DE4037384A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und justieren der ausrichtung der raeder eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen und Justieren der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahr­ zeuges.

Bisher wurde die Ausrichtung der vier Räder eines Kraft­ fahrzeuges so durchgeführt, daß die Räder auf drehbaren Trommeln ruhten und dann mit einer vorbestimmten Ge­ schwindigkeit gedreht wurden, wobei der Spurwinkel je­ des Rades erfaßt wurde und gemäß den Angaben des Her­ stellers justiert wurde. Hierbei ist wichtig, daß die Räder auf den Trommeln derart montiert sind, daß mög­ lichst die Mittellinie des Fahrzeuges mit der Längsachse der Testvorrichtung zusammenfällt. Hierbei auftretende Fehler führen dazu, daß die Räder nicht richtig ausge­ richtet sind, was wiederum zu ungünstigem Fahrverhalten führt.

Es gibt einen weiteren Vorschlag, nach dem zwei einander gegenüberliegende Grenzarme die Verschiebung jedes Rades quer zur Mittellinie begrenzen, nachdem das Fahrzeug mon­ tiert und ausgerichtet ist. Der Nachteil hierbei ist je­ doch der, daß dieses Verfahren schwer durchführbar und zeitaufwendig ist. Hinzu kommt, daß das Verfahren ungenau ist: Es wirken nämlich auf die Räder starke Kräfte, die eine Radausrichtung entsprechend derjenigen auf der Stra­ ße verhindern. Diese Kräfte rühren von der Zwangslage der Räder auf den sich drehenden Trommeln her, wobei gleich­ zeitig das System die Räder axial bewegen will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren derart durchzuführen, daß eine schnelle und saubere Ausrichtung der Fahrzeugräder ent­ sprechend den Festlegungen des Herstellers möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ist gelöst.

Auf diese Weise wird erreicht, daß nicht mehr das Fahr­ zeug exakt auf der Testvorrichtung ausgerichtet werden muß. Außerdem ist die Ausrichtung der Räder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schnell und außerordentlich präzise möglich. Die gemessenen Werte entsprechen völlig den Verhältnissen auf der Straße.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Merkmale, die im Anspruch 2 angegeben sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Er­ findung,

Fig. 2 eine Seitenansicht dazu,

Fig. 3 Sensoreinheiten, die in die Vorrichtung eingebaut sind,

Fig. 4 weitere Sensoreinheiten, die in die Vorrichtung eingebaut sind,

Fig. 5 eine Draufsicht der Vorrichtung, wobei nur einige Einzelheiten dargestellt sind, und

Fig. 6a-c Diagramme, um das Verfahren gemäß der Erfindung zu erläutern.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 die Gesamtvorrichtung bezeichnet. Sie besteht aus einem Rahmen 11, der aus ei­ ner oberen Hälfte 12 und einer unteren Hälfte 13 be­ steht, die über vertikale Stützen 14 miteinander verbunden sind. Die obere Rahmenhälfte 12 besitzt einen ersten vorderen Raum 15, in dem sich Rollereinheiten 16a und 16b befin­ den. Auf der anderen Seite befindet sich ein Raum 17, in dem sich Rollereinheiten 18a und 18b befinden. Der hintere Raum 17 ist größer aus Gründen, die weiter unten beschrieben werden.

Die vorderen Rolleneinheiten 16a und 16b und die hinte­ ren Rolleneinheiten 18a und 18b sitzen auf bewegbaren Schlitten 19 und 20. Diese sind in horizontaler Richtung auf Schienen 21 und 22 gleitbar gelagert, die sich auf einem Mittelteil 23 befinden. Jede Einheit 16 bzw. 18 ist also parallel zu der Längsmittellinie CT der Vorrich­ tung 10 wie auch zu einer Längsmittellinie CV eines Fahrzeuges bewegbar.

Die eine vordere Rolleneinheit 16a oder 16b ist in hori­ zontaler Richtung unbeweglich, während die andere vordere Rolleneinheit in horizontaler Richtung beweglich ist. Natürlich können auch sowohl alle vorderen Rolleneinhei­ ten 16a, 16b wie auch die hinteren Rolleneinheiten 18a und 18b beweglich sein.

Der hintere Schlitten 20 ist mit einem dritten beweglichen Schlitten 24 verbunden, der in horizontaler Richtung gleitbar auf Schienen 25 sitzt, die sich in der unteren Rahmenhälfte 13 befinden.

