DE69835038T2

DE69835038T2 - Rechnergestuetzte kraftfahrzeug richtanordnung

Info

Publication number: DE69835038T2
Application number: DE69835038T
Authority: DE
Inventors: James Herbert Narrabeen Mason
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: EP1157252B1; US6775639B1; WO1999024781A1; EP1157252A1; ES2267197T3; JP2002519624A; EP1157252A4; AU1014099A; AUPP023597A0; DE69835038D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Messung und Unterstützung bei der Ausrichtung und Reparatur von beschädigten oder potenziell beschädigten Strukturbauteilen.
Die Erfindung wurde primär für eine Verwendung in der Automobilindustrie und spezieller für das Blechschlossereihandwerk entwickelt. Die Erfindung wird deshalb mit Bezug auf diese Anwendung beschrieben. Es ist jedoch einzusehen, dass die Erfindung nicht auf dieses spezielle Anwendungsgebiet begrenzt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Herstellung von Motorfahrzeugen ist es allgemeine Praxis spezielle Bezugspunkte an der Struktur vorzusehen, um das "Ausmessen" des Fahrzeugs während der Herstellung und die Prüfung der Abmessungsgenauigkeit des fertigen Produkts zu unterstützen. Diese Bezugspunkte können verschiedene Formen annehmen, wie Löcher in der Karosserie, Bauteile mit Außen- und Innengewinden wie Schraubenköpfe, Muttern oder Schraubenbolzen und andere Gebilde wie Bolzen, Radmuttern oder Aufhängungsmontagepunkte. Sie können sowohl in vertikalen als auch in horizontalen Ebenen voneinander beabstandet sein. Die Bezugspunkte variieren von Modell zu Modell beträchtlich, entsprechend verschiedener Auslegungsparameter und praktischer Bequemlichkeit.
Zahlreiche Typen von bekannten Einrichtungen sind ausgelegt, um eine Aufnahme von Messungen zwischen verschiedenen Bezugspunkten an einem gegebenen Fahrzeug zu gestatten. Durch Vergleich mit Referenzlisten, die durch den Hersteller geliefert werden oder mit entsprechenden Messungen, die auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs vorgenommen werden, liefert ein solches Gerät eine absolute oder zumindest eine relative Anzeige des Ausmaßes der strukturellen Fehlausrichtung. Dies erleichtert die Evaluation und Reparatur von beschädigten oder potenziell beschädigten Fahrzeugen durch Blechschlosser. Die meisten Vorrichtungen hat man jedoch in verschiedenen Hinsichten als nicht passend befunden.
Ein Vorrichtungstyp entsprechend dem Stand der Technik besteht aus einem peripheren Bezugsrahmen, der drehbar oder auf eine andere Weise mit einer auf dem Boden montierten Ankerbaugruppe verbunden ist, um sich allgemein um das Fahrzeug herum zu erstrecken. Solche Vorrichtungen sind nicht für eine direkte Verbindung mit den Bezugspunkten an dem Fahrzeug eingerichtet und sind somit nicht in der Lage eine genaue oder direkt quantitative Beziehung zwischen den verschiedenen Bezugspunkten und den Spezifikationen der Hersteller zu liefern. Bestenfalls liefern sie eine relative Messung der Inkonsistenz zwischen vergleichbaren Punkten auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs. Dies hilft wenig, wenn beide Seiten des Fahrzeugs beschädigt wurden und wird in keinem Fall eine Verwindung in bestimmten Ebenen aufdecken. Darüber hinaus tendieren solche Vorrichtungen dazu strukturell dürftig zu sein und neigen inhärent zu einer übermäßigen Abweichung speziell in der Nähe der Front- und Heckextremitäten des Fahrzeugs, wo eine genaue Messung kritisch ist. Ferner ist es bei solchen Messsystemen schwierig oder unmöglich das Fahrzeug präzise mit der auf dem Boden montierten Ankerbaugruppe auszurichten. Aus diesen Gründen sind solche Vorrichtungen oft nicht einmal in der Lage konsistente Vergleichmessungen zwischen entsprechenden Punkten an dem Fahrzeug zu liefern, was notwendig ist, um eine verlässliche Messung des Ausmaßes der Fehlausrichtung mit dem benötigten Level an Genauigkeit zu liefern.
Andere bekannte Vorrichtungen sind für einen direkten Kontakt mit speziellen Bezugspunkten eingerichtet und sind so in der Lage, Messungen zwischen diesen Punkten an dem Fahrzeug mit Abmessungsspezfikationen zu korrelieren, die durch den Hersteller geliefert werden. Die meisten dieser Vorrichtungen sind jedoch komplex, teuer, schwerfällig, beziehen eine relativ große Anzahl von Komponenten ein und sind allgemein schwierig und zeitraubend zu bedienen. Darüber hinaus sind die meisten bekannten Vorrichtungen dieses Typs nur in der Lage quantitative Messungen zwischen longitudinal oder transversal beabstanden Bezugspunkten zu liefern. Als solche können sie üblicherweise keine Verbiegung des Parallelogrammtyps in dem Fahrzeugrahmen oder eine Deformation in den Karosserieverkleidungen über bestimmte Bezugspunkte hinaus ermitteln.
Es sind einige Vorrichtungen bekannt, die für eine direkte Verbindung mit den Bezugspunkten an dem Fahrzeug eingerichtet sind und die auch in der Lage sind diagonale und andere nicht orthogonale Messungen zu liefern. Eine bedeutende verbleibende Schwierigkeit besteht jedoch dann, dass viele der Messungen, die in den Spezifikationslisten der Fahrzeughersteller geliefert werden relativ zu willkürlichen Referenzebenen definiert sind, welche üblicherweise unterschiedlich sind zu den inhärenten Referenzebenen, die mit der Messeinrichtung verbunden sind. Als Folge ist es für den Bediener notwendig, wenn jede Messung vorgenommen wird eine arithmetische Berechnung auszuführen, um die aktuellen durchgeführten Messungen mit den Referenzdaten zu korrelieren und somit die absolute Größe des Ausmaßes an Fehlausrichtung festzustellen. Diese Berechnungen können komplex werden, speziell dort, wo eine Anzahl von Korrekturfaktoren oder kummulative Messungen mit einbezogen sind und dies verursacht eine bedeutende Möglichkeit für menschliche Fehler.
