DE7827845U1

DE7827845U1 - Device for determining the rotational position of a body

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Publication number: DE7827845U1
Application number: DE7827845U
Authority: DE
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1977-09-19
Publication date: 1984-11-08

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Drehstellung eines Körpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere also zum Bestimmen der Drehstellung von Vorderrädern eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a device for determining the rotational position of a body according to the preamble of claim 1, in particular for determining the rotational position of the front wheels of a motor vehicle.

Es ist wohlbekannt, daß die richtige Einstellung des Nachoder Vorlaufwinkels der Vorderräder eines Fahrzeuges ein Erfordernis für die Lenkstabilität des Fahrzeuges ist. Wenn zum Beispiel die Vorderräder eines Wagens Vorlaufwinkel besitzen, welche zu hoch sind, erfordert das Kurvenfahren mehr Anstrengung und bei niedrigen Geschwindigkeiten kann ein Flattern der Vorderräder auftreten. Wenn die Vor- oder Nachlaufwinkel zu niedrig eingestellt sind, kann bei hoher Geschwindigkeit ein Wandern die Folge sein.It is well known that proper adjustment of the lag or lead angle of the front wheels of a vehicle is a requirement for the steering stability of the vehicle. If, for example, the front wheels of a car Having lead angles that are too high requires cornering requires more effort and at low speeds there may be front wheels fluttering. if If the lead or lag angles are set too low, walking at high speed can result.

Wenn der Vorlaufwinkel eines der Vorderräder auf einen übertrieben hohen Vorlaufbetrag in bezug auf den Vorlauf des anderen Vorderrades eingestellt ist, zieht der Wagen zu der Seite hin, auf welcher die kleinere Vorlaufeinstellung liegt. Im Hinblick auf die Bedeutung der sauberen Vor- oder Nachlaufwinkeleinstellungen sind Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung der Vor- oder Nachlaufwinkel von an Fahrzeugen befestigten Rädern entwickelt worden.When the lead angle of one of the front wheels is excessively large lead amount with respect to lead of the other front wheel is set, the carriage pulls to the side on which the smaller advance setting lies. Regarding the importance of proper leading or trailing angle adjustments, procedures and Devices for determining the leading or trailing angles of wheels attached to vehicles have been developed.

_s Das grundlegende Verfahren zur Bestimmung der Vor- oder Nach- _s The basic procedure for determining the before or after

¹I 25 laufwinkel eines Vorderrades eines Fahrzeuges ist folgendermaßen: Zuerst wird der Radsturzwinkel des Rades gemessen, nachdem die Räder in eine bestimmte erste Lenkstellung gedreht worden sind, die in einer bestimmten Richtung von der Geradeausstellung gedreht ist (die Geradeausstellung ist die Stellung, in welcher die Räder so angeordnet sind, daß das Fahrzeug sich geradeaus bewegt, wenn es angetrieben wird). Als zweites wird der Radspurwinkel des Rades gemessen, nachdem die Räder in eine zweite Lenkstellung gedreht worden sind, die in die entgegengesetzte Richtung gedreht ist und winkelmäßig durch einen vorbestimmten Drehwinkel, beispielsweise 2o° von der ersten Lenkposition verschoben ist. Als drittes ¹ I 25 running angle of a front wheel of a vehicle is as follows: First, the camber angle of the wheel is measured after the wheels have been turned into a certain first steering position, which is rotated in a certain direction from the straight-ahead position (the straight-ahead position is the position in which the wheels are arranged so that the vehicle moves in a straight line when it is driven). Second, the wheel toe angle of the wheel is measured after the wheels have been rotated to a second steering position which is rotated in the opposite direction and is angularly displaced by a predetermined rotation angle, for example 20 °, from the first steering position. As third

wird die Differenz zwischen den Ablesungen mit einem geeigneten Faktor multipliziert, um den Vor- oder Nachlauf des Rades zu bestimmen. Es ist zu erkennen, daß die Genauigkeit des mit diesem Verfahren bestimmten Vor- oder Nachlaufwinkels von der genauen Messung der beiden Radsturzwinkel und deren genauen Bestimmung abhängt, wenn die Räder in den beiden gewünschten Lenkstellungen sich befinden.the difference between the readings is multiplied by an appropriate factor to add the leading or trailing edge of the wheel to determine. It can be seen that the accuracy of the leading or trailing angle determined with this method depends on the exact measurement of the two camber angles and their precise determination depends on when the wheels are in the two desired Steering positions are.

