DE4405725A1 - Achsmeßgerät für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Achsmeßgerät für Fahrzeuge, insbe­ sondere Kraftfahrzeuge.

Derartige Achsmeßgeräte sind erforderlich, um bei Fahrzeugen die Achs- und Lenkgeometrie kontrollieren und gegebenenfalls korrigieren zu können. Gemessen werden Spur, Sturz, Spur­ differenzwinkel und Nachlauf. Durch Verbindung einer Messung von beiden Achsen können auch Lenkungsmittelstellung, Lenk­ radmittelstellung, Achsversatz und Stellung der Hinterachse zur Fahrachse gemessen werden.

Bei den Achsmeßgeräten geht der Trend immer stärker in Rich­ tung auf elektronische Meßgeräte, die die Messung teilweise optisch vornehmen und einen relativ großen Bau- und Bedie­ nungsaufwand erfordern. Bei diesen ist eine Befestigung eines Gebers, z. B. eines Spiegels für optische Messung, am Rad er­ forderlich.

Einfache mechanische Geräte sind an der unteren Grenze der erforderlichen Genauigkeit und erfordern bei der Ablesung besondere Aufmerksamkeit, beispielsweise Ableselupen oder dgl.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfach herzu­ stellendes und zu bedienendes Achsmeßgerät zu schaffen, das bei guter Genauigkeit und Ablesbarkeit ohne Anbringung von Gebern am Fahrzeug auskommt.

Diese Aufgabe wird durch ein Achsmeßgerät gelöst, das wenig­ stens einen mechanischen Anschlußfühler aufweist, der am Rad oder der Achse angreift und mit einem Fühlerelement verbunden ist, das um eine Schwenkachse schwenkbar an einem Träger an­ geordnet ist und mit einem Anzeigegerät zur Anzeige des Win­ kels zwischen Träger und dem demgegenüber schwenkbaren Füh­ lerelement versehen ist. Das Anzeigegerät kann vorzugsweise eine mechanische Übersetzung zwischen der Schwenkachse und der Zeigerwelle enthalten, wobei die Gesamtübersetzung vor­ teilhaft 90 : 1 oder darüber, vorzugsweise 180 : 1 beträgt.

Obwohl hier also auf einfache Weise gemessen werden kann, indem beispielsweise die Anschlußfühler an der Felge ange­ setzt werden, ist durch das Anzeigegerät eine einfache Ab­ lesung möglich, wobei die Meßwertübertragung auf das An­ zeigegerät mechanisch erfolgen kann. Es ist aber auch mög­ lich, elektrische oder elektronische Zwischenübertragungen einzuschalten, um z. B. eine digitale Anzeige oder einen Druckeranschluß zu ermöglichen. Es könnte beispielsweise über eine entsprechende mechanische Übersetzung ein Analog/Digi­ tal-Wandler angeschlossen werden, der eine anstatt des mechanischen Anzeigegerätes vorgesehene Digitalanzeige mit Druckeranschluß bedient.

Vorzugsweise kann der Träger langgestreckt und vorzugsweise in einem Halter im wesentlichen horizontal verschiebbar sein.

An einem Ende kann er den Schwenkmechanismus für das Fühler­ element und an seinem anderen Ende das Anzeigegerät aufwei­ sen. Auf diese Weise ist es möglich, einerseits das Anzeige­ gerät entfernt von dem Angriffspunkt der Fühler, d. h. dem Rad des Kraftfahrzeuges anzuordnen, so daß es für den Ablesenden leicht zugänglich ist und andererseits kann der Träger einen großen Verstellweg haben, ohne daß das Anzeigegerät dabei stört.

Die Messung erfolgt dabei rein mechanisch, extern durch An­ setzen des Achsmeßgerätes am Fahrzeug ohne die Notwendigkeit, Geber daran zu befestigen, d. h. die Anschlußfühler können aus einfachen Tastern oder zangenartigen Greifern bestehen, die an die Felge angelegt oder angedrückt werden. Sie können ent­ sprechend dem Raddurchmesser verstellbar an einer das Fühler­ element bildenden Stange angebracht sein, die ihrerseits um den gemessenen Winkel schwenkbar ist. Es ist jedoch auch möglich, den Zugriff auf das Rad oder die Achse auf andere Weise vorzunehmen, sofern dadurch eine mechanische Kopplung zwischen Felge und Fühlerelement erfolgt.

