DE3146107C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsvermessungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanpsruchs 1.

Mit einer derartigen, aus der GB-PS 9 69 985 bekannten Achsvermessungseinrichtung wird der Einschlagwinkel jedes Rades, d. h. der Winkel zwischen der Verbindungsachse eines Radpaars ohne Lenkradeinschlag und der Rotationsebene eines Rades in eingeschlagenem Zustand, gemessen. Dieser Winkel wird für jedes Rad über eine Winkelmeßvorrichtung mit einem Hebelsystem und einem auf das Hebelsystem wirkenden und mit einer Winkelskala versehenen Einstellrad getrennt ermittelt. Die Winkelskala des Einstellrades wird in der Geradeausstellung der Vorderräder auf Null gestellt. Nachdem die Vorderräder auf den gewünschten Lenkeinschlag gebracht sind und die Winkelmeßeinrichtung des linken und des rechten Rades auf den Einschlagwinkel abgeglichen wurde, kann der Spurdifferenzwinkel aus der Differenz der an den Winkelskalen abgelesenen Winkel ermittelt werden.

Bei dieser Vorrichtung ist keine direkte Ablesung des Spurdifferenzwinkels möglich. Der jeweilige Nullpunkt der Winkelmeßvorrichtungen muß bei jeder Messung für jedes Rad neu eingestellt werden, d. h., es ist keine definierte Nullpunkteinstellung vorhanden. Da bei jedem Einschlagwinkel von dem gleichen Nullpunkt ausgegangen wird, muß die Winkelskala für verschiedene Einschlagwinkel über einen sehr weiten Meßbereich von z. B. +/-50° ausgebildet werden. Da die Winkelskala auf eine in der Praxis handhabbare Größe beschränkt ist, ist in diesem Fall die erzielbare Auflösung gering.

Aus der DE-GM 19 94 508 ist ein Spurdifferenzwinkelmeßgerät bekannt, mit dem der Spurdifferenzwinkel aus der Differenz der Radeinschlagwinkel ermittelt wird. Die Winkel werden jeweils an Skalen abgelesen, die entlang eines Kreisabschnitts aufgetragen sind, der zumindest den gesamten Winkelbereich des zu prüfenden Lenkeinschlagwinkels überstreicht. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Auflösung der Winkelskala durch die Notwendigkeit einer kompakten Ausführung limitiert.

Bei beiden bekannten Einrichtungen kann die für eine Messung des Spurdifferenzwinkels vorausgesetzte Genauigkeit nicht oder nur mit sehr hohem vorrichtungstechnischem Aufwand erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht zu handhabende und einfach aufgebaute Achsvermessungseinrichtung zu schaffen, die eine genaue Bestimmung des Spurdifferenz- und des Spurwinkels ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mittels des Erfindungsgegenstandes ist die Abweichung des Spurwinkels vom Lenkeinschlagwinkel für jedes Rad an jeweils einer Winkelskala direkt ablesbar. Da lediglich die Winkeldifferenz zu den üblichen Lenkeinschlagwinkeln angezeigt wird (falls nämlich der Spurwinkel gleich dem Lenkeinschlagwinkel ist, stehen beiden Zeiger in der Mittelstellung), erstreckt sich die Skala vorteilhafterweise nur über einen kleinen Meßbereich von +/-10°. Dieser Meßbereich bleibt für alle vorgegebenen Lenkeinschlagwinkel gleich, dadurch wird die Ablesegenauigkeit wesentlich verbessert und die Handhabung der Meßeinrichtung vereinfacht.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine im Teilschnitt dargestellte Draufsicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Achsvermessungseinrichtung, die an eine Seite eines Fahrzeugradpaares angepaßt ist,

Fig. 2 eine im Teilschnitt gezeigte Seitenansicht des Teils der in Fig. 1 gezeigten Lehre,