Eine weit verbreitete Vorrichtung des Standes der Technik nur Bestimmung der Drehwinkel eines am Fahrzeug befestigten Rades zur Durchführung von Vor- oder Nachlaufmessungen ist der Drehtisch gewesen, auf welchem das Rad gelagert ist, wobei dieser Drehtisch einen darauf befestigten Winkelmesser zum Anzeigen der Höhe der Verdrehung in einer horizontalen Ebene des Rades besitzt. Ein Nachteil bei der Benutzung eines Drehtisches liegt darin, daß die automatische Einstellung einer Bezugsstellung (Null-Stellung) fehlt, wenn die Vorderräder in der Geradeausorientierung eingestellt sind. Es ist allgemeine Praxis, die Vorderräder in der angenäherten Geradeausstellung durch ein nach unten Anvisieren der Seiten der Vorderradreifen, die von den Drehtischen getragen werden,auszurichten und die Vorderräder in Stellungen zu drehen, so daß sie winkelmäßig zu den Stellungen der direkt dahinter befindlichen Hinterräder gleich angeordnet sind. Nachdem eine solche genäherte Geradeausstellung durchgeführt ist, werden eine oder beide Winkelmeßvorrichtungen der Drehtische so eingestellt, daß sie 0° anzeigen. Ein Hauptproblem der Drehtische liegt darin,daß der darauf befindliche Winkelmesser durch den Kontakt mit den Fahrzeugrädern viel beansprucht wird und deshalb robust ausgeführt werden muß. Deshalb ist es oft nicht möglich, den Drehwinkel mit hinreichender Genauigkeit, wie beispielsweise + 1°, die für eine genaue Vor- oder Nachlaufwinkelmessung notwendig ist, abzulesen. Es ist auch bekannt, daß der Drehtisch nicht benutzt werden kann, wenn das Fahrzeug auf einer hydraulischen Hebevorrichtung ruht und dieA widely used prior art device only The turntable is used to determine the angle of rotation of a wheel attached to the vehicle for carrying out pre- and post-travel measurements been on which the wheel is mounted, this turntable has a protractor attached to it for display the amount of twist in a horizontal plane of the wheel. A disadvantage of using a turntable lies in the fact that the automatic setting of a reference position (zero position) is missing when the front wheels are in the straight ahead orientation are set. It is common practice to keep the front wheels in the approximate straight ahead position by facing downward on the sides of the front wheel tires supported by the turntables and rotate the front wheels to positions so that they are angular to the positions of those directly behind them Rear wheels are arranged the same. After such an approximate straight-ahead position has been carried out, an or both angle measuring devices of the turntables adjusted so that they indicate 0 °. A major problem with the rotary tables is in that the protractor located on it is heavily stressed by contact with the vehicle wheels and therefore must be made robust. Therefore it is often not possible to determine the angle of rotation with sufficient accuracy, such as for example + 1 °, which is used for a precise leading or trailing angle measurement is necessary to read. It is also known that the turntable cannot be used when the vehicle is in motion rests on a hydraulic lifting device and the

»*«» »ftf , . 4»*« »» Ftf,. 4th

Vorderräder deshalb vom Boden abgehoben sind.The front wheels are therefore raised from the ground.

