftfahrzeug-WerkstEtten ohnehin schon vorhanden sind.
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Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein
Längengeber zur Ermittlung der Länge der Teleskopstange vorgesehen ist, wobei.in
Abhängigkeit von der Stellung des Längengebers die Lage des Verbindungspunktes der
Teleskopstange und der Meßachse einstellbar ist und daß ein Winkelgeber zur Ermittlung
des Winkels zwischen der Meßachse und der Teleskopstange vorgesehen ist, wobei in
Abhängigkeit von der Stellung des Winkelgebers die Lage -der Meßachse durch Verschwenkung
um den Verbindungspunkt mit der Teleskopstange veränderbar ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den zugehörigen Zeichnungen.
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Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Meßgerätes und Fig.
2 den schematischen Aufbau einer Einrichtung zur automatischen Ermittlung des Meßergebnisses.
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In Fig. 1 ist ein Fahrzeugrad 10 dargestellt, das auf Laufrollen 11
und 12 eines Rollenprüfstandes drehbar gelagert ist. Die Stellung des Rades 10 bzw.
seiner Radachse 13 soll vermessen werden, wobei bei der Achsvermessung bei Kraftfahrzeugen,
insbesondere der Spur- und Sturzwinkel, interessieren. An dem Rad 10 ist über ein
erstes Kreuzgelenk 14 eine Teleskopstange 15 befestigt. Die Befestigung geschieht
dabei zweckmäßigerweise an dem bei 16 angedeuteten Felgenhorn des Kraftfahrzeugrades.
Das zweite Ende der Teleskopstange 15 ist über ein Kreuzgelenk 17 mit einer Meßachse
18 verbunden. Das zweite Kreuzgelenk 17 ist in einer gedachten Ebene mit den Eckpunkten
19, 20, 21 und 22 verschiebbar.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nun die Meßachse 18 in eine
Lage gebracht werden, die der Radachse 13 entspricht. Die Meßachse 18 soll also
mit der Achse 13 zusammenfallen. Dann kann die Lage der Meßachse 18 leicht in einem
ortsfesten Bezugssystem, das beispielsweise mit dem Rahmen des Rollenprüfstandes
verbunden ist, vermessen werden.
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Um die Meßachse 18 in eine mit der Achse 13 zusammenfallende Lage
zu bringen, wird nun folgendermaßen vorgegangen. Das Rad 10 wird in Umdrehung gesetzt.
Dabei kann das Rad 10 über die zu vermessende Achse 13 selbst oder über eine der
Laufrollen 11, 12 angetrieben werden. Wenn die beiden Teile der Teleskopstange 15
unverdrehbar gegeneinander angeordnet sind, wird damit auch die Meßachse 18 angetrieben.
Zunächst einmal wird bei der in Fig. @ dargestellten Lage sine Längen änderung der
Teleskopstange 15 zu @e@baehten sein. Diese Längenänderung wird gleich @@@@ sich
das zweite Kreuzgelenk 17 auf der Achse nd@@ Das Kreuzgelenk 17 wird also entweder
von Hand @@@@ @u@@@ eine. Auitomatischen Regelkreis solange @@schobe@ @is die @ängenängerung
der Teleskopstange Null ist, @@@ @at @@n die Gewähr dafür, daß das zweite Kreuzgelenk
17 au@ der Achse 13 liegt, Nunmehr muß noch die Meßachse 18 so @erschwenkt werden,
daß auch diese Meßachse 18 hinsichtlich ihrer Richtung mit der Radachse 13 zusammenfällt.
Wird das Kraftfahrzeugrad 10 erneut in mdrehung versetzt, so ist bei einer nicht
mit der Achse 93 zusammenfallenden Lage der Meßachse 18 eine Winkeländerung zwischen
der Meßachse 18 und ler Teleskopstange 15 zu beobachten. Verändert man nun die Lage
der Meßachse 18 solange, bis die Winkeländerungen zwischen der Meßachse 18 und der
Teleskopstange 15 zu Null erden, dann fällt die Meßachse 18 mit der Radachse 13
zusammen. Nunmehr kann die Lage der Meßachse 18 mit beliebigen Winkelmeßeinrichtungen
vermessen werden. Dabei können beispielsweise Potentiometer verwendet werden, die
entsprechend der Stellung der Meßachse 18 ein elektrisches Signal abgeben.