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht der in der in Fig. 1 gezeigten Lehre Verwendung findenden Anordnung aus schwenkbarem Arm und Zeiger,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Verwendung der Achsvermessungseinrichtung, die in den vorangehenden Figuren dargestellt wurde, um den "Spurwinkel" eines Radpaares in der vollkommen exakten Frontalausrichtung zu messen,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Verwendung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Achsvermessungseinrichtung zur Messung des "Spurwinkels" eines Fahrzeugradpaares, wenn diese nach rechts eingeschlagen ist, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Verwendung der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Achsvermessungseinrichtung zur Messung der Fluchtung bzw. Spurversetzung ("crab") zwischen einem Vorder- und einem Hinterrad eines Fahrzeugs (wobei nur die linke Seite gezeigt ist).

Die Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen zeigen lediglich eine Seite der Achsenvermessungseinrichtung, die andere Seite ist jedoch von identischer Konstruktion, allerdings mit entgegengesetzter Lagezuordnung. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, besitzt jede Seite bzw. jedes Seitenteil der Achsvermessungseinrichtung einen Balken bzw. Träger 11, an dessen einem Ende ein abgeglichener bzw. ausgerichteter segmentförmiger Arm im folgenden Segmentarm 12 genannt, derart montiert ist, daß er frei um einen Schwenkzapfen 13 rotieren kann. Ein Zeiger 14 ist am Segementarm 12 angebracht, und eine Deckplatte 15, die am Träger 11 befestigt ist und den Zeiger 14 überdeckt, trägt eine Skala 16, die in Grad geeicht bzw. kalibriert ist, so daß die Rotation des Segmentarms 12 aus einer Zentralposition bzw. aus einer Mittelstellung heraus erfaßt bzw. ermittelt werden kann. Vorteilhafterweise kann die Skala 16 auf jeder Seite der Zentral- (oder Null-)Stellung bzw. Mittelstellung für einen Ausschlag von 10° kalibriert bzw. geeicht sein. Die Skala 16 kann auf der Deckplatte 15 einstellbar bzw. justierbar sein, so daß der Zeiger 14 für Kalibrier- bzw. Eichzwecke in Nullstellung abgeglichen werden kann; alternativ hierzu kann der Zeiger 14 verbogen werden, um ihn in den Nullpunkt zu bringen. Eine (nicht gezeigte) Vergrößerungslinse liegt auf der Skala 16 auf.

Ein Lenkstockhebel 18 ist in einem gewissen Abstand in Längsrichtung des Trägers 11 vorgesehen und erstreckt sich von der Oberfläche des Trägers 11, an der der Segmentarm 12 und die Abdeckplatte 15 angebracht sind, nach oben. Am oberen Ende des Lenkstockhebels 18 ist eine Buchse vorgesehen, in der ein Dorn 19 drehbar montiert ist. Ein Seeger- oder Sprengring 21, der auf dem Dorn 19 montiert ist, fixiert den Dorn 19 in Längsrichtung bezüglich dieser Buchse, und an der anderen Seite dieser Buchse ist eine Klemm- bzw. Verankerungsschraube 22 vorgesehen, mittels der der Dorn bezüglich des Lenkstockhebels verriegelt bzw. festgelegt werden kann. Ein Gegengewicht 17 ist an dem dem Segmentarm 12 abgewandten Ende des Trägers 11 vorgesehen, so daß sich der Träger 11 in dem Fall, wenn er auf dem Dorn 19 gelagert ist, im wesentlichen horizontal erstreckt und sich der Segmentarm 12 in einer horizontalen Ebene dreht.