Alternative Vorrichtungen zur Bestimmung der Lenkstellungen
sind in den älteren US-Patenten 2 496 324, 2 641 957 undAlternative devices for determining the steering positions
are in prior U.S. Patents 2,496,324, 2,641,957 and

2 667 8o5 veranschaulicht. Diese Patente offenbaren im wesentlichen Radeinstellvorrichtungen, welche ein Paar Reflektoren enthalten, die jeweils an den Vorderrädern eines Kraftfahrzeuges befestigt sind. Jeder der Reflektoren besitzt einen zentralen Spiegelabschnitt, welcher parallel zur Ebene2 667 8o5 illustrated. These patents essentially disclose Wheel adjusting devices which include a pair of reflectors, each on the front wheels of a motor vehicle are attached. Each of the reflectors has a central mirror section which is parallel to the plane

des zugeordneten Rades ist, einen vorderen Spiegelabschnitt, der vom zentralen Spiegelabschnitt sich nach vorne erstreckt und mit diesem einen vorgewählten Winkel einschließt sowie
einen hinteren Spiegelabschnitt, der sich vom zentralen Abschnitt nach hinten erstreckt und ebenfalls einen ausgewählten Winkel mit dem zentralen Abschnitt einschließt. Jeder der Spiegelabschnitte ist eben und der ausgewählte Winkel, unter welchem der vordere und hintere Abschnitt winkelmäßig verschoben ist, ist gleich dem vorgewählten Drehwinkel der beiden gewünschten Lenkstellungen zur Geradeausstellung, welche vorstehend in Verbindung mit dem Verfahren zur Bestimmungof the associated wheel, a front mirror section which extends forwardly from the central mirror section and forms a preselected angle therewith, as well as
a rear mirror portion that extends rearwardly from the central portion and also forms a selected angle with the central portion. Each of the mirror sections is planar and the selected angle at which the front and rear sections are angularly displaced is equal to the preselected angle of rotation of the two desired steering positions for the straight-ahead position, which above in connection with the method for determining

der Vor- oder Nachlaufwinkel erwähnt wurden. Die Einstellvorrichtung enthält weiter ein Paar Ziele (oder Schirme), welche auf der Vorderseite des Fahrzeuges angeordnet sind sowie ein Paar Projektoren, die jeweils an festen Stellen nebenthe leading or trailing angles were mentioned. The adjustment device further includes a pair of targets (or screens) located on the front of the vehicle as well a pair of projectors, each at fixed positions alongside

den Reflektoren, die am Rad befestigt sind, angeordnet sind. Die Einstellvorrichtung enthält weiterhin ein Paar von stationären Spiegeln, wovon je einer je einem Projektor zugeordnet ist. Beim Betrieb trifft ein Lichtstrahlbündel von
einem Projektor einen der Spiegelabschnitte des am Rad be-the reflectors, which are attached to the wheel, are arranged. The adjustment device also contains a pair of stationary mirrors, one of which is assigned to a projector. During operation, a light beam from
a projector one of the mirror sections of the wheel loading

festigten Reflektors, wird zum zugeordneten stationären Spie-• gel reflektiert und dann zum zugeordneten Ziel oder Schirm.
Drei Lenkpositionen werden mit diesem Systemtyp entsprechend der relativen räumlichen Orientierung der Reflektorabschnitte bestimmt* Eine Geradeausstellung wird angezeigt, wenn das Lichtstrahlbündel aus dem Projektor den zentralen Abschnittfixed reflector, is reflected to the assigned stationary mirror • and then to the assigned target or screen.
With this type of system, three steering positions are determined according to the relative spatial orientation of the reflector sections * A straight-ahead position is indicated when the light beam from the projector reaches the central section

■ » Λ m M ι t *■ » Λ m M ι t *

• I· · · r— ¹^ '• I · · · r— ¹ ^ '

des am Rad befestigten Reflektors trifft und auf das Ziel reflektiert wird. Die beiden Lenkpositionen, bei welchen der Radsturzwinkel gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Vor- oder Nachlaufwinkel abgelesen wird, werden angezeigt, wenn das Strahlenbündel den vorderen und hinteren Abschnitt des am Rad befestigten Reflektors trifft und auf ähnliche Weise zum Ziel reflektiert wird.of the reflector attached to the bike and reflected on the target will. The two steering positions in which the camber angle according to the method described above is read to determine the leading or trailing angle, are displayed when the beam hits the front and rear of the reflector attached to the wheel and is similarly reflected to the target.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Lenkpositionen eines am Kraftfahrzeug befestigten Rades zu schaffen, um Radeinstellmessungen für den Vor- oder Nachlauf durchführen zu können, wobei die Vorrichtung genaue Messungen liefert und dennoch leicht von Mechanikern auf diesem Gebiet, welche wenig Übung oder Erfahrung besitzen, bedient werden kann.It is the object of the present invention to provide a device for determining the steering positions of a vehicle on the motor vehicle To create attached wheel in order to carry out wheel setting measurements for the pre- or post-travel, the device Provides accurate measurements yet easily by mechanics in the field with little practice or experience own, can be operated.

Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. 2oThis object is achieved by means of a device of the type mentioned in the characterizing part of the claim 1 resolved. 2o

Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.Preferred or advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Danach enthält eine vorgeschlagene Vorrichtung zum Bestimmen der beiden Lenkstellungen der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges einen Lichtstrahlprojektor, welcher an einem der Vorderräder drehbar mit diesem befestigt ist, sowie einen vom Projektor räumlich getrennten Empfänger mit optischen Einrichtungen, welche vorgesehen sind, damit sichergestellt ist, daß die Lichtstrahlbündel des Projektors vom Empfänger auch empfangen werden, und wobei der Empfänger vorzugsweise auf einem der beiden Vorderräder befestigt ist. Der Projektor erzeugt gleichzeitig ein erstes Bezugsstrahlbündel oder -muster von Strahlenbündeln entlang eines Weges, welcher eine feste Winkellage relativ zur Ebene des Rades, an welchemThereafter contains a proposed device for determining the two steering positions of the front wheels of a motor vehicle a light beam projector, which is on one of the front wheels rotatably attached to it, as well as a receiver with optical devices that is spatially separated from the projector, which are provided to ensure that the light beam of the projector from the receiver are received, and wherein the receiver is preferably mounted on one of the two front wheels. The projector simultaneously generates a first reference beam or pattern of beams along a path which a fixed angular position relative to the plane of the wheel on which

er befestigt ist, besitzt, sowie ein zweites Strahlenbündel oder Muster von Strahlenbündel entlang eines anderen Weges in einem vorbestimmten Winkel in der horizontalen Ebene mit dem Weg des ersten Strahlenbündels und wobei die Strahlenbündel oder Muster von Strahlenbündeln im wesentlichen Duplikate jedes anderen in jeder Hinsicht sind. Der vorbestimmte Winkel zwischen den beiden Strahlenbündeln entspricht dem totalen Drehwinkel, durch welchen die Räder während des Meßverfahrens für den Vor- oder Nachlaufwinkel zu drehen sind. Wenn das erste Strahlenbündel vom Empfänger in einer vorbeschriebenen Weise registriert ist, werden die Räder in die erste Lenkstellung ausgerichtet. Wenn danach das zweite Strahlen- * bündel vom Empfänger in der gleichen vorbeschriebenen Weiseit is attached, has, and a second bundle of rays or patterns of beams along another path at a predetermined angle in the horizontal plane with the path of the first bundle of rays and wherein the bundles of rays or patterns of bundles of rays are essentially duplicates each other in every way are. The predetermined angle between the two beams corresponds to the total Angle of rotation through which the wheels are to be rotated during the measurement process for the leading or trailing angle. if the first beam is registered by the receiver in a manner described above, the wheels are in the first Steering position aligned. If then the second beam * from the receiver in the same manner described above

wie das erste Strahlenbündel festgestellt worden ist, befinden sich die Räder in der zweiten gewünschten Lenkstel-as the first bundle of rays has been determined, the wheels are in the second desired steering position

lung. Folglich ist es nur notwendig, das Lichtstrahlbündel oder das Muster von Lichtstrahlbündeln in gleiche Stellungen bezüglich des Empfängers durch den gewünschten totalen Drehwinkel zu bewegen, wodurch ein schneller und bequemerlung. Consequently, it is only necessary to put the light beam or the pattern of light beams in the same positions move with respect to the receiver through the desired total angle of rotation, making a faster and more convenient