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In Fig. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, mit der die bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 erläuterten
AbgleichsvorgEnge automatisch ausgeführt
werden können.
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Das Kraftfahrzeugrad 10 rollt dabei wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 auf Laufrollen 11 und 12 eines weiter nicht dargestellten Rollenprüfstandes
ab. An der Teleskopstange 15 ist ein Langengeber 23 angeordnet, der die Längenänderungen
der Teleskopstange 15 ermittelt. Ein entsprechendes Ausgangssignal wird auf einen
Regler 24 gegeben, der über ein Stellglied 25 auf die Lage des Kreuzgeienkes 17
Einfluß nimmt. Das Kreuzgelenk 17 wird nun solange in der in Fig. 1 mit 19, 20,
21 und 22 bezeichneten Ebene verschoben, bis das Kreuzgelenk 1.7 sich in dem in
Fig. 1 mit P bezeichneten Punkt befindet. Dabei beschreibt das Kreuzgelenk 17 den
in Fig. 2 mit einer unterbrochenen Linie bei 26 angedeuteten Weg. Befindet sich
das kreuzgelenk 17 in dem Punkt P nach Fig. 1, wird ein zweiter Regelkreis in Betrieb
genommen. Dieser ReÕelkreis umfaßt einen Winkelgeber 27, der auf der sich drehenden
eßachse 18 angeordnet ist. Dieser Winkelgeber 27 erfaßt Winkeländerungen zwischen
der t4eßachse 18 und der Teleskopstange 15. Diese Winkeländerungen werden in einem
Regler 28 eingegeben, der ein entsprechendes Ausgangssignal auf ein Stellglied 29
gibt, welches unter Festhalten des zweiten Kreuzgelenkes 17 in dem Punkt P die Lage
der Meßachse 18 durch Verschwenken um diesen Punkt P solange ändert, bis die Winkeländerungen
zwischen der Meßachse 18 und der Teleskopstange 15 zu Null werden.
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Damit liegt die Meßachse 18 auf der Radachse 13 und kann vermessen
werden.
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Die höchste Regelempfindlichkeit der beschriebenen Regelkreise wird
dann erreicht, wenn der bffnungswinkel des Kegels, auf dem sich die Teleskopstange
15 bewegt, ein rechter Winkel ist.
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Die beschriebenen Abgleichvorgänge, welche in Fig. 2 automatisch mit
elektrischen Regelkreisen ausgeführt werden, können auch von Hand vorgenommen
werden,
indem beispielsweise über mechanische Verbindungen die Lage des Kreuzgelenkes 17
und der meßachse 18 verändert werden.
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Als besonders vorteilhaft bei dem beschriebenen Meßgerät und dem entsprechenden
Meßverfahren hat sich herausgestellt, daß die dynamische Achsvermessung auf Rollenprüfständen
möglich ist, welche sich bereits vielfach schon in Kraftfahrzeug-Werkstätten befinden.
Es ist also hier nicht erforderlich, daß für die Lagerung des Kraftfahrzeugrades
10 b-esondere ollen benötigt werden. Außerdem sind nur einfache Rüstarbeiten beim
Aufstellen des Meßgerätes erforderlich. Es braucht dabei nur die Teleskopstange
15 am Felgenhorn des Kraftfahrzeugrades beispielsweise durch eine Federklanner befestigt
werden. Das Meßverfahren und das entsprechende Meßgerät eigenen sich dabei für unterschiedliche
Radgrößen und Abstände. Außerdem ist eine direkte Anzeige der Meßwerte und eine
elektrische Erfassung der Meßdaten möglich. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
daß das Meßgerät das Einfahren des Kraftfahrzeuges in den Rollenstand nicht behindert.
Schließlich ist die Meßeinrichtung bzw. das Meßverfahren hinsichtlich seiner Genauigkeit
unabhängig. vom Zustand des Rades, da für die Messung nur ein bestimmter Punkt benötigt
wird, der sich auf einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwanOsweise auf einem Kreis
bewegt.