Beim Gebrauch der Achsvermessungseinrichtung ist der Träger 11 auf einem Fahrzeugrad eines Räderpaares mittels einer Radklammer 25 durch die Achse oder den Dorn 19 gehalten bzw. gelagert. Die dargestellte Radklammer 25 kann universell verwendet werden, und sie ist einstellbar oder justierbar, um die Verwendung für unterschiedliche Radgrößen bzw. Felgengrößen zu ermöglichen. Die Radklammer besitzt ein Paar von Stangen 26, auf denen drei Blöcke 27, 28 und 29 gleitend montiert sind. Klemmschrauben 30 sind auf jedem Block vorgesehen, so daß der jeweilige Block bezüglich der Stange 26 blockiert bzw. geklemmt oder verriegelt werden kann. Der obere Block 27 ist mit einem einzigen mittig bzw. zentral positionierten Klemmpunkt 31 und der untere Block 28 mit einem Paar von Klemmpunkten 31 versehen, die in der Lage sind, mit der Felge des Rades in Eingriff zu gelangen. Zur sicheren Fixierung der Radklammer 25 am Rad werden die Blöcke 27 und 28 auf den Stnagen 26 solange justiert, bis die Klemmpunkte 31 mit der Felge des Rades in Eingriff stehen bzw. gelangen. Die Blöcke 27 und 28 werden dann mittels der Klemmschrauben 30 in dieser Position verriegelt. Der mittlere Block 29, der eine Büchse 32 trägt, in die der Dorn 19 montiert werden kann, wird anschließend auf den Stangen 26 so positioniert, daß die Büchse 32 im wesentlichen mit der Radachse fluchtet, woraufhin er mittels der Klemmschrauben 30 in dieser Position festgeklemmt wird. Der Dorn 19 kann dann in die Büchse 32 soweit dies ein Seeger- oder Sprengring 34 zuläßt, der auf dem Dorn 19 montiert ist, eingeschoben und in dieser Position bzw. Lage durch eine Klemmschraube 33 verriegelt bzw. festgehalten werden.

Wie deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist, ist der Segmentarm 12 im Bereich seines Umfangsabschnitts mit einem Loch A versehen, das so positioniert ist, daß die Gerade, die das Loch A mit dem Schwenkpunkt P verbindet, im rechten Winkel zur Achse des Zeigers 14 verläuft, und daß die Gerade durch das Loch A und den Schwenkpunkt P parallel zur Achse des Dorns 19 verläuft, wenn sich der Zeiger 14 in der Null- oder Mittelstellung der Skala 16 befindet. Zusätzliche Löcher B und C sind im Umfangsbereich des Segmentarms 12 derart positioniert, daß sie zu beiden Seiten des Lochs A um einen Winkel von 14,2° versetzt sind. Ein weiteres Loch D ist im Umfangs- bzw. Randbereich des Segmentarms 12 unter einem Winkel von 180° zur Achse des Zeigers 14 positioniert. Diese Löcher A, B, C und D bilden Befestigungseinrichtungen für die Enden eines elastischen Verbindungselements 40.

Bei der Messung des Spurwinkels, d. h. der Vorspur eines Fahrzeugradpaars, sollte das Fahrzeug auf einer im wesentlichen ebenen Oberfläche stehen. Darüber hinaus sollten diese Räder zur Messung des Spurdifferenzwinkels bei Lenkungseinschlag der Vorderräder oder der gelenkten Räder des Fahrzeugs frei drehbar um die Rad-Lenkachsen des Fahrzeugs sein, und sie sollten sich darüber hinaus frei in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sowie in den seitlichen Richtungen bewegen können. Zu diesem Zweck werden die gelenkten Räder des Fahrzeugs normalerweise auf Drehtische montiert, die eine freie Drehbewegung und eine freie Bewegung in den erforderlichen Richtungen ermöglichen. Dies wird normalerweise dadurch erzielt, daß man den Drehtisch auf einer Kugel- bzw. Wälzlagereinrichtung montiert, die einen Drehbewegungs-Freiheitsgrad sowie Freiheitsgrade für die Bewegung entlang der x- und y-Koordinaten besitzt.