Weg zum Einstellen der Räder für die Vor- oder Nachlaufmest, Way to adjust the wheels for the pre-run or post-run measurement,

sung gegeben ist, ohne daß Winkelmesser oder ähnliche Vorrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, notwendig sind.solution is given without the need for protractors or similar devices, as described above are necessary.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der Projektor und Empfänger zur Durchführung von Spurwinkelmessungen benutzt und die vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Strahlenbündel (oder Strahlmuster) sind in einem gleichen Winkelbetrag zu einem dritten Strahlenbündel (oder Strahlmuster) angeordnet, welches dazu benutzt wird, die Spurmessungen durchzuführen und die Geradeausstellung der Vorderräder,bevor Raddrehungen zur Durchführung der Vor- oder Nachlaufmessungen vorgenommen werden. Eine bevorzugte Anrodnung der vorgeschlagenen Vorrichtung ist so ausgebildet, daß der Empfänger und Projektor auf dem gleichenIn a preferred embodiment of the invention, the projector and receiver are used to carry out toe angle measurements is used and the first and second beams (or beam patterns) described above are shown in FIG an equal angular amount to a third beam (or beam pattern) which is used for this purpose will perform the track measurements and the straight-ahead position of the front wheels before performing the wheel rotations Pre- or post-travel measurements can be made. A preferred one The arrangement of the proposed device is designed so that the receiver and projector on the same

Γ »Γ »

Vorderrad angeordnet sind, wobei die Strahlenbündel sämtliche auf einen Spiegel auf dem Hinterrad auf derselben Seite des Fahrzeuges gerichtet werden.Front wheel are arranged, the bundles of rays all on a mirror on the rear wheel on the same side of the vehicle are directed.

I " 5 Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in denI "5 A preferred embodiment of the invention is shown in

.1 Figuren dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben..1 figures shown and will be described in more detail below.

| Es zeigen:| Show it:

L Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht, welche dieL Fig. 1 is a schematic representation of a plan view showing the

1 Io Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche auf einem1 Io device according to the present invention, which is based on a

!'■ Fahrzeug befestigt ist, veranschaulicht und bei welcher die! '■ vehicle is attached, illustrates and in which the

t Vorderräder des Fahrzeuges in Geradeausstellung sind, t the front wheels of the vehicle are in the straight ahead position,

'■ Fig. 2 und 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht,'■ Fig. 2 and 3 in a schematic representation a plan view,

f 15 welche die Räder auf einer Seite des Fahrzeuges nach Fig. 1 f 15 which the wheels on one side of the vehicle according to FIG

i zeigt und insbesondere die beiden gewünschten Lenkstellungeni shows and in particular the two desired steering positions

L- der Vorderräder veranschaulicht, welche bei der BestimmungL- of the front wheels illustrates which in determining

\ der Vor- oder Nachlaufwinkel des Rades benutzt werden,\ the leading or trailing angle of the wheel can be used,

'}-. 2o Fig. 4 eine Seitenansicht, welche die Projektor- und Fotodetektoranordnung der Vorrichtung nach der vorliegenden '} -. Figure 4 is a side view showing the projector and photodetector assemblies of the apparatus of the present invention

! Erfindung veranschaulicht, wobei die Anordnung auf einem! Invention illustrated, the arrangement on a

der Vorderräder eines Fahrzeuges befestigt ist,the front wheels of a vehicle are attached,

25 Fig. 5 eine Draufsicht auf die Projektions- und Fotodetektor-¹ anordnung nach Fig. 4,25 Fig. 5 is a plan view of the projection and photodetector ¹ arrangement according to Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht in schematischer Darstellung, welche die Optik der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung 3o veranschaulicht,6 is a schematic side view showing the optics of the device according to the present invention 3o illustrates

Fig. 7 eine Draufsicht in schematischer Darstellung ähnlich ,;. zu der Darstellung nach Fig. 6, in welcher weiter die Optik7 shows a plan view in a schematic representation similar to; to the illustration according to FIG. 6, in which the optics continue

Ϊ der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung veranschau-Ϊ illustrate the device according to the present invention