Ein erster fluidbetätigter Zylinder 26 befindet sich in der unteren Rahmenhälfte 13. Seine Kolbenstange 26a ist an dem Schlitten 24 befestigt. Eine Betätigung des Zylinders 26 hat zur Folge, daß der Schlitten 24 in horizontaler Richtung innerhalb des Raumes 17 sich be­ wegt. Auf diese Weise kann derAbstand zwischen den vorderen und hinteren Rolleneinheiten auf den Abstand der Räder eines Fahrzeuges V eingestellt werden.

Jede Rolleneinheit 16a, 16b bzw. 18a, 18b weist eine Antriebsrolle 27 und eine Laufrolle 28 auf. Diese sind in vertikaler Richtung bewegbar. Sie können auf diese Weise an das Rad 29a, 29b bzw. 30a, 30b angelegt werden bzw. von diesem entfernt werden. Die vertikale Bewegung der Rollen 27 und 28 erfolgt mittels eines Hebers 31, der sich zwischen den Rollen 27 und 28 befindet und mittels eines zweiten fluidbetätigten Zylinders 32 in vertikaler Richtung bewegt werden kann.

Die Antriebsrollen 27 werden durch Motore M über Riemen 33 angetrieben. Sie drehen die Fahrzeugräder.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vor­ richtung. Eine erste Sensoreinheit 34 befindet sich im Bereich der vorderen Rolleneinheit 16a bzw. 16b. Sie weist einen dritten fluidbetätigten Zylinder 35 und ei­ nen vierten fluidbetätigten Zylinder 36 auf. Weiterhin gehört zu der Sensoreinheit eine Zelle 37 und ein Druck­ anzeigegerät 38. Der dritte Zylinder 35 ist über seine Kolbenstange 35a mit einer Fühlrolle 39 verbunden. Das andere Ende des Zylinders ist mit einem Bock 40 über einen Hebel 41 verbunden, der zwischen beiden Teilen schwenkbar ist. Der vierte Zylinder 36 kann mit seiner Kolbenstange 36a mit einem Teil 35a des dritten Zylinders 35 in Berührung treten. Ein Stoß nach vorne der Kolben­ stange 36a hat zur Folge, daß der dritte Zylinder 35 sich in Richtung auf die Mittellinie CT der Vorrichtung 10 bewegt, bis die Fühlrolle 39 an der Außenwand des vor­ deren Rades 39a bzw. 39b anstößt. Dann wird der dritte Zylinder blockiert. Das hat zurFolge, daß eine axiale Bewegung der vorderen Räder eingeschränkt wird. Dann folgt eine Rückwärtsbewegung der Stange 36a des vierten Zylinders 36. Wenn die vorderen Räder 29a bzw. 29b sich drehen und eines von ihnen die Tendenz hat, seitwärts abzudriften, dann drückt es gegen den dritten Zylinder 35. Das hat zur Folge, daß dieser sich nach außen bewegt, wobei der Hebel 41 sich verschwenkt. Das äußere Ende des Zylinders 35 drückt dann gegen die Zelle 37. Der ent­ wickelte Druck wird von dem Anzeigegerät 38 angezeigt.

Eine zweite Sensoreinheit 42 befindet sich oberhalb jeder Rolleneinheit 16a, 16b bzw. 18a, 18b (siehe insbesondere Fig. 4). Diese Einheit 42 besteht aus einem Rahmen 43, der in horizontaler Richtung gleitbar auf Schienen 44 sitzt. Diese sitzen auf der oberen Rahmenhälfte 12. Ein fünfter fluidbetätigter Zylinder 45 ist mit seiner Kolben­ stange 45a mit dem Rahmen 43 verbunden. An dem oberen und unteren Ende des Rahmens 43 befinden sich optische Sen­ soren 46. Ferner sitzt an dem Rahmen 43 über ein Gelenk 48 eine Schwenkscheibe 47. Diese liegt den Sensoren 46 gegenüber. Sie weist mehrere Rollen 49 auf (im Ausfüh­ rungsbeispiel sind drei vorgesehen). Diese werden von Haltern 50 gehalten und sind in gleichen Abständen an der Peripherie der Scheibe 47 angeordnet.

Eine Betätigung des fünften Zylinders 45 hat eine Bewegung der Rollen 49 in Richtung auf den Reifen 29a (bzw. 29b bzw. 30a bzw. 30b) zur Folge, derart, daß man die Rollen mit der Außenwand des Reifens in Berührung bringen kann bzw. von diesem entfernen kann.

