DE3027089A1

DE3027089A1 - Vorrichtung zum messen und korrigieren der lenkgeometrie von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3027089A1
Application number: DE19803027089
Authority: DE
Inventors: Claus Elsässer; Günther 7238 Oberndorf Roß; Volker 7214 Zimmern Schwarz
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4443951A; DE3027089C2; FR2487065A1; CH659520A5; FR2487065B3

Description

MP 73
Hn/Ra

Mauser-Werke Oberndorf GmbH

Teckstraße 11 7238 Oberndorf/Neckar

Vorrichtung zum Messen und Korrigieren der Lenkgeometrie von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Korrigieren der Lenkgeometrie von Kraftfahrzeugen, insbesondere deren Spur- und Sturzwinkel, mittels jedem Rad eines Radpaares zugeordneten und dem Abtasten der Radwinkel-Istwerte dienenden mechanischen Organen, wobei die derart ermittelten Werte unter Benutzung von Meßwertgebern in elektrische Signale umgewandelt und angezeigt werden.

Die Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeuges hängen in nicht unwesentlichem Umfang vom Zustand seiner Lenkgeometrie, also von der Spur und vom Sturz der Räder, ab. Eine sorgfältig vermessene und im Bedarfsfalle entsprechend korrigierte Lenkgeometrie hat nicht unerheblichen Einfluß auf Rexfenverschleiß und Kraftstoffver-

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Vorrichtungen zum Messen der Fahrwerksgeometrie von Kraftfahrzeugen sowie auch entsprechende Arbeitsverfahren sind an sich seit langem bekannt. Derartige Vorrichtungen wie auch die dafür entwickelten Arbeitsverfahren sind jedoch nicht nur in konstruktiver, sondern vor allem auch in technisch-konzeptioneller Hinsicht optimierungsfähig.

In der CH-PS 540 476 wurde bereits eine Meßvorrichtung zum Messen der Fahrwerksgeometrie von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Das zu messende Kraftfahrzeug wird dabei auf der Vorrichtung nach seiner Längsmittelachse ausgerichtet. An praktisch gleiche Voraussetzungen ist auch das in der CH-PS 544 300 vorgeschlagene (Arbeits-)Verfahren gebunden: Auch hier wird zur automatischen Ermittlung der Symmetrie-Längsachse eines Kraftfahrzeuges sowie der Winkelneigungen der Fahrzeug-Vorderräder von der durch die Symmetrie-Längsachse verlaufenden Vertikalebene ausgegangen.

Eine andere, ähnliche Verfahrensweise wurde zudem auch in der CH-PS 424 288 vorgeschlagen, bei deren praktischer Ausführung beispielsweise der Neigungswinkel zwischen der Fahrzeug-Längsmittelachse und der Vorder- bzw. Hinterachse in den Kreuzungspunkten gemessen wird.

Wie sich gezeigt hat, liegt der Nachteil derartiger Vorrichtungen und (Arbeits-)Verfahren in ihrer technischen Konzeption, da diese im Regelfalle stets mehrere Bezugsachsen erfordern. Es liegt damit auch auf der Hand, daß bereits hier, also im konzeptionellen Bereich, eine nicht unbeachtüch große Meßfehlerquelle entsteht.

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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter bewußter Abkehr von den insoweit schon vorgeschlagenen Konzeptionen und der sich daraus wiederum ergebenden Meßfehlerquellen eine - auch im konstruktiven Aufbau - relativ einfache und betriebssichere Vorrichtung zum Messen und Korrigieren der Lenkgeometrie von Kraftfahrzeugen zu schaffen.

Erfindungsgemäß besteht diese Vorrichtung im wesentlichen darin, daß das sich auf die Radaufhängungen eines Radpaares als Meßbasis gründende Messen der Lenkgeometrie unter Benutzung ggf. einzeln veränderbarer Räder-Feststellorgane erfolgt, welche mit je einem quer zur Radlaufrichtung angeordneten und die Istwert-Abtastorgane tragenden Schlitten verbunden sind, und dem einen der beiden Rad-Feststellorgane ein der Korrektur des Spur-Winkels [<x ] dienendes Längenmeßsystem zugeordnet ist, bei dessen Verstellung in einem ihm nachgeordneten Rechner ein Korrekturwinkel [pc ^] gebildet wird, welcher sich mit dem für Jedes Rad der Räderpaare gesondert ermittelten Radwinkel-Istwert £oc] in den dem Rechner sowie den jeweiligen räderimmanenten Meßwertgebern nachgeordneten Zählern überlagert und als reelle Korrekturgröße angezeigt wird, während der Radwinkel-Istwert I /3 ] jedes Rades direkt den Zählern zugeführt wird.