ι 35 licht wird,ι 35 light is on,

Fig. 8 in vergrößerter und schematischer Darstellung eine
Draufsicht/· die in Blickrichtung in Richtung der Pfeile 8
in Fig. 4, insbesondere die Anordnung des Feldes von lichtemittierenden Dioden zeigt, die den Projektor bilden,8 shows an enlarged and schematic representation
Top view / that in the viewing direction in the direction of the arrows 8
in Fig. 4, in particular shows the arrangement of the array of light emitting diodes that make up the projector,

Fig. 9 das Lichtmuster, welches von dem Feld nach Fig. 8FIG. 9 shows the light pattern which is generated by the field according to FIG. 8

ausgesandt und auf einem Schirm aufgefangen worden ist, wobei aus Gründen der Anschaulichkeit angenommen ist, daß
alle Dioden des Feldes gleichzeitig angeregt sind, undsent out and captured on a screen, assuming for the sake of clarity that
all diodes of the field are excited at the same time, and

Fig. Io ein Blockschaltbild des Steuerkreises der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.Fig. Io is a block diagram of the control circuit of the device according to the present invention.

Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Projektions- und Fotodetektoreinrichtung Io enthält, welche mittels eines Befestigungsmechanismus 12 an einem Vorderrad 16 eines Fahrzeuges 8 befestigt ist, sowie einen Reflektor 11, welcher mittels eines
Befestigungsmechanismus 47 an dem Hinterrad 46 des Fahrzeuges
direkt hinter der Einrichtung Io befestigt ist. In der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenes bart ist, ist die Projektions- und Fotodetektoreinrichtung |From Fig. 1 it can be seen that the device of the present invention includes a projection and photodetector device Io, which is fastened by means of a fastening mechanism 12 to a front wheel 16 of a vehicle 8, and a reflector 11, which by means of a
Attachment mechanism 47 to the rear wheel 46 of the vehicle
is attached directly behind the device Io. In the device according to the present invention, as disclosed here, the projection and photodetector device is |

Io ähnlich wie die Projektions- und Fotodetektoreinrichtung |Io similar to the projection and photodetector device |

aufgebaut, wie sie in der US-Patentanmeldung mit dem inter- |constructed as described in the US patent application with the inter- |

nen Aktenzeichen SJ 7738, die gleichzeitig mit der vorlie- |nen file number SJ 7738, which coincides with the present |

genden Anmeldung eingereicht wurde, gezeigt und offenbart fThe current application has been filed, shown and disclosed f

ist, wobei der spezielle Aufbau der Lichtprojektionselemente |is, the special structure of the light projection elements |

und der Lichtempfangselemente der gleiche ist (mit Ausnahme |and the light receiving element is the same (except for |

Ψ der Projektionslinse, welche die Grundlage der vorliegenden f Erfindung bildet) und wobei die erwähnte Patentanmeldung Ψ the projection lens, which forms the basis of the present f invention) and wherein the aforementioned patent application

durch die hier genommene Bezugnahme speziell aufgenommen ist.
Aus der folgenden Beschreibung wird verständlich, daß die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung auf verschiedene andere Typen von lichtstrahlprojizierenden und -empfan-is specifically incorporated by reference herein.
From the following description it will be understood that the
Device according to the present invention on various other types of light beam projecting and receiving

genden, spurwinkelmessenden Vorrichtungen angewendet werden i low toe angle measuring devices are used i

• * ft » «HS ·*>·• * ft »« HS · *> ·

• a a · ··· ■·*• a a · ··· ■ · *

kann, welche eher von einem anderen Typ als der in der vorher erwähnten Patentanmeldung gezeigte sind, wobei die speziellen Mittel zum Projizieren und Empfangen eines Strahlenbündels oder eines Musters von Strahlenbündeln nur illustrativ von einer solchen Vorrichtung sind. Des weiteren ist es, da es sehr wünschenswert ist, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für zwei Funktionen als Spurmeßvorrichtung und als Einrichtung zur Bestimmung gewisser Lenkstellungen der Vorderräder eines Fahrzeuges dient, nicht beabsichtigt, daß die vorliegenden Erfindung auf eine Vorrichtung beschränkt ist, welche auch Spurwinkelmessungen liefert.which may be more of a different type than the one in the previous one mentioned patent application are shown, wherein the specific means for projecting and receiving a beam or a pattern of bundles of rays are only illustrative of such a device. Furthermore it is since it is very desirable that the apparatus of the present invention serve two functions as a tracking device and serves as a device for determining certain steering positions of the front wheels of a vehicle, not intended, that the present invention is limited to an apparatus which also provides toe angle measurements.