Der Betrag der horizontalen Bewegung der Rollen 49 in Richtung auf einen Reifen bzw. weg von diesem wird mittels einer gewissen Vorrichtung gemessen. Diese besteht aus einer Zahnstange 51, die mit dem hinteren Ende des Rahmens 43 verbunden ist. Ein Ritzel 52 kämmt mit der Stange 51. Dieses Ritzel sitzt an einem Potentiometer 53, das mit ei­ ner Computereinheit (nicht dargestellt) verbunden ist.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Der erste Zylinder 26 wird betätigt, um die hinteren Rol­ leneinheiten 18a und 18b zu hinteren Rädern des Fahr­ zeuges V auszurichten, um auf diese Weise zu erreichen, daß alle Räder korrekt zu den Rolleneinheiten 16a, 16b, 18a, 18b liegen. Dann wird der zweite Zylinder 32 jeder Rolleneinheit betätigt, so daß der Heber 31 angehoben wird, bis die Rollen 27 und 28 gegen den Reifen stoßen. In diesem Moment it das Fahrzeug V nicht mehr zu der Mittellinie CT der Vorrichtung 10 ausgerichtet (siehe Fig. 6a).

Die Motore M werden dann in Betrieb genommen. Sie trei­ ben die Rollen 27 und 28 an, die alle vier Fahrzeugräder drehen. Die vordere Rolleneinheit 16a und die hintere Rolleneinheit 18a und 18b können sich etwas nach vorne oder hinten parallel zu der Mittellinie CT bewegen, derart, um die Reifen in Balance zu halten. Die Ge­ schwindigkeit der Motore M wird nun vergrößert, so daß gewissermaßen das Fahrzeug unter Straßenbedingungen steht (siehe Fig. 6b, die die Reifenpositionen vor der Ausrichtung zeigt). Dann folgt eine Betätigung der Sensoreinheiten 34. Dabei wird der vierte Zylinder jeder Einheit betätigt, was zur Folge hat, daß der dritte Zylinder 35 in Richtung auf die Mittellinie CT bewegt wird, bis die Fühlrolle 39 gegen das vordere Rad 29a (bzw. 29b) stößt (siehe Fig. 3). In diesem Mo­ ment wird der dritte Zylinder 35 frei bewegbar. Die Drücke, die auf die Fühlrollen 39 der beiden Einheiten 34 von den Vorderrädern 29a, 29b ausgeübt werden, werden auf die Zellen 37 übertragen und können an den Geräten 38 abgelesen werden.

Alle vier Sensoreinheiten 42 werden nun in Gang gebracht, dies derart, daß der fünfte Zylinder 45 jeder Einheit betätigt wird, was zur Folge hat, daß der Rahmen 43 sich in Richtung auf die Mittellinie CT bewegt, bis die Rollen 49 an dem Rad 29a (bzw. 29b bzw. 30a bzw. 30b) anstoßen. Der Kontakt zwischen den Rollen 49 und dem Rad hat eine Verschwenkung der Scheibe 47 zur Folge. Diese Bewegung wird von den optischen Sensoren 46 unter Zuhilfenahme von Licht erfaßt, die die Verschwenkung dann an die Com­ putereinheit weitergeben. Der Betrag der horizontalen Bewegung, der von jeder Sensoreinheit 42 erfaßt wird, wird zugleich mittels des Potentiometers 53 erfaßt und ebenfalls an die Computereinheit weitergegeben.

Die Bedienungsperson ist nunmehr in der Lage, eine Rad­ ausrichtung in bekannter Art und Weise vorzunehmen, dies dadurch, daß zunächst der Spurwinkel der hinteren Räder 30a, 30b unter Zuhilfenahme der Anzeigen der Sensoren 46 justiert wird. Auf diese Weise kann der Winkel X′ (Fig. 6b) mit dem Winkel X (Fig. 6c) in Übereinstimmung gebracht werden. Die Justierung hat zur Folge, daß einer der hin­ teren Räder 30a bzw. 30b sich entweder zur Mittellinie CT hin bewegt oder von dieser wegbewegt, so daß eine Verrückung des Fahrzeuges V in bezug auf die Vorrichtung 10 korrigiert werden kann. Die Mittellinie CV des Fahr­ zeuges kann also zu der Mittellinie CT der Vorrichtung ausgerichtet bzw. parallel zu dieser eingestellt werden. Mittels der Meßgeräte 38 kann das überprüft werden. Diese müssen dann "0" zeigen. Natürlich kann man auch eine Lampe vorsehen, die die Beendigung der Ausrichtung anzeigt.