Weitere, insbesondere der baulich-konstruktiven Aus- und Fortbildung dienende Erfindungsmerkmale lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vorteilen einher:

Der Vorrichtung liegt die Konzeption zugrunde, als Meßbasis die jeweiligen Radaufhängungen eines Radpaares

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zu benutzen. Dies bedeutet, daß alle Messungen wie auch die ggf. notwendige Korrektur von Spur- und Sturzwinkel von einer einzigen Bezugsachse ausgehen. Hierdurch lassen sich Meßfehler bzw., Meßungenauigkeiten weitgehend ausschalten.

Wegen der Einfachheit der der vorgeschlagenen Vorrichtung zugrundeliegenden technischen Konzeption lassen sich dementsprechend auch die zum Ermitteln von Spur- und Sturzwinkel notwendigen Organe überaus einfach ausbilden. Eine derartige Ausbildung gilt dabei gleichermaßen auch für die der Korrektur von Spur- und Sturzwinkel dienenden Organe.

Die relative Lage der Fahrzeug-Meßbasis zur Meßvorrichtung läßt sich recht leicht und zudem apparativ unauf-" wendig korrigieren. Hierdurch wird eine Feinausrichtung des Fahrzeuges entbehrlich, so daß schlußendlich der Meß- und Korrekturvorgang zeitunaufwendiger, sicherer und zuverlässiger als bei den bekannten Vorrichtungen und (Arbeits)Verfahren ablaufen kann. Hinzu kommt noch, daß alle dem Messen und Korrigieren der Lenkgeometrie dienenden Organe an den äußeren Stirnseiten der Vorrichtung gut zugänglich angeordnet sind. Ein weiterer, mit der vorgeschlagenen Erfindung einhergehender Vorteil besteht schließlich in der Anwendung und Zuordnung vielfach bewährter elektrischer bzw. elektronischer Baugruppen wie beispielsweise inkrementale Winkelgeber und Vorwärts-/Rückwärtszähler.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Dabei zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung in raumbildlicher Darstellung,

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Fig. 2 einen quer zur Radlaufrichtung angeordneten Meßschlitten mit Winkelgeber und Meßlinealen in vergrößerter raumbildlicher Darstellung, und schließlich

Fig. 3 ein Blockschaltbild über die An- und Zuordnung des Längen-Meßsystems, der Geber, des Rechners der Zähler und Anzeigen.

In Fig. 1 wird ein hinsichtlich seiner Lenkgeometrie zu messendes und bei Bedarf zu korrigierendes Kraftfahrzeug mit seinen Rädern 10, 10a, etwa den Vorderrädern, in die beiden Feststellorgane 11, 11a eingefahren. Das

- nicht dargestellte - Lenkrad wird mittels einer

- ebenfalls nicht dargestellten - Feststellvorrichtung blockiert. Das dem Feststellen des Rades 10a dienende Organ 11a ist ortsfest angeordnet und derart ausgebildet, daß sich das Rad 10a selbsttätig zwischen dem Rollenpaar 12a zentriert. Das dem Feststellorgan 11a gegenüberliegende Feststellorgan 11 für das Rad 10 ist mittels eines Schlittens 13 in Radlaufrichtung verschiebbar angeordnet. Die jeweilige Position des Rades 10 wird mit Hilfe eines Längenmeßsystems 14 ermittelt. Die beiden Zentrierrollenpaare 12, 12a sind motorisch antreibbar.

Quer zur Laufrichtung der Räder 10, 10a sind Schlitten 15, 15a verschiebbar angeordnet, welche der Aufnahme bzw. Anordnung der Istwert-Abtastorgane, so der Meßlineale 16, 16a und 17 (Fig. 2) sowie der Inkremental-Winkelgeber 18, 18a dienen. Die Meßlineale 16 (16a) sind dabei horizontal und die Meßlineale 17 (17a) vertikal angeordnet.

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Werden die Meßlineale 16 (i6a), 17 (17a) mittels der Schlitten 15, 15a an den Rädern 10, 10a in Meßstellung gebracht, so werden die jeweils abgetasteten Meßwerte über die Inkremental-Winkelgeber 18, 18a, das Längenmeßsystem 14, die Vorwärts-/Rückwärtszähler 19, 19a als Winkelstellung der Räder 10, 10a in den Istwert-Anzeigen 20, 20a sichtbar gemacht. Dabei wird jede Veränderung in der Stellung der Räder 10, 10a direkt erfaßt und angezeigt. Die mit [ ex] gekennzeichneten Winkel für die Spur sind dann die jeweiligen augenblicklichen Ist- oder Effektivwerte.

Die Messung des Korrekturwinkels foe ^] ergibt sich aus dem Verhältnis der Spurweite [W] zum Wert £Δ _x] der Verschiebung des Schlittens 13 in Radlauf- bzw. Längsrichtung. Die Spurweite £ W ] entspricht dabei dem Proportionalglied [ a ] = Hebel 14a und die Verschiebung [Δ χ] dem Proportionalglied [ b ] = Hebel 14b. Mittels einer skalierten Meßschraube 21 läßt sich das Ubertragungsgelenk 22 gegenüber dem Meßsystem 14 direkt verstellen.