Wie es im folgenden näher beschrieben wird, ist die Projektor- und Fotodetektoranordnung operativ mit einem Steuerkreis Ho verbunden, welcher die Erregung einer Mehrfachdioden-Lichtquelle innerhalb der Anordnung steuert und ein digitales Ausgangssignal vom Fotodetektor innerhalb der Anordnung erzeugt. Das digitale Ausgangssignal, welches vom Schaltkreis Ho geliefert wird, wird durch einen Digital/Analog-Wandler 111 in ein Analogsignal umgewandelt, und das Analogsignal wird einer Anzeigevorrichtung 112 zugeführt. Die Vorrichtung 112 enthält ein bipolares Meßinstrument, um den Winkel der Vorderräder 16 und 17 des Fahrzeuges 8 relativ zu einer Bezugsachse in Bruchteilen von Graden anzuzeigen.As will be described in more detail below, the projector and photodetector arrangement is operative with a control circuit Ho connected, which controls the excitation of a multiple diode light source within the arrangement and a digital one Output signal generated by the photodetector within the arrangement. The digital output signal sent by the circuit Ho supplied is converted into an analog signal by a digital-to-analog converter 111, and the analog signal is fed to a display device 112. The device 112 includes a bipolar measuring instrument to measure the angle of the Display front wheels 16 and 17 of the vehicle 8 relative to a reference axis in fractions of degrees.

Aus den Fig. 4 und 5 ist zu entnehmen, daß die Projektor- und Fotodetektor-Anordnung Io durch den abnehmbaren Befestigungsmechanismus 12 an der Felge 14 des Vorderrades 16 befestigt ist. Der Befestigungsmechanismus 12 kann des Typs sein, der im US-Patent 3 7o9 451 beschrieben ist, auf welches hinsichtlich der Einzelheiten im Aufbau Bezug genommen sei. Kurz, der darin offenbarte Befestigungsmechanismus befestigt ein Einstellgerät fest an der Felge eines Kraftfahrzeugrades, so daß das Einstellgerät parallel zur Ebene der Felge und auf diese Weise zur Ebene des Rades ausgerich-From Figs. 4 and 5 it can be seen that the projector and photodetector assembly Io by the detachable attachment mechanism 12 is attached to the rim 14 of the front wheel 16. The fastening mechanism 12 can be of the type described in U.S. Patent 3,7o9,451, which is incorporated herein by reference for details of construction may be. In short, the fastening mechanism disclosed therein securely attaches an adjusting device to the rim of a motor vehicle wheel, so that the setting device is parallel to the plane of the rim and in this way to the plane of the wheel.