Teilweise wegen dieser Schwierigkeit werden manchmal eigene Lehren, Rahmen oder Ähnliches hergestellt für bestimmte allgemeine Fabrikate und Modelle von Fahrzeugen. Diese neigen jedoch dazu teuer zu sein und eine beträchtliche Aufbauzeit zu benötigen. Als Folge neigen solche Vorrichtungen dazu nur ökonomisch gangbar zu sein in Verbindung mit größeren Reparaturen und sind nicht auf einen weiten Bereich von Fahrzeugen ohne werteres anwendbar.
Eine weitere Schwierigkeit mit bekannten Systemen besteht darin, dass es keine Einrichtung zur nachträglichen Verifizierung des Ausmaßes der ursprünglichen Fehlausrichtung oder der Abweichung von den Spezifikationen des Herstellers nach einer Reparatur gibt Als ein Ergebnis können sich Fahrzeugreparaturen unterhalb der Norm befinden und die Genauigkeit der Reparaturen kann schwer zu prüfen sein, wenn einmal das Fahrzeug wieder zusammengebaut wurde. Versicherungsgesellschaften benötigen zunehmendend Qualitätssicherungsprozeduren, um ein Hilfsmittel zur Bestätigung des Schadens an dem Fahrzeug und der darauf folgenden Verbesserung des Fahrzeugs in quantitativen Ausdrücken zu liefern. Aktuell bekannte Systeme ermöglichen es nicht, dass dies auf eine passende, genaue, verlässliche und kosteneffiziente Weise ausgeführt wird.
Vorläufer ist US-A-5,507,101, ebenfalls erwähnt in der Ausführungsbeschreibung.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere der Nachteile entsprechend dem Stand der Technik zu beseitigen oder wesentlich zu verbessern oder zumindest eine nützliche Alternative zu liefern.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend liefert die Erfindung ein Fahrzeugausrichtungs-Eichsystem nach Patentanspruch 1.
Bevorzugt schließt die Messeinrichtung ein ausziehbares Maßband ein und das Ausgabesignal zeigt eine wirksame oder ausgezogene Länge des Bandes an.
Bevorzugt schließt die Erzeugungseinrichtung des Ausgabesignals einen Positionsaufnehmer ein, der eingerichtet ist, um das Ausgabesignal in Form eines elektrischen Stroms oder einer Spannung zu erzeugen, welches die ausgezogene Länge des Maßbandes anzeigt.
Bevorzugt schließt das System ferner eine Ausgabesignal-Anzeigeeinrichtung ein, um eine visuelle Anzeige der ausgezogenen Länge des Maßbandes entsprechend dem Ausgabesignal anzuzeigen, um damit eine visuelle Korrelation zwischen Anzeigen auf dem Maßband und dem Ausgabesignal zu erlauben.
Bevorzugt schließt das System ein Paar von Maßbändern ein, von denen eines für eine Messung in horizontalen Ebenen eingerichtet ist und das andere für eine Messung in vertikalen Ebenen eingerichtet ist. Bevorzugt werden die Maßbänder in einem zueinander orthogonalen Verhältnis in oder an einem gemeinsamen Gehäuse gehalten.
Bevorzugt ist die Ausgabesignal-Anzeigeeinrichtung, die jeweils einem der Maßbänder zugeordnet ist an oder benachbart dem Gehäuse angeordnet Das Gehäuse schließt bevorzugt auch eine "Black Box" ein, die eine elektronische Steuerungs- und Signalverarbeitungsschaltung enthält.
Bevorzugt ist die Speichereinrichtung mit einem tragbaren Computer verknüpft und kann eine Compact Disc, eine Floppy Disc, ein internes Plattenlaufwerk, ein externes Plattenlaufwerk, ein Magnetbandlaufwerk, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) oder irgend einen anderen geeigneten elektronischen oder magnetischren Speichermechanismus enthalten.
Bevorzugt nimmt die Komparatoreinrichtung die Form einer Software an, die mit dem Computer verbunden ist. Die Software ist bevorzugt ausgelegt, um eine Folge von Operationen unter Verwendung der Referenzdaten und des Ausgabesignals auszuführen, um das Fehlersignal zu erzeugen. Bevorzugt ist die Software auch so ausgelegt, dass es dem Bediener möglich ist Referenzabmessungen aus einer Reihe von Standardreferenzabmessungen, die in der Speichereinrichtung enthalten sind auszuwählen.
Bevorzugt sind die Variationsanzeigeeinrichtungen an oder benachbart zu dem Gehäuse angeordnet, um dem Bediener beim Arbeiten an dem Fahrzeug eine direkte Rückkopplung des Fehlersignals bereitzustellen.
Bevorzugt sind die Aufzeichnungseinrichtungen ausgelegt, um das Fehlersignal im Verhältnis zu der entsprechenden Referenzabmessung als Reaktion auf eine Befehlsseingabe durch den Bediener aufzuzeichnen, wodurch eine permanente Aufzeichnung des Ausmaßes einer Strukturabweichung von der Spezifikation des Herstellers geliefert wird, bevor und nachdem die Reparaturarbeiten durchgeführt wurden.
Bevorzugt schließt das System ferner einen fernbedienbaren Scrolling-Mechanismus ein, der an oder benachbart zu dem Gehäuse platziert ist, um es dem Bediener zu ermöglichen durch einen Bereich von vorher ausgewählten Referenzabmessungen zu scrollen und auf der Variationsanzeigeeinrichtung eine entsprechende Folge von Abweichungen zu sehen, während er an dem Fahrzeug arbeitet.