Bei gegebener Spurweite [ W ], beispielsweise 1331 mm, ergibt sich der Einstellwert [Δ _v] an der Meßschraube 21 wie folgt:

Δ γ = W [mm] = fnim] TOT)

Δ ν = 1331 = 13,31 ^y Too

Das Messen der Räder-Sturzwinkel [jß J und deren ggf. erforderliche Korrektur erfolgt analog auf die vorstehend schon beschriebene Weise mit der Maßgabe, daß die jeweiligen Istwert-Sturzwinkel der Räder 10, 10a mittels

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der vertikal angeordneten Meßlineale 17 (17a) abgetastet werden. Die Istwert-Sturzwinkel £ β 1 gelangen direkt zu den Zählern 19, 19a.

Zur Erlangung präziser Meß- wie auch Einstell- bzw. Korrekturwerte wird die jeweils vorausgegangene Messung nach Veränderung der Radstellung um 180° wiederholt, die jeweiligen Istwerte werden also "auf Umschlag" ermittelt. Die Lageveränderung der Räder 10, 10a um 180° erfolgt mittels der motorisch angetriebenen Zentrierrollenpaare 12, 12a.

• · ·

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1.j Vorrichtung zum Messen und Korrigieren der Lenkgeometrie von Kraftfahrzeugen, insbesondere deren Spur- und Sturzwinkel mittels Jedem Rad eines Radpaares zugeordneten und dem Abtasten der Radwinkel-Istwerte dienenden mechanischen Organen, wobei die derart ermittelten Werte unter Benutzung von Meßwertgebern in elektrische Signale umgewandelt und angezeigt werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß das sich auf die Radaufhängungen eines Radpaares (10, 1Oa) als Meßbasis gründende Messen der Lenkgeometrie unter Benutzung ggf. einzeln veränderbarer Räder-Peststellorgane (11, 11a) erfolgt, welche mit je einem quer zur Radlaufrichtung angeordneten und die Istwert-Abtastorgane tragenden Schlitten (15, 15a) verbunden sind, und dem einen der beiden Rad-Feststellorgane (11) ein der Korrektur des Spur-Winkels [cc] dienendes, Längenmeßsystem (14) zugeordnet ist, bei dessen Verstellung in einem ihm nachgeordneten Rechner (23) ein Korrekturwinkel [oc _kJ gebildet wird, welcher sich mit dem für jedes Rad (10, 10a) des Räderpaares gesondert ermittelten Radwinkel-Istwert foe J in den dem Rechner (23) sowie den Jeweiligen räderimmanenten Meßwertgebern (18, 18a) nachgeordneten Zählern (19. 19a) überlagert und als reelle Korrekturgröße angezeigt wird, während der Radwinkel-Istwert [ ß] jedes Rades direkt den Zählern (19, 19a) zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Räder-Feststellorgane (11, 11a) zwei achsparallel zu den Kraftfahrzeug-Räderachsen angeordnete

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und motorisch angetriebene Zentrierrollenpaare (12, 12a) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das eine (11) der Räder-Feststellorgane (11, 11a) samt seines Zentrierrollenpaares (12) in Radlaufrichtung verschiebbar auf einem Schlitten (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die quer zur Radläufrichtung angeordneten und die Istwert-Abtastorgane (16, 16a; 17, 17a) tragenden Schlitten (15, 15a) verschiebbar ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Istwert-Abtastorgane Meßlineale sind, (16, 16a; 17» 17a) deren eines - horizontal angeordnetes Paar (16, 16a) dem Abtasten des Spur-Winkels [oc ] und deren anderes - vertikal angeordnetes - Paar (17, 17a) dem Abtasten des Sturz-Winkels [/3 ] dienen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das dem einen Rad-Feststellorgan (11) zugeordnete und der Korrektur des Spur-Winkels [oc] dienende Längenmeßsystem (14) im wesentlichen aus einer Hebelübersetzung (14a, 14b) definierter Proportion [a : b ] und einer der Verstellung eines Übertragungsgelenkes (22) dienenden skalierten Meßschraube (21) besteht.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das Längenmeßsystem (14) dem in Radlaufrichtung schlittenverschiebbaren Räder-Feststellorgan (11) zugeordnet 1st,

8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß sich der Korrekturwinkel [oc ^] aus dem Verhältnis der Spurweite [W] zur Schlittenlängsverschiebung [Δ _x] ergibt und diese Werte mechanisch auf die HebelUbersetzung (14a, 14b) übertragen werden, wobei die Spurweite [ W ] dem Proportionalglied [ a ] und die Schlittenlängsverschiebung [Δ _x] dem Proportionalglied [ b ] entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die räderimmanenten Meßwertgeber (18, 18a) an sich bekannte Inkremental-Winkelgeber sind.

1O. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zähler (19» 19a) an sich bekannte Vorwärts-Rückwärtszähler sind.

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