Um den Spurwinkel eines Front-Radpaares eines Fahrzeugs in der exakt nach vorne ausgerichteten Stellung zu messen, werden die Rad- bzw. Felgenklammern 25 und die Träger 11 der jeweiligen Achsvermessungseinrichtung in der oben beschriebenen Art und Weise an das jeweilige Rad geklemmt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Die beiden Segmentarme 12 der Achsvermessungseinrichtung werden mittels eines das Verbindungselement 40 bildenden unter Spannung gehaltenen Butyl-Gummi- Strangs 40 miteinander verbunden, wobei Haken 41 aus rostfreiem Stahl, die an jedem Ende des Butyl-Gummi- Strangs 40 vorgesehen sind, in die Löcher A in jedem der Segmentarme 12 eingreifen. Die oben beschriebene Radklammer 25 ist so konzipiert, daß die Achse der Büchse 32, wenn die Radklammer an einer Felge befestigt ist, parallel zur Radachse verläuft, und daß sich somit der Träger 11 in horizontaler Richtung und in einer zur Drehebene des Rades parallelen Ebene erstreckt. Falls das Rad beschädigt ist, kann die Felge verzogen bzw. deformiert sein, so daß die Achse der Büchse 32 nicht mehr parallel zur Mittelachse der Radachse verläuft. Um eine derartige Verformung zuzulassen, wird die Klemm- bzw. Verankerungsschraube 22 gelockert, so daß sich der Träger 11 frei um den Dorn 19 drehen kann. Das Rad wird dann in Drehbewegung versetzt, und jede fehlerhafte Ausrichtung zwischen der Achse der Büchse 32 und der Radachse kommt als sinusförmige Bewegung des Zeigers 14 zum Ausdruck. Während der Drehbewegung des Rades wird der maximale Ausschlag des Zeigers 14 auf jede Seite notiert, und das Rad wird dann so positioniert, daß der Zeiger 14 eine Mittelstellung zwischen diesen beiden Grenzausschlagstellungen einnimmt. Alternativ hierzu kann das Rad solange gedreht werden, bis der Zeiger 14 seine maximale Auslenkung aufweist, und im Anschluß daran wird das Rad um weitere 90° gedreht. In dieser Stellung wird der Träger 11 bezüglich des Dorns 19 mittels der Klemm- oder Verankerungsschraube 22 verankert. Um für diesen Zweck die Voraussetzung für die Drehbewegung der Räder zu schaffen, können auf jedem der Drehtische ein Paar von Rollen vorgesehen sein, auf die die Räder montiert bzw. gestellt werden können; eine dieser Rollen bzw. Walzen ist mit einer Antriebseinrichtung versehen, mittels der sie in Drehbewegung versetzt werden kann, um die Räder anzutreiben.

Nach dem Einjustieren der Achsvermessungseinrichtung in der oben beschriebenen Weise auf jeder Seite, kann der Spurwinkel der Räder direkt ermittelt werden, indem man die auf der Skala 16 auf jeder Seite der Achsvermessungseinrichtung angezeigten Ausschläge summiert. Wenn beispielsweise die Räder vollkommen ausgerichtet sind, sollten die Winkel zwischen dem Butyl-Gummi-Strang 40 und den Zeigern 14 auf jeder Seite der Achsvermessungseinrichtung 180° annehmen, wobei die Zeiger 14 folglich entweder beide auf der Null-Markierung stehen oder um einen gleichen Winkel nach derselben Seite der Nullposition ausgelenkt sind. Wenn man jedoch an einem Zeiger 14 3° Vorspur und am anderen Zeiger 14 2° Vorspur abliest, so beträgt der Spurwinkel 5°. Alternativ hierzu kann die gegenseitge Lagezuordnung der Räder eingestellt werden, indem sie so lange gedreht werden, bis der Zeiger 14 auf einer Seite seine Null-Position auf der Skala 16 einnimmt, wobei dann der Ablesewert auf der anderen Seite dem Spurwinkel der Räder entspricht. Der Spurwinkel der Hinterräder kann auf ähnliche Art und Weise ebenfalls gemessen werden.