Das Steuerrad H des Fahrzeuges wird dann in die Gerade­ ausstellung gebracht (siehe Fig. 6c). Darauf erfolgt eine Justierung des Winkels der Vorderräder 29a, 29b unter Zuhilfenahme der optischen Sensoren 46. Auf diese Weise kann der Winkel Y′ (Fig. 6b) mit dem Winkel Y (Fig. 6c) in Übereinstimmung gebracht werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird die vordere Rollenein­ heit 16b in horizontaler Richtung unbeweglich gehalten, während die hinteren Rolleneinheiten 18a, 18b und die Einheit 16a in horizontaler Richtung beweglich sind. Auf diese Weise ist eine schnelle Ausrichtung der Linie CT der Vorrichtung mit der Linie CV des Fahrzeuges möglich, wobei die Rolleneinheit 16b als Referenzeinheit dient.

Claims (9)

1. Verfahren zum Messen und Justieren der Ausrichtung der Räder eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• a) die vorderen und hinteren Fahrzeugräder (29, 30) auf Rolleneinheiten (16, 18) gedreht werden, die sich mindestens teilweise in Fahrzeuglängsrichtung frei bewegen können,
• b) die äußeren Seitenwände der Vorderreifen (29) in Druckkontakt mit einer ersten Sensoreinheit (34) gebracht werden und insbesondere die axialen Bewe­ gungen der Vorderräder (29) eingeschränkt werden,
• c) der Druck zwischen den Vorderreifen (29) und der ersten Sensoreinheit (34) gemessen wird,
• d) der Spurwinkel (X, Y) jedes Vorder- und Hinterrades (29, 30) gemessen wird,
• e) der Spurwinkel (X) jedes Hinterreifens (30) justiert wird, bis der Druck gemäß Schritt c Null wird, und
• f) der Spurwinkel (Y) jedes Vorderrades (29) justiert wird.

2. Vorrichtung zum Messen und Justieren der Räder eines Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch

• a) Rolleneinheiten (16, 18), die sich mindestens teil­ weise in Fahrzeuglängsrichtung bewegen können und Rollen (27, 28) aufweisen, die mit den vorderen und hinteren Fahrzeugreifen (29, 30) in Kontakt treten können,
• b) Antriebselemente zum Antrieb der Rollen (27, 28) und damit der Fahrzeugräder (29, 30),
• c) erste Sensoreinheiten (34) mit Organen (35, 39), die die axialen Bewegungen der Vorderräder (29) be­ schränken, und mit Meßelementen (37, 38) zum Messen des Druckes zwischen den Organen (35, 39) und den Vorderreifen (29), wobei insbesondere die Organe (35, 39) an einem Ende mit einem Schwenkhebel (41) verbunden sind, und
• d) zweite Sensoreinheiten (42), die senkrecht und hori­ zontal zur Mittellinie (CT) der Vorrichtung bewegbar sind, und zur Erfassung des Spurwinkels (X, Y) der Reifen Fühlorgane (46, 47) aufweisen, bestehend aus einem optischen Abstandserfasser (46), einer ver­ schwenkbaren Scheibe (47) gegenüber dem Abstandser­ fasser (46) und mehreren Rollen (49) an der Scheibe (47), die mit der Seitenwand eines Reifens in Kontakt treten können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Rolleneinheit (16; 18), insbe­ sondere eine solche für ein Vorderrad (29), unbeweglich in horizontaler Richtung gehalten wird, während sich die übrigen Räder bzw. Rolleneinheiten frei bewegen können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel (51, 52, 53) vorgesehen sind, um den Betrag der horizontalen Bewegung der zweiten Sen­ soreinheit (42) zu erfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese Mittel ein Ritzel (52), eine Zahnstange (51) und ein Potentiometer (55) umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Heber vorgesehen ist, um die Rollen (27, 28) der Rolleneinheiten (16, 18) anzuheben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheibe (47) im Zentrum ge­ lagert ist und allseitig schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Organe (35, 39) von einer Zylinder-Kolben-Einheit (35, 35a) und einer an den Reifen (29a) anlegbaren Rolle (39) am freien Ende der Kolben­ stange (35a) gebildet werden und daß die Kolbenstange (35a) durch eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit (36, 36a) bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (49) der zweiten Sensoreinheit (42) einen kürzeren Abstand zur Raddrehachse haben als die Rolle (39) der ersten Sensor­ einheit (34), die vorzugsweise vor den anderen Rollen (49) den Reifen (29) berührt.