Bevorzugt schließt das System ferner einen Bezugsstab, ein Paar von ersten Schlittenanordnungen, die verschiebbar an dem Bezugsstab angebracht sind, eine Befesti gungseinrichtung, die angeordnet ist, um jede der ersten Schlittenanordnungen an einem jeweiligen Bezugspunkt an dem Fahrzeug lösbar zu sichern und dadurch den Bezugstab in einer querliegenden Orientierung unter dem Fahrzeug aufzuhängen und einen Trammel-Stab ein, der an einem Ende mit dem Bezugsstab durch eine Verbindungseinrichtung verbunden ist, wobei die Verbindungseinrichtung an ausgewählten Positionen entlang des Bezugsstabs einstellbar ist und ein Ausmaß einer universellen Bewegung des Trammel-Stabs bezogen auf den Bezugsstab ermöglicht.
Bevorzugt ist das Gehäuse eingerichtet für eine Montage auf dem Trammel-Stab, um Messungen relativ zu dem Bezugsstab und somit relativ zu den Bezugspunkten an dem Fahrzeug zu liefern.
Bevorzugt schließt das Gehäuse ferner einen verschiebbaren Referenzzeiger ein, der zur Verbindung mit dem vertikal orientierten Maßband und für einen Eingriff mit ausgewählten Bezugspunkten an dem Fahrzeug mit dem Trammel-Stab in einer horizontalen Orientierung eingerichtet ist. Auf diese Weise liefert das vertikale Band ein Maß, das den vertikalen Abstand zwischen dem Bezugsstab und dem Referenzzeiger anzeigt und das horizontale Band liefert ein Maß des horizontalen Abstands zwischen dem Bezugsstab und dem Referenzzeiger.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung wird nun nur durch ein Beispiel beschrieben mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine frontale Vorderansicht ist, die ein Fahrzeugausrichtungs-Eichsystem in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist, welche die digitalen Maßbänder zeigt, die orthogonal auf dem Gehäuse des Systems aus 1 entsprechend einer ersten Ausführung der Erfindung montiert sind;
3 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Maßbänder und das Gehäuse in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt;
4 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Maßbänder und das Gehäuse zusammen mit einem vertikalen Referenzzeiger in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführung der Erfindung zeigt;
5 das Eichgerät aus 1 zeigt, das den Bezugspunkten an der Unterseite eines Fahrzeugkörpers gegenübergestellt wird;
6 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche die Korrelation der Bezugspunkte des Fahrzeugs zeigt, die in 5 dargestellt sind;
7 ein typisches Beispiel eines Datenspezifikationsblatts des Typs zeigt, welches durch Fahrzeughersteller geliefert wird;
8 eine beispielhafte Computerbildschirmmaske von dem System aus 1 zeigt, wie er durch den Bediener verwendet wird, um einen Auftrag, Eingabereferenzdaten, Eingabemessdaten festzusetzen und einen Bericht zu compilieren; und
9 einen beispielhaften Fahrzeugmessbericht des Typs zeigt, der durch das Eichsystem in Übereinstimmung mit der Erfindung erzeugt wird.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eingangs bezogen auf 1 und 2 liefert die Erfindung ein digitales Fahrzeugausrichtungs-Eichsystem 1. Wie man am besten in 2 sieht, schließt das System eine Messeinrichtung in der Form eines ersten ausziehbaren Maßbandes 2 und eines zweiten ausziehbaren Maßbandes 3 ein. Die Maßbänder 2 und 3 sind auf ein Gehäuse 4 montiert in einer zueinander orthogonalen Beziehung, um ein integrales Messmodul zu bilden. Das erste Band 2 ist allgemein angeordnet, um horizontale Messungen vorzunehmenden, während das zweite Band 3 allgemein angeordnet ist, um vertikale Messungen vorzunehmen. Jedes Maßband besteht aus einem biegsamen Stahlblatt 5, das mit sichtbaren Kennzahlen 6 kalibriert ist. Jedes Band ist angepasst, um sich durch Abspulen von einer Spule zu verlängern, die in dem jeweiligen Gehäuse 7 drehbar montiert ist Eine Feder (nicht gezeigt) in jedem Gehäuse ist angeordnet, um elastisch das Band durch Zurückspulen auf die Spule auf übliche Weise zurückzuziehen.
Ausgabesignal-Erzeugungsvorrichtungen sind angepasst, um ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches die wirksame oder ausgezogene Länge von jedem Band anzeigt. Die Ausgabesignal-Erzeugungsvorrichtungen nehmen idealerweise die Form eines Positionsaufnehmers an, wobei das Ausgabesignal die Form von elektrischem Strom oder Spannung annimmt, das die ausgezogene Länge des Bandes anzeigt. Bei der bevorzugten Ausführung umfasst der Positionsaufnehmer ein Drehpotentiometer, das mit der jeweiligen Bandspule verknüpft ist. Alternativ kann jedoch ein lineares Potentiometer verwendet werden, das mit dem Bandblatt verknüpft ist Andere Alternativen schließen ein optisches Lesegerät, das in Verbindung mit Löchern, die in das Bandblatt gestanzt sind zu betreiben ist oder ein Barcode-Lesegerät im Zusammenhang mit einem Barcode auf dem Bandblatt ein. Ein digitales Nonius-System oder sogar Laser-Entfernungsmesstechniken können auch verwendet werden. Das Gehäuse 7 von jedem Maßband schließt eine LCD-Anzeige 8 ein, welche Maße entsprechend der ausgezogen Länge des Bandes in digitaler Form sichtbar anzeigt. Sowohl das Ausgabesignal als auch eine Erzeugung einer Anzeige auf dem LCD-Schirm 8 wird auf ein RS232-Ausgabekabel 10 übertragen, wie in größerem Detail im Folgenden beschrieben wird. Alternativ kann die Ausgabeübertragung erreicht werden unter Verwendung eines Funk- oder Infrarotsignal-Kodierers oder anderen geeigneten drahtlosen Übertragungseinrichtungen.
Das System enthält ferner eine Speichereinrichtung bevorzugt in der Form eines tragbaren Computers 12 komplett mit einem Mikroprozessor 13, einem Bildschirm 14, einem internen Speicher 15 und einem Drucker 16. Der Datenspeichermechanismus, der mit dem Computer verbunden ist kann eine CD-ROM, eine Floppy Disc, eine interne Festplatte, ein Magnetband oder andere geeignete elektronische oder magnetische Speichereinrichtungen sein.