Zur Messung des Spurwinkels bzw. Spurdifferenzwinkels bei Radeinschlag nach rechts, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Achsvermessungseinrichtung an den Rädern montiert, und die Korrektur einer ggf. vorliegenden Deformierung der Radfelgen wird wie oben beschrieben durchgeführt. Der Haken 41, der den Butyl-Gummi-Strang 40 mit dem Segmentarm 12 verbindet, der mit dem innenseitigen (rechten) Rad in Verbindung steht, wird dann vom Loch A in das Loch B bewegt, und der Haken 41, der den Butyl-Gummi-Strang 40 mit dem Segmentarm 12 verbindet, der mit dem außenseitigen (linken) Rad in Verbindung steht, wird vom Loch A in das Loch C bewegt. Die Räder werden dann nach rechts gedreht bzw. eingeschlagen, bis einer der Zeiger 14 auf der Skala 16 in die Nullstellung gelangt; der durch den anderen Zeiger 14 angezeigte Zeigerausschlag gibt dann den Spurdifferenzwinkel der Räder bei einem Lenkwinkel von 20°∓1° an. Der Spurdifferenzwinkel bei Lenkeinschlag nach links kann durch dieselbe Prozedur bzw. durch denselben Verfahrensablauf gemessen werden, wobei das innenseitige Rad dann auf der linken und das außenseitige Rad auf der rechten Seite zu liegen kommt und die Verbindungspunkte des Butyl-Gummi-Strangs 40 an den Segmentarmen 12 vertauscht sind.

Bei der oben beschriebenen Achsvermessungseinrichtung kann der Abstand des Arms 11 vom Rad exakt mittels der Seeger- bzw. Sprengringe 21 und 34 und durch die Positionierung der Klemmpunkte 31 überwacht werden. Die Achsvermessungseinrichtung kann folglich auch zur Messung der Fluchtung ("crab") bzw. Spurversetzung zwischen den Vorder- und den Hinterrädern eines Fahrzeugs herangezogen werden, wie dies in Fig. 6 angezeigt bzw. angedeutet ist. Um die Spurversetzung zu messen, werden die Balken bzw. Träger 11 der Achsvermessungseinrichtung in der oben beschriebenen Weise an den Hinterrädern befestigt, wobei sich die Trägerenden, an denen die Segmentarme 12 angebracht sind, in Richtung auf die Vorderseite des Fahrzeugs zu erstrecken, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Ein Verankerungszapfen 42 ist unter Verwendung von Radklammern, die ähnlich wie die zur Montage der Träger 11 ausgebildet sind, an jedem der Fronträder angebracht. Butyl-Gummi-Stränge 40 erstrecken sich unter Streckbeanspruchung zwischen dem Verankerungszapfen 42 und einem Loch D des Segmentarms 12 auf jeder Seite des Fahrzeugs, und die Fehlfluchtung bzw. die Spurversetzung zwischen den Vorder- und den Hinterrädern auf jeder Seite kann auf den Skalen 16 durch Zeiger 14 angezeigt werden.

Die oben beschriebene Achsvermessungseinrichtung, die von relativ einfacher Konstruktion ist, schafft somit ein vielseitiges Instrument, von dem direkt abgelesen werden kann.

Es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Während im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Achsvermessungseinrichtung an die Felgen geklemmt wird, kann sie beispielsweise alternativ hierzu direkt an die Radachsen geklemmt werden, indem die Rad-Stiftschrauben verwendet werden. Ferner können auf der Radklammer 25 Einrichtungen vorgesehen werden, mit denen eine Justierung der Achse der Büchse 32 bezüglich der Radachse möglich wird, um die Verformung bzw. die Formabweichung des Fahrzeugrades korrigieren zu können; hierzu kann beispielsweise die Büchse 32 auf einer gesonderten Platte vorgesehen sein, wobei die Ebene dieser Platte bezüglich der Ebene des Blocks 29 der Radklammer 25 durch Schraubeinrichtungen justierbar ist. Das elastische Verbindungselement kann gemäß einer Abwandlung von einer Stange gebildet sein, beispielsweise von einer Teleskopstange, zwischen deren Elementen eine Zug- oder Druckfeder angeordnet ist. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß die Verbindung zwischen dem elastischen Verbindungselement und den Segmentarmen 12 die der Verschwenkpunkte einen minimalen Reibungswiderstand gegenüber einer Drehung dieser Komponenten aufweisen sollten.