Bevorzugt erfolgt die Übertragung der Winkelanzeige mecha­ nisch durch einen Übertragungskanal in dem als Hohlprofil oder Rohr ausgebildeten Träger hindurch. Diese Übertragung kann durch einen Riementrieb erfolgen. Dabei kann die Schwenkachse mit einer Riemenscheibe verbunden sein, die vorteilhaft einen größeren Durchmesser hat als ein Übertra­ gungskanal im Träger. Der Abstand beider Trums der Riemen kann durch Führungselemente, wie Rollen, auf einen geringeren Abstand voneinander gebracht sein, als es dem Riemenscheiben­ durchmesser entspricht. Somit kann durch einen großen Riemen­ scheibendurchmesser eine feinfühlige Übertragung sicherge­ stellt werden, obwohl die Übertragung in einem relativ engen Kanal und damit in einem als einfaches Rohr ausgebildeten Träger erfolgen kann. Als Übertragungsriemen kann beispiels­ weise ein dehnungsarmer endloser Rundschnurriemen verwendet werden, gegebenenfalls aber auch ein Zahnriemen oder ähnli­ ches. Auch andere Übertragungsmöglichkeiten, die eine spiel- und dehnungsarme Übertragung im Inneren eines Übertragungska­ nals von kleinem Querschnitt ermöglichen, wie beispielsweise eine Zahnstangenübertragung, sind möglich.

Um trotz einer feinfühligen Messung zu vermeiden, daß das Meßergebnis sich zu leicht verstellt, kann an der Schwenkach­ se ein die Schwenkbewegung des Fühlerelementes bremsendes Reibelement vorgesehen sein.

Das Anzeigegerät kann uhrartig mit einer vorzugsweise für die Feinanzeige (Winkelminuten) vorgesehenen Zentralanzeige und gegebenenfalls einer für die grobere Anzeige (Winkelgrade) vorgesehenen Zweitanzeige ausgebildet sein. Auch im Anzeige­ gerät können die nötigen Übersetzungen Riementriebe sein, mit denen besonders große Übersetzungsverhältnisse erzielt werden können. Es können aber auch Zahnräder vorgesehen sein.

Der Träger sollte auch um eine horizontale Achse schwenkbar sein, um das Fühlerelement horizontal (zur Spurmessung) oder vertikal (zur Sturzmessung) ansetzen zu können.

Der den Träger führende Halter kann vorzugsweise eine Säulen­ führung mit beispielsweise zwei Säulen und daran höhenver­ stellbarer Trägerführung enthalten, in der der Träger ver­ schiebbar und feststellbar geführt ist. Über eine mit seiner Basisplatte zusammenwirkende Schwenkjustierung, z. B. mit einer Achse und einer Einstellschraube, kann die genaue Win­ kellage des Halters und damit auch des Trägers zur horizonta­ len Geräteachse eingestellt werden.

Je ein Halter mit einer der vorher beschriebenen Meß- und Anzeigeeinheiten kann an einem Ende einer Verbindungsstrebe angebracht sein, an der Auflager für die Räder der zu messen­ den Achse vorgesehen sind. Diese sind vorzugsweise über Ku­ gelführungen um eine im wesentlichen senkrechte Achse schwenkbar. Dadurch können sich bei einer Verschwenkung der Räder zum Zwecke der Messung diese frei und unbeeinflußt von der Bodenhaftung drehen.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun­ gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Hälfte eines Achsmeßgerätes,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Schwenkmechanismus, den Träger und das Anzeigegerät,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils des Übertragungsmechanismus und

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Anzeigegerät.

In Fig. 1 ist eine Hälfte eines Achsmeßgerätes dargestellt, dessen andere Hälfte sich spiegelbildlich an der linken Zeichnungsseite anschließt, jedoch hier nicht dargestellt ist.

Die beiden Hälften sind durch eine Verbindungsstrebe 12 mit­ einander verbunden, an die Auflager 13 für die Räder des Kraftfahrzeugs an der zu vermessenden Achse seitlich an­ schließen.