Die Speichereinrichtungen sind angepasst, um Referenzdaten entsprechend den Standardabmessungen für ein ausgewähltes Fahrzeug zu speichern, wie sie durch den Fahrzeughersteller geliefert werden. Ein Beispiel eines typischen Datenblatts eines Fahrzeugherstellers ist in 7 gezeigt. Solche Daten können von dem Hersteller auf einer CD-ROM oder Ähnlichem erhalten werden, aber sie können auch auf andere Weise in das System manuell eingegeben werden.
Das System schließt ferner eine Komparatoreinrichtung, symbolisch gezeigt als Merkmal 17, in der Form von Software, die auf den Computer geladen wird ein. Die Software ist ausgelegt, um eine vorgegebene Folge von Operationen auszuführen, welche die Ausgabesignale von den jeweiligen Maßbändern mit entsprechenden Referenzabmessungen, die in dem Computer gespeichert sind vergleichen. Die Software erzeugt dann ein Fehlersignal, welches die Variation zwischen der Referenzabmessung und der entsprechenden Abmessung, wie sie aktuell gemessen wurde anzeigt.
Das System schließt ferner eine Variationsanzeigeeinrichtung ein in der Form eines LCD-Bildschirms 22 an dem Gehäuse oder Modul 4. Das Fehlersignal von dem Computer wird in eine "Black Box" 23 geleitet, welche innerhalb des Gehäuses die Signalverarbeitungsschaltung enthält und wird digital auf dem LCD Bildschirm 22 als ein Variationsmaß angezeigt. Dies liefert eine direkte quantitative Anzeige des Ausmaßes an struktureller Fehlausrichtung an den Bediener, während er an dem Fahrzeug arbeitet.
Die Software enthält bevorzugt auch eine Aufnahmefunktion, die eingerichtet ist, um das Fehlersignal als eine Variation relativ zu der entsprechenden Referenzabmessung aufzuzeichnen. Diese Funktion wird als Antwort auf eine Eingabe durch den Bediener über die "Übertrage Maß"-Taste 24 auf dem Gehäuse aktiviert, um eine Aufzeichnung des Ausmaßes der ursprünglichen strukturellen Abweichung von der Spezifikation des Herstellers vor den Reparaturarbeiten zu liefern. Dies ermöglicht dem Bediener auch die Abweichung aufzuzeichnen, nachdem die Reparaturarbeiten ausgeführt wurden. Diese Funktion liefert somit eine permanente Aufzeichnung sowohl des Ausmaßes des ursprünglichen Schadens als auch der Genauigkeit der folgenden Reparaturen, wie vollständiger im Folgenden beschrieben wird.
Der Computer ist mit dem Drucker 16 verbunden, um es dem Bediener zu ermöglichen einen Ausdruck des Berichts zu erzeugen, nachdem die Reparaturarbeiten ausgeführt wurden. Dies kann als eine permanente Aufzeichnung verwendet werden, um dem Versicherer und dem Fahrzeugbesitzer zu bestätigen, dass sich alle Abweichungen von den Referenzabmessungen entsprechend den Spezifikationen des Herstellers innerhalb annehmbarer Toleranzen befinden.
Eine Scroll-Taste 25 ist ebenfalls an dem Gehäuse 4 vorgesehen, um es dem Bediener zu erlauben durch eine Reihe von vorher ausgewählten Referenzabmessungen zu scrollen, die in dem Computer gespeichert sind. Unter Verwendung der "Variationsanzeige"-Taste 27 kann der Bediener auch eine entsprechende Folge von Variationsmaßen direkt auf dem LCD Bildschirm 22 sehen, während er an dem Fahrzeug arbeitet.
3 und 4 zeigen alternative Ausführungen und Anordnungen des Messmoduls, welches die Maßbänder, das Gehäuse, die Black Box, welche die elektronische Steuerschaltung enthält und verknüpfte Stützen einschließt. 4 zeigt zusätzlich das Modul, wie es mit einer Referenzzeigerbaugruppe versehen ist, deren Funktion vollständiger im Folgenden beschrieben wird.
Das System wurde speziell ausgelegt für eine Verwendung im Zusammenhang mit den grundlegenden mechanischen Komponenten eines Fahrzeugausrichtungs-Eichgeräts des Typs, wie es in dem australischen Patent 669.195 (US-A-5,507,101) beschrieben ist. Zur Bequemlichkeit werden die grundlegenden Elemente kurz im Folgenden beschrieben.
Bezogen auf 1, 5 und 6 enthält das Eichgerät 31 einen transversalen Bezugsstab 32, der jeweilige obere und untere Flansche 33 und 34 umfasst, die mit einem dazwischen liegendem Stegabschnitt 35 verbunden sind. Zwei erste Schlittenanordnungen 40 sind an dem oberen Flansch 33 beweglich montiert, um über den Bezugsstab zu fahren. Feststellmechanismen 41 sind vorgesehen, um es zu gestatten, dass die Schlittenanordnungen lösbar in ausgewählten Positionen auf dem Bezugsstab gesichert werden. Austauschbare Befestigungsmechanismen 42 sind eingerichtet, um lösbar jede Schlittenanordnung 40 an einem ausgewählten Bezugspunkt auf dem Fahrzeugkörper 46 zu sichern und um dadurch den Bezugsstab an der Unterseite des Fahrzeugs zu befestigen, üblicherweise in einer allgemein transversalen Orientierung.