Obwohl in der vorangehenden Beschreibung der Spurdifferenzwinkel bei einem Lenkeinschlag von 20° gemessen wird, kann die Achsvermessungseinrichtung so gestaltet sein, daß der Spurdifferenzwinkel bei jedem beliebigen Lenkungswinkel gemessen werden kann, indem die Löcher B und C auf dem Segmentarm auf jeder Seite des Lochs A unter einem Winkel positioniert werden, der dem erwünschten Lenkungswinkel entspricht.

Claims (5)

1. Achsvermessungseinrichtung mit einem Paar von Trägern (11), mit Einrichtungen (25), mittels denen die Träger (11) jeweils an einem Rad eines Fahrzeugradpaars oder an deren Achsen derart befestigt sind, daß ein Ende jedes Trägers (11) über den Außenumfang des Rades heraussteht, wobei an einem Ende jedes Trägers (11) ein Arm (12) verschwenkbar angeordnet ist, der über den Umfang des Rades heraussteht, wobei jeder der Arme (12) einen eine Skala (16) überstreichenden Zeiger (14), der derart kalibriert ist, daß er die Winkelstellung des Arms (12) in bezug auf den Träger (11) wiedergibt, und eine erste Befestigungseinrichtung (A) hat, mittels der jeder Arm (12) mit dem anderen Arm (12) über ein elastisches, abnehmbares Verbindungselement (40) verbindbar ist, wobei die erste Befestigungseinrichtung (A) eine Mittelstellung festlegt, in der die Wirklinie des elastischen Verbindungselements (40) durch den Drehpunkt (P) jedes Arms (12) parallel zu der Drehachse der Fahrzeugräder verläuft, wenn sich der Zeiger (14) an dem Nullpunkt der Skala (16) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der verschwenkbare Arm (12) kreissegmentförmig ausgebildet ist und daß an dem bogenförmigen Randabschnitt des kreissegmentförmigen Arms (12) die erste Befestigungseinrichtung (A) und auf einer Seite der ersten Befestigungseinrichtung (A) eine zweite und auf der anderen Seite der ersten Befestigungseinrichtung (A) eine dritte Befestigungseinrichtung (B, C) angeordnet sind, derart, daß der von dem Drehpunkt (P) des kreissegmentförmigen Arms (12) aus betrachtete Winkel zwischen der ersten Befestigungseinrichtung (A) und der zweiten Befestigungseinrichtung (B) gleich dem Winkel zwischen der ersten Befestigungseinrichtung (A) und der dritten Befestigungseinrichtung (C) ist.

2. Achsvermessungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (16) auf jeder Seite der Mittel- oder Nullstellung über einen Bereich von 10° kalibriert ist.

3. Achsvermessungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die dritte Befestigungseinrichtung (B, C) um einen Winkel von 14,2° versetzt zu beiden Seiten der ersten Befestigungseinrichtung (A) angeordnet sind.

4. Achsvermessungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Randabschnitt des kreissegmentförmigen Arms (12) eine vierte Befestigungseinrichtung (D) derart angeordnet ist, daß der von dem Drehpunkt (P) des kreissegmentförmigen Arms (12) aus betrachtete Winkel zwischen der ersten (A) und der vierten Befestigungseinrichtung (D) 90° beträgt.

5. Achsvermessungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Befestigungseinrichtungen (A, B, C, D) durch Löcher an dem Randabschnitt des kreissegmentförmigen Arms (12) gebildet ist und die Enden des elastischen Verbindungsteils Haken (41) aufweisen, die mit den Löchern in Eingriff bringbar sind.