Die Auflager bestehen je aus einer an der Verbindungsstrebe angebrachten Grundplatte 14 und einer darüber angeordneten Schwenkplatte 15, die um eine vertikale Mittelachse 16 schwenkbar ist (siehe Pfeile). Um eine leichte Schwenkbarkeit zu gewährleisten, sind an der Grundplatte und/oder der Schwenkplatte bogenförmige Führungsnuten vorgesehen, in denen Kugeln laufen, die somit Kugelführungen 17 für die Schwenk­ platte bilden.

An jedem Ende der Verbindungsstrebe 12 ist eine Meßeinheit 18 angeordnet. Sie weist ein auf dem Erdboden aufliegendes Ba­ sisteil 19 auf, an der eine horizontale und quer zur Verbin­ dungsstrebe verlaufende Achse 20 in Lagerböcken aufgenommen ist. Sie lagert einstellbar einen Halter 21, der auf einer schwenkbar um die Achse 20 gelagerten Einstellplatte 22 zwei im wesentlichen vertikale Führungssäulen 23 angebracht sind. Die Einstellplatte 22 ist über eine Einstellschraube 24 so einstellbar, daß die Führungssäulen 23 in ihrer vertikalen Position justiert werden können, insbesondere, um die beiden Meßeinheiten zueinander zu justieren. Die Einstellschraube 24 kann durch Kontern oder dgl. sowie durch ein Gewinde im Ba­ sisteil 19 die Einstellplatte 22 in beiden Schwenkrichtungen festlegen.

Die Führungssäulen 23, die oben durch einen Verbindungskopf 25 miteinander verbunden sind, führen eine Trägerführung 26, die daran höhenverstellbar und, beispielsweise durch Schlitz und Klemmschraube 27, in einer bestimmten Höhenposition fest­ stellbar ist. Durch eine horizontale Bohrung in der Träger­ führung 26 verläuft ein Träger 28, dessen Mittelabschnitt aus einem kreisrunden Rohr 29 besteht. Dieses ist in der Träger­ führung horizontal verschiebbar und drehbar. Die jeweilige Position kann über eine Feststellschraube 30 fixiert werden.

Der Träger weist auf seinem der Mitte des Achsmeßgerätes und damit dem zu messenden Rad zugewandten Ende einen Schwenkme­ chanismus 31 auf, der in Fig. 2 detaillierter dargestellt ist. Er enthält in einem Gehäuse 32 Lager 34, die eine ver­ tikal verlaufende Schwenkachse 33 spielfrei lagern. Die Schwenkachse 33 ist an einem Fühlerelement-Halter 35 befes­ tigt, der in einer horizontalen Bohrung einstellbar und fest­ stellbar ein Fühlerelement 36 aufnimmt (siehe auch Fig. 1).

Das Fühlerelement 36 besteht aus einer Stange oder einem Rohr, auf dem längs und in Winkelrichtung verstellbare An­ schlußfühler 37 angebracht sind. Dabei kann es sich um mecha­ nische Taster handeln, die nach Art von festen Anschlägen an eine Felge angelegt werden oder um ähnliche Anschlußelemente.

Auf der Schwenkachse 33 ist eine Riemenscheibe 38 angebracht, die zur Aufnahme eines endlosen Rundschnurriemens 39 ausge­ bildet ist. Dieser sollte möglichst dehnungsarm sein.

Am unteren, aus dem Gehäuse 32 herausragenden Abschnitt der Schwenkachse 33 ist eine Reibscheibe 40 drehfest angebracht, die mit einem Reibring 41 an der unteren Fläche des Gehäuses 32 anliegt. Die Reibscheibe kann federnd sein, um eine gleichmäßige Reibung zu gewährleisten. Sie kann auch in ihrer Vorspannung einstellbar sein. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß sich das Fühlerelement 36 sich um die Schwenkach­ se 33 nicht unkontrolliert bewegen kann.