Ein Trammel-Stab 50 ist mit einem Ende an dem Bezugsstab 32 durch eine Verbindungsbaugruppe 51 verbunden. Die Verbindungsbaugruppe umfasst einen Trammel-Schlitten 52, der eingerichtet ist verschiebbar den unteren Flansch 34 des Schlitten 52, der eingerichtet ist verschiebbar den unteren Flansch 34 des Bezugsstabs zu überqueren und ein Universalverbindungsstück 53 in der Form eines doppelten Drehsupports. Das Universalverbindungsstück erlaubt eine unabhängige Drehung um sich schneidende orthogonale Achsen. Wie die ersten Schlitten 40 enthält der Trammel-Schlitten 52 einen Befestigungsmechanismus. Somit erlaubt es der Trammel-Schlitten, dass das proximale Ende des Trammel-Stabs zu ausgewählten Positionen entlang des Bezugsstabs bewegt und fixiert wird. Gleichzeitig erlaubt das Universalverbindungsstück zumindest ein begrenztes Ausmaß an universeller Bewegung des Trammel-Stabs. Verstellbare Endanschläge 54 definieren die Grenzen der seitlichen Bewegung des Trammel-Schlittens auf dem Bezugsstab.
Der Bezugsstab enthält ferner eine kalibrierte Skala 58, die auf dem vertikalen Stegabschnitt 35 angezeigt wird. Die ersten Schlitten 40 und der Trammel-Schlitten 52 enthalten entsprechende Zeiger 59. Die Skala 58 und die Zeiger 59 liefern zusammen Anzeigen der relativen Positionen der Schlitten und des Trammel-Stabs auf dem Bezugsstab, was es erlaubt die Lokalisierung von jedem Schlitten relativ zu den Bezugspunkten an dem Fahrzeug zu bestimmen.
Das Gehäuse 4 ist eingerichtet, um auf dem entfernten Ende des Trammel-Stabs zu gleiten. Das Rechteckschnittprofil des Trammel-Stabs und die komplementäre Rechteckanordnung der Öffnung in dem Gehäuse verhindert eine Drehung des Messmoduls, erlaubt aber eine longitudinale Verschiebungsbewegung entlang des Trammel-Stabs.
Das Gerät schließt ferner eine verstellbare Referenzzeiger-Baugruppe 62 ein, die mit dem Gehäuse 4 (siehe 4) verknüpft ist Der Referenzzeiger umfasst einen inneren Stab 63, der verschiebbar in einem röhrenförmigen Staubgehäuse 64 angeordnet ist Das obere Ende des Stabs endet in einer konischen Spitze 67. Das Blatt 5 des vertikalen Maßbandes 3 ist mit dem Stabgehäuse 64 so verbunden, dass das Band 3 den vertikalen Abstand zwischen der Spitze des Zeigers und dem Trammel-Stab misst Das Blatt des horizontalen Bandes 2 ist mit dem proximalen Ende des Trammel-Stabes so verbunden, dass es den horizontalen Abstand zwischen der Referenzanzeige und dem Bezugsstab misst.
Das Gehäuse 4 enthält ferner eine Wasserwaage 65, um es dem Trammel-Stab zu gestatten horizontal ausgerichtet und orientiert zu werden, während der Referenzzeiger mit einem ausgewählten Bezugspunkt an dem Fahrzeug in Eingriff steht.
Wir wenden uns nun zu einer kurzen Beschreibung der Funktion des Systems und mit speziellem Bezug auf 1 und 5 und 6 werden als erstes geeignete Befestigungsarmaturen 42 entsprechend des Typ des Fahrzeugs, die spezielle Anordnung der Bezugspunkte und die Art des erlittenen Schadens ausgewählt. Die ausgewählten Befestigungsarmaturen werden dann operativ an den entsprechenden Schlittenbaugruppen 40 befestigt. Die Befestigungsarmaturen werden dann aufgebracht und an den ausgewählten Bezugspunkten gesichert, um den Bezugsstab 32 in der richtigen Position zu fixieren (siehe 5). In der Mehrheit der Fälle wird der Bezugsstab in einer allgemein horizontalen Orientierung unterhalb des Fahrzeugs aufgehängt, transversal zu der Fahrzeugzentralachse.
Die einstellbare Wasserwagen-Baugruppe wird dann von ihrer Befestigung an dem Gehäuse entfernt, auf einer geeigneten fiktiven horizontalen Komponente des Fahrzeugs Wie einer Chassistraversale, einer Türschwelle oder Ähnlichern platziert und auf Null gestellt. Die Wasserwaage wird dann in das Gehäuse zurückgesetzt, welches wiederum verschiebbar auf dem entfernten Ende des Trammel-Stabs montiert ist. Auf diese Weise wird die Wasserwaage als eine Ersatz-Levelreferenz relativ zu dem Fahrzeug verwendet, so dass sich das Fahrzeug selbst nicht präzise auf dem Level befinden muss. Die Schlittenbaugruppen 40 werden unter Verwendung der jeweiligen Befestigungsmechanismen 41 manuell gesichert, so dass der Bezugsstab fest relativ zu den ausgewählten Bezugspunkten gesichert ist. Die Endanschläge sind auch in einer solchen Position gesichert, dass der Trammel-Stab direkt unter den jeweiligen Bezugspunkten an den Grenzen der lateralen Auslenkung positioniert ist. Die Gesamtlänge des Trammel-Stabs kann dann auch teleskopisch auf die benötigte Länge angepasst werden, wenn man die speziellen Bezugspunkte betrachtet, die korreliert werden müssen.
Mit dem Gerätes, das auf diese Weise eingerichtet ist, können virtuell alle Punkte auf dem Fahrzeugkörper korreliert werden. Zum Beispiel wird, um die horizontale Entfernung zwischen den Bezugspunkten A und B zu messen der Schlitten als erstes bewegt, um an den passenden Endanschlag 54 auf der entsprechenden Seite des Bezugsstabs anzustoßen. Der Endanschlag sitzt dann auf dem proximalen Ende des Trammel-Stabs in einer Nullposition unmittelbar unter dem Bezugspunkt B. Das Gehäuse wird dann entlang des Trammel-Stabs verschoben, bis der Referenzzeiger mit dem Bezugspunkt A ausgerichtet ist. Das Gehäuse wird in dieser Position unter Verwendung von Stellschrauben 66 (2) gesichert. Während dieses Prozesses wickelt sich das erste Maßband 2 von seiner Spule ab und die digitale Anzeige auf der verknüpften LCD-Anzeige 8 zeigt den Abstand zwischen den Bezugspunkten A und B an. Um die entsprechende Entfernung zwischen Bezugspunkten A' und B' auf der anderen Seite des Fahrzeugs zu messen, wird der Verbindungsschlitten 52 einfach entlang des Bezugsstabs verschoben, bis er an dem Endanschlag auf der gegenüberliegenden Seite anstößt, an welchem Punkt das proximale Ende des Trammel-Stabs direkt unter dem Bezugspunkt B' positioniert ist. Punkt B' wird somit der neue Referenzpunkt für den Trammel-Stab. Der Zeiger 67 wird dann dem entsprechenden Bezugspunkt A' gegenübergestellt.
