DE2905300A1

DE2905300A1 - Optische vorrichtung zum erfassen von radwinkeln

Info

Publication number: DE2905300A1
Application number: DE19792905300
Authority: DE
Inventors: Hauke Bruhn; Armin Dipl Phys Dr Felske
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1980-08-14

Description

Optische Vorrichtung zum Erfassen von Radwinkeln
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Vorrichtung, die den Vorteil bietet, daß die Radwinkel mit hoher Genauigkeit auch an Fahrzeugen ermittelt werden können, die während der Messung schwanken und nicht auf dem Boden stehen, also beispielsweise an Transportketten hängen, wird in der deutschen Patentanmeldung P 27 56 457.4-52 beschrieben. Diese Vorrichtung, deren sämtliche Bestandteile also während der Messung am Fahrzeug einschließlich Radaufhängung und Rad befestigt sind, ist im wesentlichen auf strahlerzeugende Einrichtungen abgestellt, die im wesentlichen punktförmige Strahlen erzeugen. Als Ausführungsbeispiel werden in der genannten Patentanmeldung in diesem Zusammenhang Laser genannt. Für die Erfassung des Sturzwinkels sieht diese Vorrichtung daher eine reflektierende Einrichtung in Gestalt eines Reflexionsgitters oder eines Polygonspiegels vor, das bzw. der auf die Radnabe aufsetzbar isty so daß beim Drehen des Rades durch damit verbundenes Schwenken des Strahls auf den Meßschirm eine Linie projiziert wird, deren Neigung gegen die Senkrechte ein Maß für den Sturzwinkel ist. Die diese reflektierende Einrichtung bestrahlende weitere strahlerzeugende Einrichtung ist neben der erstgenannten Einrichtung dieser Art am Fahrzeug befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Vorrichtung dieser Art, d.h. mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen, unter Wahrung ihrer genannten Vorteile - Befestigung sämtlicher Bestandteile der Vorrichtung am Fahrzeug einschließlich Radaufhängung und Rad - so auszubilden, daß die Notwendigkeit des Drehens des Rades bei der Sturzmessung fortfällt. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs.
Gegenüber der Vorrichtung nach der genannten deutschen Patentanmeldung wird erfindungsgemäß die Aufgabe also nicht nur ohne zusätzlichen Aufwand, sondern sogar unter Verringerung des Aufwands gelöst, da die bei der in der Patentanmeldung beschriebenen Vorrichtung erforderliche reflektierende Einrichtung in Gestalt eines Reflexionsgitters oder eines Polygonspiegels entfällt.
Zwar ist es aus der DE-OS 25 22 122, GO1b 11/27, bekannt, zur Sturzmessung einen Projektor am Rad und einen Spiegel am Fahrzeug quer zur Längsachse desselben anzuordnen, jedoch enthält diese Druckschrift keine Hinweise hinsichtlich der zur Spur und zur Nac-hlauferfassung erforderlichen weiteren Einrichtungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Teile der Radaufhängung einschließlich des Rades wiedergibt, die zur Befestigung der Bestandteile der Vorrichtung dienen, während Figur 2 eine Seitenansicht zeigt. Figur 3 schließlich gibt einen Querschnitt durch das Fahrzeug im Bereich der Radaufhängung wieder, wobei auch hier die Darstellung auf die im Rahmen der Erfindung interessierenden Teile des Fahrzeugs beschränkt ist.
Der Radträger 1 mit der Bremsscheibe 2 und der Radnabe 3 ist in üblicher Weise über den Achszapfen 4 und das Schwenklager 5, dessen Spurstangenhebel 6 über die Spurstange 7 mit einem nicht dargestellten Lenkgetriebe in Verbindung steht, am Fahrzeug aufgehängt. Weitere wesentliche Bestandteile der Radaufhängung bilden der obere Querlenker 9 und der untere Querlenker 8 sowie der Stoßdämpfer 10 mit der ihn umgebenden Feder 11. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug ferner einen dem zu prüfenden Rad benachbarten Längsträger 12 (Figur 2) auf, als der auch eine Versteifung des Fahrzeugs angesprochen werden kann.
Der Spiegel 13 ist an dem die Schwenkungs- oder Lenkungsdrehachse 14 definierenden Schwenklager 5 mittels der Halterung 15 so gehalten, beispielsweise magnetisch, daß seine Ebene parallel sowohl zur Schwenkachse 14 als auch zur Radachse 17 verläuft. Mit beiden Achsen schließt die Ebene des Spiegels 13 also den Winkel Oo ein. Diesem Spiegel, der zur Ermittlung von Spur und Nachlauf dient, ist der erste Projektor 18 zugeordnet, der zweckmäßigerweise eine Halogenlampe, einen Kondensor, ein Fadenkreuz sowie eine Objektivlinse enthält.
An dem Radträger 1 ist drehfest der zweite Projektor 19 gleichen Aufbaus wie der erstbeschriebene Projektor befestigt, beispielsweise durch eine magnetische Halterung, der zur Ermittlung des Sturzes dient.
Der Projektor 18 und ein dem zweiten gelenkten Rad des Fahrzeugs zugeordneter entsprechender Projektor sind in diesem Ausführungsbeispiel auf einem gemeinsamen Gestell 20 montiert, das im wesentlichen quer zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufend an diesem befestigt ist. Dies kann über an sich bekannte Schnellverbindungen oder auf magnetischem Wege geschehen.
Vor dem Projektor 18 befindet sich der mit dem Strahlaustritt 21 versehene Meßschirm 22, der mit Markierungen versehen ist, die im Verein mit dem vom Spiegel 13 reflektierten bzw. dem vom Projektor 19 ausgestrahlten Meßbild, beispielsweise einem Fadenkreuz, die verschiedenen Radwinkel entweder direkt bzw. über ihnen entsprechende Strecken (Abstände) abzulesen gestatten. Dabei bietet die Verwendung von Lichtprojektoren, insbesondere Halogenprojektoren, die vorteilhafte Möglichkeit, die Wahl zwischen Hellfeld-oder Dunkelfeldabbildung zu treffen.
Die Ermittlung der verschiedenen Radwinkel wird wie folgt vorgenommen: Die Spur a ergibt sich gemäß Figur 1 als halber Winkel zwischen dem von dem ersten Projektor 18 auf den Spiegel 13 projizierten Strahl 18' und dem von dem Spiegel 13 reflektierten Strahl 18". Da die Entfernung zwischen dem Projektor 18 einerseits und dem Spiegel 13 andererseits bei dem jeweiligen Fahrzeugtyp bekannt ist, ist der Abstand x zwischen dem Strahlaustritt 21 einerseits und dem Ort X des Auftreffens des reflektierten Bildes des Fadenkreuzes oder dergleichen auf dem Schirm 22 ein Maß für die Spur.
Gleichzeitig mit der Ermittlung der Spur a kann der Nachlauf b ebenfalls unter Verwendung des Projektors 18 mit den Strahlen 18' und 18" und des Spiegels 13 erfaßt werden, wie in Figur 2 dargestellt. Infolge der beschriebenen definierten Ausrichtung der Ebene des Spiegels 13 ist in der senkrechten Ebene der Winkel zwischen den Strahlen 18' und 18" gleich dem doppelten Nachlauf b, d.h. der senkrechte Abstand y zwischen Strahlaustritt 21 und Ort des reflektierten Bildes Y auf dem Spiegel 22 ist ein Maß für den Nachlauf.
Ebenfalls gleichzeitig mit diesen Messungen kann unter Verwendung des zweiten Projektors 19 und des bereits mehrfach erwähnten Bildschirms 22 der Sturz gemessen werden In Figur 3 ist das im Projektor 19 angeordnete Fadenkreuz mit 23 bezeichnet Die Linie 24 stellt die Projektion einer entsprechenden Meßmarke auf dem Schirm 22 in die Zeichenebene der Figur 3 dar. Dann definiert der Winkel c den Sturz, d.
h. dieser Winkel kann am Meßschirm 22 als Differenzwinkel zwischen der Markierung des Schirms 21 (entsprechend Linie 24) und projiziertem Bild des Fadenkreuzes 23 abgelesen werden. Infolge der Verwendung eines Fadenkreuzes oder einer anderen, linienförmigen Markierung im Projektor 19 erübrigt sich ein Drehen des Rades 25 bzw. der Radaufnahme 1. Es genügt eine einmalige Ausrichtung der optischen Achse 19' (siehe Figur 1) des Projektors 19 bezüglich des Meßschirms 22.
Leerseite