Das Gehäuse 32 ist an einem Ende des Rohrs 29 angebracht, das mit seinem Inneren einen Übertragungskanal 42 bildet. Um die beiden Trume des Riemens 39 von dem relativ großen Durchmes­ ser der Riemenscheibe 38 auf einen geringeren Abstand zu bringen und sie in dem Übertragungskanal 42 führen zu können, sind zwei freilaufende Rollen 43 vor dem Eingang in den Über­ tragungskanal angeordnet, die den Abstand der beiden Trume des Riemens 39 bestimmen (siehe auch Fig. 3).

Am anderen Ende des Rohrs 29 weist der Träger 28 ein Anzeige­ gerät 44 auf, das uhrartig, beispielsweise nach Art einer Meßuhr aufgebaut ist. Am äußeren Ende des Rohrs 29 ist ein Endstück 45 angebracht, das (in der in Fig. 1 und 2 darge­ stellten Lage) eine vertikale Eingangswelle 46 für das Anzei­ gegerät in Lagern 47 lagert. Die Eingangswelle 46 hat eine umlaufende Einkerbung 48, die eine Riemenscheibe geringen Durchmessers bildet und den Riemen 39 aufnimmt.

Ein Gerätegehäuse 50 ist zur Voreinstellung des Anzeigegerä­ tes gegenüber dem Endstück 45 um die Mittelachse 49 des Anzeigegerätes schwenkbar am Endstück angebracht. Die in das Gerätegehäuse 50 zentral hineinragende Eingangswelle 46 trägt an ihrem oberen Ende eine Riemenscheibe 51, auf der ein Rund­ schnurriemen 52 der beschriebenen Art läuft. Er treibt eine Zweitzeiger-Welle 53 an, die zu seiner Führung eine umlaufen­ de Einkerbung 54 trägt und einerseits im Gerätegehäuse 50 und andererseits in einer Zwischenplatine 55 gelagert ist. Sie trägt an ihrem oberen Ende einen Zweitzeiger 56 und unterhalb der Platine 55 eine weitere Riemenscheibe 57, die über einen Riemen 58 die Hauptzeigerwelle 59 antreibt. Diese ist in der Zwischenplatine 55 und, gegenüber dieser drehbar, im oberen Ende der Eingangswelle 46 gelagert, um eine zentrale Anord­ nung zu ermöglichen. Die Hauptzeigerwelle 59 trägt einen Zeiger 60, der mit einer über der Platine 55 angeordneten Skala 61 zusammenwirkt.

Die Skala und die Zeigeranordnung sind aus Fig. 4 zu erken­ nen. Der Hauptzeiger 60 zeigt je Teilstrich zwei Winkelmi­ nuten des Schwenkwinkels des Fühlerelementes an, wobei eine Zeigerumdrehung zwei Winkelgraden entspricht. Dies erfordert eine Übersetzung von 180 : 1, die Dank der sehr großen Über­ setzungskapazität der Riementriebe in nur drei Stufen möglich ist. Die Zweitanzeige mit dem Zeiger 56 zeigt je Teilstrich 1° an und überstreicht bei einer Umdrehung 30° Schwenkwinkel am Fühlerelement, woraus sich ein Übersetzungsverhältnis von 15 : 1 zwischen den Wellen 53 und 59 ergibt. Das Gehäuse wird nach oben hin durch eine Glasscheibe 62 abgeschlossen.

Das Achsmeßgerät arbeitet wie folgt:
Das Fahrzeug, an dem die Messung vorgenommen werden soll, wird auf das am Boden liegende Achsmeßgerät so heraufgefah­ ren, daß die Räder der zu vermessenden Achse auf dem Auflager 13 stehen. Dann wird durch horizontale Verschiebung des Trägerrohrs 29 gegenüber dem Halter 21 das Fühlerelement 36 an das Rad herangebracht, bis beispielsweise die Anlagefühler 37 an zwei einander gegenüberliegenden Punkten der Radfelge anliegen. Jetzt kann an beiden Seiten des Fahrzeuges die unterschiedliche Winkelstellung der Räder abgelesen werden. Zu einer entsprechenden Messung im eingeschlagenen Zustand lenkbarer Räder werden diese mit der Fahrzeuglenkung entspre­ chend eingeschlagen, wobei sich das Rad zusammen mit der Schwenkplatte 15 dreht.