Durch Justierung des Trammel-Stabs unter Verwendung der Wasserwaage in jedem Fall und durch eine solche Anpassung des Referenzzeigers, dass er den jeweiligen Bezugspunkt A oder A' kontaktiert, zeigt das zweite Maßband 3 die relative Höhe des Zeigers an und somit den vertikalen Abstand zwischen A und B oder A' und B'. Diese und verschiedene andere Messtechniken sind in größerem Detail in dem australischen Patent 669,195 beschrieben.
Wir wenden uns nun zu einer Betrachtung der Funktion der elektronischen Aspekte des Systems und, unter anfänglichem Bezug auf 8 wird die Spezifikation des Herstellers für das ausgewählte Fahrzeug zu Beginn in den Computer geladen typischerweise von einer CD-ROM. Alternativ kann die Information von Hand von einem Datenblatt unter Verwendung der interaktiven Software eingegeben werden. Zusätzliche Informationen wie eine Auftragsnummer, Fahrzeugnummer, Kundenname und Datum können hinzugefügt werden. Zusätzliche Referenzdaten können auch unter Berücksichtigung von festgelegten Dimensionsveränderungen, die mit dem Eichgerät selbst verbunden sind hinzugefügt werden. Dies ist wichtig, wenn die Referenzebenen, auf denen die Spezifikationen des Herstellers basieren sich von den Referenzebenen unterscheiden, die der Struktur des Eichgeräts inhärent sind. Diese Kalibrierungsfaktoren berücksichtigen die festgelegten Höhen des Befestigungsmechanismus 42 und Ähnliches. Der Bediener kann auch aus Wahlmöglichkeiten auswählen, um anzuzeigen, ob das zu messende Fahrzeug beschädigt oder repariert ist.
Ein Quadrant oder eine Zone des zu messenden Fahrzeugs wird dann ausgewählt und als "A", "B", "C" oder "D" wie gezeigt definiert Die Spezifikationen davon werden von der Art und dem Ausmaß des Schadens und der Struktur der Software abhängen. Koordinaten werden dann eingegeben, um die ausgewählten Bezugspunkte zu definieren. Verknüpfte Messungen für Länge, Breite, Höhe und die Diagonalen werden eingegeben in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Herstellers. Diese Daten können entweder durch den Bediener von dem Fahrzeugdatenblatt manuell eingetippt werden oder automatisch durch die Software aus den Spezifikationendaten, die auf einer CD-ROM oder in einer elektronischen Form geliefert werden extrahiert werden. Diese Information erscheint dann auf dem Computerbildschirm als "Fahrzeugdaten". Entsprechende Felder werden durch die Software eingerichtet, um Messungen von dem Fahrzeug in "beschädigtem" und "repariertem" Zustand zu erhalten. An dieser Stelle sind diese Felder jedoch leer wie in 8 gezeigt ist Der Bediener initiiert dann die "Aufzeichnungs"-Funktion der Software, welche die Fahrzeugmessdaten zu dem Modul 4 an dem Eichgerät überträgt.
Der Bediener fährt dann fort das Fahrzeug zu vermessen, eine Messung nach der anderen, unter Verwendung des Bezugsstabs, des Trammel-Stabs, des Gehäuses und des Referenzzeigers, wie oben beschrieben wurde. Unter Verwendung der Scroll-Taste 25 auf dem Messmodul kann der Bediener durchscrollen und selektiv die vorher ausgewählten zu prüfenden Abmessungen auf dem LCD Bildschirm 22 anzeigen. Unter Verwendung der "Variationsanzeige"-Taste 27 kann der Bediener auf dem Bildschirm die Variation zwischen jeder spezifizierten Abmessung und der entsprechenden Messung anzeigen. Durch Manipulation des Fahrzeugs (unter Verwendung von üblichem Blechschlosser- und Ausrichttechniken) bis die Anzeigevariation sich Null nähert kann der Bediener fortschreitend die strukturellen Deformationen korrigieren. Während des Prozesses wird der Bediener kontinuierlich mit einer Rückkopplung hinsichtlich des Ausmaßes der Fehlausrichtung versorgt, ohne dass er an irgendeinem Punkt von dem Messgerät weggehen muss oder dass er Bezug nehmen muss auf den Computerbildschirm oder das Datenblatt.
Zuletzt wird, wenn die Variation zwischen der aktuellen Messung und der spezifizierten Abmessung bis zu einer akzeptablen Toleranz reduziert wurde die "Übertragen"-Taste 24 auf dem Gehäuse verwendet, um die endgültige Messung zurück zu dem Computer zu übertragen, um einen Datenbericht zu compilieren, wieder ohne dass der Bediener sich von dem Fahrzeug wegbewegen muss.
Mit der Möglichkeit einer drahtlosen Übertragung der Daten, zum Beispiel unter Verwendung von Funk- oder Infrarotsendern und Empfängern besteht keine Notwendigkeit für eine physikalische Verbindung zwischen dem Messmodul sowie verknüpften strukturellen Gesichtspunkten des Systems und dem Computer. Dies verhindert die Unannehmlichkeit und mögliche Gefahren für den Bediener über Datenkabel zu stolpern. Es ermöglicht auch, dass der Computer und verknüpfte Hardware entfernt von dem sich in Reparatur befindlichen Fahrzeug positioniert werden, um damit den Zugang zu dem Fahrzeug zu maximieren. Diese Vorrichtung ermöglicht auch, dass teure Computer-Hardware sicher untergebracht wird z. B. in einem verschließbaren Büro, ohne dass wertvoller Platz auf dem Werkstattboden belegt wird.