Claims

Patentanspruch Optische Vorrichtung zum Erfassen der Radwinkel Spur, Sturz und Nachlauf an einem Kraftfahrzeugrad, das zur Ausführung von Lenkbefehlen um eine Schwenkachse schwenkbar aufgehängt ist, enthaltend zwei strahlerzeugende Einrichtungen, von denen eine zur Spur- und Nachlauferfassung mit ihrer optischen Achse unter einem definierten Winkel, vorzugsweise parallel, zur Längsachse des Fahrzeugs vcrlaifend ar diesem be feutigbar ist, einen im Weg der Strahlung cier einen strablerzeugenden Einrichtung an der Radaufhängung in solcher Ausrichtung befestigbaren Spiegel, daß seine Ebene unter vorgegebenen Winkeln, vorzugsweise 00, sowohl zur Radachse als auch zur Schwenkachse verläuft, und einen quer zur Fahrzeugslängsachse vor der einen strahlerzeugenden Einrichtung am Fahrzeug befestigbaren Meßschirm, der einen Durchtritt für die Strahlung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere der beiden als Lichtprojektoren (18,19) für Meßmarken (23) ausgebildeten strahlerzeugenden Einrichtungen zur Sturzerfassung am Rad (1) derart befestigbar ist, daß ihre optische Achse parallel zur Radebene verläuft und den mit Bezugsmarkierungen versehenen Meßschirm (22) durchsetzt.