Falls erforderlich, kann die Nullstellung des Anzeigegerätes 44 durch Verdrehung des Gerätegehäuses 50 gegenüber dem End­ stück 45 eingestellt werden. Infolge der Höhenverstellbarkeit des Trägers an den Führungssäulen 23 lassen sich Messungen an Rädern mit verschiedenen Felgengrößen durchführen, bis zur Größe von Lastwagenfelgen.

Zu einer Sturzmessung wird der Träger in der Trägerführung 26 um 90° geschwenkt, so daß nunmehr das Führungselement 36 in vertikale Richtung weist. Hier ist eine nicht dargestellte Einstellhilfe nach Art einer Wasserwaage für die horizontale und vertikale Ausrichtung des Fühlerelementes vorgesehen.

Eine Messung ist also schnell und einfach durch bloßes Ansetzen der Fühlerelemente an das Rad von außen her durch­ zuführen.

In allen Positionen ist das Anzeigegerät leicht ablesbar und stört bei den übrigen Arbeiten am Rad oder bei der Horizon­ talverstellung nicht.

Claims (13)

1. Achsmeßgerät für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem mechanischen Anschlußfühler (37), der an wenigstens einem Rad oder einer Achse des Fahr­ zeugs angreift, und mit einem Fühlerelement (36) verbun­ den ist, das um eine Schwenkachse (33) schwenkbar an einem Träger (28) angeordnet ist und mit einem Anzeige­ gerät (44) zur Anzeige des Winkels zwischen Träger (28) und dem demgegenüber schwenkbaren Fühlerelement (36).

2. Achsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (44) eine mechanische Übersetzung zwischen der Schwenkachse (33) und einer Zeigerwelle (59) des Anzeigegerätes (44) bzw. einem Geber (z. B. einen Analog/Digital-Wandler) enthält.

3. Achsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtübersetzung zwischen Schwenkachse (33) und Zeigerwelle (59) 90 : 1 oder darüber, vorzugsweise 180 : 1 beträgt.

4. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (28) langge­ streckt und vorzugsweise in einem Halter (21) im wesent­ lichen horizontal verschiebbar ist, an einem Ende einen Schwenkmechanismus (31) für das Fühlerelement (36) und an seinem anderen Ende das Anzeigegerät (44) aufweist.

5. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Winkel­ anzeige mechanisch durch einen Übertragungskanal (42) in dem ein Hohlprofil oder Rohr (29) enthaltenden Träger (28) hindurch erfolgt.

6. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung durch einen Riementrieb (38, 39, 48) erfolgt.

7. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (33) mit einer Riemenscheibe (38) verbunden ist, wobei vorzugs­ weise die Riemenscheibe (38) einen größeren Durchmesser hat als ein Übertragungskanal (42) im Träger (28) und ggf. der Abstand beider Trume des Riemens (39) durch Führungselemente, wie Rollen (43), auf einen geringeren Abstand voneinander gebracht sind, als es dem Riemen­ scheibendurchmesser entspricht.

8. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwenkachse (33) ein die Schwenkbewegung des Fühlerelementes (36) bremsendes Reibelement (40, 41) vorgesehen ist.

9. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigengerät (44) uhrartig mit einer Zentralanzeige (59, 60) und ggf. einer Zweitanzeige (53, 56) ausgebildet ist.

10. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (44) als Riementriebe (51, 52, 54, 57, 58) ausgebildete Überset­ zungen enthält.

11. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger um eine horizon­ tale Achse schwenkbar ist.

12. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Träger (28) führende Halter, der vorzugsweise eine Säulenführung (23) mit daran höhenverstellbarer Trägerführung (26) enthält, über eine mit seinem Basisteil (19) zusammenwirkende Schwenkjustierung einstellbar ist.

13. Achsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Meßeinheit (18) mit einem Halter (21) an einem Ende einer Verbindungsstrebe (12) angebracht ist, an der Auflager (13) für Räder an einer zu messenden Achse vorgesehen sind, die vorzugs­ weise über Kugelführungen (17) um eine im wesentlichen senkrechte Achse (16) schwenkbar sind.