Wie in 9 gezeigt, kann die Software dann verwendet werden, um einen Datenbericht zu compilieren, der in entsprechenden Feldern die Fahrzeugreferenzdaten, die Messungen von dem beschädigten Fahrzeug und die Messungen von dem reparierten Fahrzeug zeigt. Auf diese Weise sind das Ausmaß des anfänglichen Schadens und die Endabweichung von den Spezifikationen des Herstellers, so es eine gibt, nach der Reparatur leicht ersichtlich. Dieser Bericht kann auf dem Computerbildschirm angezeigt werden oder als Kopie ausgedruckt werden, um von dem Bediener als Teil eines Versicherungsberichts abgezeichnet zu werden.
Wenn Referenzdaten hinsichtlich des Fahrzeugs nicht leicht verfügbar sind, kann das System im Vergleichsmodus verwendet werden, der sich auf die interne Symmetrie des Fahrzeugs selbst verlässt. Bei diesem Modus werden als erstes Messungen an einem nicht beschädigten Abschnitt des Fahrzeugs vorgenommen und an den Computer unter Verwendung der "Übertragen"-Steuertaste 24 auf dem Gehäuse übermittelt um als Referenzdaten zu dienen. Entsprechende Messungen werden dann an dem beschädigten Abschnitt des Fahrzeugs vorgenommen und der Unterschied wird als die Variation oder Fehlermessung angezeigt. Die Reparatur schreitet dann wie oben beschrieben voran.
Man wird an Hand der vorausgehenden Beschreibung bemerken, dass die Erfindung ein einfaches, effizientes und kostengünstiges System liefert für die Ausführung eines weiten Bereichs von Messungen an beschädigten Fahrzeugen, entweder durch Korrelation mit Datenblättern oder direkt im Vergleich mit entsprechenden Datenpunkten an dem Fahrzeug. Das System zeigt die relevante Information auf dem Messmodul selbst an, das auch die Hauptkommandotasten einschließt, die benötigt werden, um die Software zu treiben. Dies verhindert die Notwendigkeit, dass sich der Bediener von dem Fahrzeug während des Mess- und Reparaturprozesses wegbewegen muss. Das System ist somit einfach durch einen einzelnen Bediener benutzbar und kann angepasst werden, um mit einer minimalen Rüstzeit virtuell auf jedes Fahrzeug zu passen. Es ist in der Lage sowohl orthogonale und diagonale Messungen als auch vergleichende Messungen in komplexen räumlichen Orientierungen zu liefern. Weil die verschiedenen Berechnungen und Rechenschritte durch einen Computer ausgeführt werden, wird der Prozess stark beschleunigt und die Möglichkeit eines menschlichen Fehlers weitgehend eliminiert Ebenfalls von Vorteil ist die Einrichtung, die es dem Bediener ermöglicht ein Protokoll zu erzeugen, das Referenzdaten, Messungen von dem Fahrzeug vor der Reparatur und entsprechende Messungen nach der Reparatur ausweist. Dies verifiziert das Ausmaß und die Genauigkeit der Arbeit, was oft schwierig und zeitraubend nachträglich zu bewerten ist, wenn das Fahrzeug einmal wieder zusammengebaut ist. Bezüglich all dieser Gesichtspunkte stellt die Erfindung eine kommerziell bedeutende Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.

Claims

Fahrzeugausrichtungs-Eichsystem mit einem Messmodul, das ein Gehäuse (4) und ein lineares Messmittel (2, 3) aufweist, das zum direkten Anbringen an einem Fahrzeug angepasst ist, um lineare Messungen zwischen mindestens zwei beabstandeten Bezugspunkten in dem Fahrzeug durch gleichzeitigen Kontakt mit den Bezugspunkten bereitzustellen, wobei die Messungen eine lineare Abmessung ergeben, die dem relativen Abstand zwischen den Bezugspunkten entspricht, gekennzeichnet durch: Ausgangssignalerzeugungsmittel, die angepasst sind, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den relativen Abstand angibt; Speichermittel (12) zum Speichern von Referenzdaten, die den Standardreferenzabmessungen für das Fahrzeug entsprechen; Komparatormittel (17), um das Ausgangssignal zu empfangen und dadurch die lineare Abmessung mit einer ausgewählten Referenzabmessung aus den Speichermitteln zu vergleichen und ein Fehlersignal zu erzeugen, das die Variation dazwischen angibt; Anzeigemittel (22) an oder benachbart dem Gehäuse (4), um eine sichtbare Angabe der Variation zu liefern, um dadurch eine quantitative Angabe einer strukturellen Fehlausrichtung in dem Fahrzeug bereitzustellen; und Hauptbefehlstasten (25, 24), die an oder benachbart den Anzeigemitteln angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass das System bedient werden kann, ohne das es für den Bediener notwendig ist, sich von dem Fahrzeug während der Bezugspunktmessung wegzubewegen.
System gemäß Anspruch 1, bei dem das Messmittel ein ausziehbares Messband (2, 3) aufweist und das Ausgangssignal eine funktionsfähige oder ausgezogene Länge des Bandes angibt.
System gemäß Anspruch 2, bei dem das Messsystem ein biegsames Stahlblatt (5) umfasst, das mit sichtbaren Kennzahlen (6) kalibriert und angepasst ist, damit es durch Abspulen von einer in einem Gehäuse enthaltenen Spule ausgezogen werden kann.
System gemäß Anspruch 3, ferner mit einem Vorspannmittel, das dazu neigt, das Band durch Zurückspulen auf die Spule elastisch einzuziehen.
System gemäß Anspruch 4, bei dem die Ausgangssignalerzeugungsmittel einen Positionsaufnehmer aufweisen, der angepasst ist, um das Ausgangssignal in der Form eines elektrischen Stroms oder einer Spannung zu erzeugen, die die ausgezogene Länge des Messbandes angibt.
System gemäß Anspruch 5, bei dem der Positionsaufnehmer ein der Bandspule zugeordnetes Dreh-Potentiometer ist.
System gemäß Anspruch 6, bei dem der Positionsaufnehmer ein dem Bandblatt zugeordnetes Linear-Potentiometer ist.
System gemäß Anspruch 7, ferner mit Ausgangssignalanzeigemitteln (8), um eine sichtbare Angabe der ausgezogenen Länge des Messbandes gemäß dem Ausgangssignal anzuzeigen, um dadurch eine sichtbare Korrelation zwischen den Kennzahlen (6) auf dem Messband und dem Ausgangssignal zu ermöglichen.
System gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, das ein Paar der Messbänder (2, 3) aufweist, wobei ein Band (2) zur Messung in horizontalen Ebenen angeordnet und das andere Band (3) zur Messung in vertikalen Ebenen angepasst ist.
System gemäß Anspruch 9, bei dem die Messbänder in gegenseitiger orthogonaler Beziehung in einem gemeinsamen Gehäuse (4) getragen werden, das einen Teil eines integrierten Messmoduls bildet.
System gemäß Anspruch 10, bei dem die jedem Messband zugeordneten Ausgangssignalanzeigemittel (8) an oder benachbart dem Gehäuse (4) angeordnet sind.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Speichermittel einen Teil eines Computers (12) bildet.
System gemäß Anspruch 12, bei dem die Speichermittel mindestens eines oder mehrere der Folgenden aufweisen: ein CD-ROM, eine Floppy-Disk, eine interne Festplatte, ein Magnetbandlaufwerk, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen Nur-Lesespeicher (ROM).
System gemäß Anspruch 13, bei dem die Referenzdaten anfangs in CD ROM-Form zum Herunterladen auf ein dem Computer zugeordnetes Festplattenlaufwerk bereitgestellt werden.
System gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Komparatormittel die Form von Software annehmen, die konfiguriert ist, um einen Ablauf von Vorgängen mit den Referenzdaten und dem Ausgangssignal durchzuführen, um das Fehlersignal zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 15, bei dem die Software konfiguriert ist, um es einem Bediener zu ermöglichen, eine Referenzabmessung aus einem Bereich von Standardreferenzabmessungen für das Fahrzeug aus den Speichermitteln auszuwählen.
System gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem die Variationsanzeigemittel (22) an oder benachbart dem Gehäuse (4) angeordnet sind, um dem Bediener beim Arbeiten an dem Fahrzeug eine direkte Rückkopplung des Fehlersignals bereitzustellen.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Aufzeichnungsmitteln, die angepasst sind, um das Fehlersignal im Verhältnis zu der entsprechenden Referenzabmessung als Reaktion auf eine Befehlseingabe durch einen Bediener aufzuzeichnen, um dadurch eine Aufzeichnung des Ausmaßes einer Strukturabweichung von der Spezifikation bereitzustellen, nachdem Reparaturarbeiten ausgeführt wurden.
System gemäß Anspruch 18, bei dem das Aufzeichnungsmittel ein Druckmittel (16) aufweist, das angepasst ist, um eine Hartkopie eines Berichts zu erzeugen, nachdem Reparaturvorgänge ausgeführt wurden, um zu bestätigen, dass Abweichungen von der Spezifikation innerhalb annehmbarer Toleranzen liegen.
System gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19, bei dem die Hauptbefehlstasten (25, 24) einen fernbedienbaren Scrolling-Mechanismus (25) aufweisen, der an oder benachbart dem Gehäuse angeordnet ist, um es einem Bediener zu ermöglichen, durch einen Bereich ausgewählter Referenzabmessungen zu scrollen und auf den Variationsanzeigemitteln (22) eine entsprechende Folge von berechneten Variationsmessungen zu betrachten, die aus Fehlersignalen hergeleitet wurden, während an dem Fahrzeug gearbeitet wird.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Bezugsstab (32), einem Paar von ersten Schlittenanordnungen (40), die verschiebbar an dem Bezugsstab angebracht sind, Befestigungsmitteln (41), die angepasst sind, um jede der ersten Schlittenanordnungen an einem jeweiligen Bezugspunkt an dem Fahrzeug lösbar zu sichern und dadurch den Bezugsstab in einer querliegenden Orientierung unter dem Fahrzeug aufzuhängen, und einem Trammel-Stab (50), der an einem Ende mit dem Bezugsstab durch Verbindungsmittel (51) verbunden ist, wobei die Verbindungsmittel an ausgewählten Positionen entlang dem Bezugsstab einstellbar sind und ein Ausmaß einer universellen Bewegung des Trammel-Stabs bezogen auf den Bezugsstab ermöglichen.
System gemäß Anspruch 21, bei dem die Messmittel angepasst sind, um an dem Trammel-Stab angebracht zu werden, um Messablesungen bezogen auf den Bezugsstab bereitzustellen.
System gemäß Anspruch 22, bei dem die Verbindungsmittel einen Trammel-Schlitten (52), der angepasst ist, um den Bezugsstab zu durchlaufen, und ein Universalgelenk, das an dem Trammel-Schlitten angebracht ist, um eine unabhängige relative Drehung um nicht parallele Achsen zu ermöglichen, aufweisen.
System gemäß einem der Ansprüche 10 bis 23, bei dem das Gehäuse ferner einen verschiebbaren Referenzzeiger (59) aufweist, der zur Verbindung mit dem vertikal orientierten Messband zur Ineingriffnahme mit ausgewählten Bezugspunkten an dem Fahrzeug angepasst ist, sodass mit dem Trammel-Stab in einer im Allgemeinen horizontalen Orientierung das vertikale Band ein Maß bereitstellt, das den vertikalen Abstand zwischen dem Bezugsstab und dem Referenzzeiger angibt, und das horizontale Band ein Maß des horizontalen Abstands zwischen dem Bezugsstab und dem Referenzzeiger liefert.
System gemäß Anspruch 24, ferner mit einem einstellbaren Nivelliermittel (65), um anzugeben, wenn der Trammel-Stab bezogen auf das Fahrzeug horizontal orientiert ist.
System gemäß Anspruch 25, bei dem das Nivelliermittel die Form einer abnehmbaren Libelle annimmt.