tet ist. Der Befestigungsmechanismus 12 der vorliegenden Erfindung, wie er insbesondere in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, enthält eine von der Ebene der Felge abgesetzte Halterung, welche durch ein Paar getrennte parallele Stäbe 2o gebildet ist. Ein Ende eines jeden Stabes ist durch einen Querstab 21 (Fig. 4) befestigt, welcher getrennte langgestreckte Finger (nicht dargestellt) besitzt, die mit ihren äußeren Enden klemmend mit der Felge 14 verbunden sind. Eine Klemmvorrichtung 3o ist gleitend an den gegenüberliegenden Enden der Stäbe 2o aufgenommen, so daß der Befestigungsmechanismus Rädern unterschiedlichen Durchmessers angepaßt werden kann. Ein Kupplungsmechanismus, welcher im vorstehend erwähnten US-Patent 3 7o9 451 beschrieben ist, kann benutzt werden, um die Klemmvorrichtung 3o an den Stäben 2o in jeder gewünschten Stellung zu befestigen. Ein Querstab 22 ist bei seinem Mittelpunkt drehbar mit dem Körper der Klemmvorrichtung 3o durch eine abgesetzte Schraube 25 (Fig. 5)verbunden. Ein Paar Finger 26 sind an den Enden des Querstabes 22 befestigt und sie besitzen ausreichende Länge, um die Stäbe 2o in einer Ebene zu halten, welche außerhalb der Radfelge angeordnet und zu dieser parallel ist, wenn die hervorstehenden Enden der Finger an die Felge geklemmt werden. Der Befestigungsmechanismus 12 enthält weiterhin ein tragendes Gleitstück 18, an welchem der Körper der Anordnung Io drehbar befestigt ist. Dies ist mittels einer kurzen Welle 32, die fest an der Oberfläche des Gleitstücks 18 angebracht ist und im rechten Winkel davon nach außen steht, bewerkstelligt. Das Gleitstück 18 ist an einer ausgewählten Stelle längs der Stäbe 2o so angebracht, daß die Achse der kurzen Welle 32 genau mit der Drehachse des Rades, an welchem die Anordnung befestigt ist, zusammenfällt.is tet. The attachment mechanism 12 of the present invention, as shown in particular in FIGS. 4 and 5, contains a bracket offset from the plane of the rim, which is formed by a pair of separate parallel bars 2o. One end of each rod is through a cross rod 21 (Fig. 4), which has separate elongated fingers (not shown), which with their outer ends are clamped to the rim 14. A clamping device 3o is slidable on opposite ends of the Rods 2o added so that the fastening mechanism can be adapted to wheels of different diameters. A clutch mechanism described in the aforementioned U.S. Patent 3,7o9,451 can be used to attach the clamping device 3o to the rods 2o in any desired position. A cross bar 22 is with his Center rotatably connected to the body of the clamping device 3o by a stepped screw 25 (Fig. 5). A A pair of fingers 26 are attached to the ends of the cross bar 22 and are of sufficient length to hold the bars 2o in to maintain a plane which is arranged outside the wheel rim and parallel to this when the protruding Ends of the fingers are clamped to the rim. The attachment mechanism 12 further includes a supporting slider 18 to which the assembly body Io is rotatably attached. This is by means of a short shaft 32 which is fixedly attached to the surface of the slider 18 and is at right angles therefrom to the outside, accomplished. The slider 18 is mounted at a selected location along the rods 2o so that the axis of the short shaft 32 is accurate coincides with the axis of rotation of the wheel to which the assembly is attached.

Die Projektor- und Fotodetektor-Anordnung Io enthält ein dia-The projector and photodetector arrangement Io contains a dia-

gonal angeordnetes Gehäuseteil 34, welches durch eine Lagerbuchse 36 (Fig. 5) drehbar auf der Welle 32 des Befestigungs-gonally arranged housing part 34, which by a bearing bush 36 (Fig. 5) rotatable on the shaft 32 of the fastening

ι 1 I I 'ι 1 I I '

ι aι a

I IIII III

-Ιο--Ιο-

mechanismus 12 gelagert ist, sowie sin zylindrisches Gehäuseteil 38, welches vom unteren Ende des Gehäuseteils 34 sich nach vorne erstreckt.Das zylindrische Gehäuseteil 38 und das Hauptgehäuseteil 34 sind so konstruiert, daß sie eine Ge-Wichtsverteilung verwirklichen, bei welcher die Anordnung Io um die Achse der Welle 32 des Befestigungsmechanismus in Balance sich befindet, wenn das zylindrische Gehäuseteil horizontal angeordnet ist. Demgemäß ist das zylindrische Gehäuseteil im wesentlichen parallel zur haltenden Oberfläehe,auf welchem die Räder des Kraftfahrzeuges ruhen,und zur Ebene des Rades 16 ausgerichtet.mechanism 12 is mounted, as well as sin cylindrical housing part 38, which extends forwardly from the lower end of the housing part 34. The cylindrical housing part 38 and the Main housing part 34 are designed so that they realize a Ge-weight distribution, in which the arrangement Io about the axis of the shaft 32 of the fastening mechanism is in balance when the cylindrical housing part is arranged horizontally. Accordingly, the cylindrical housing part is essentially parallel to the holding surface which the wheels of the motor vehicle are resting, and aligned with the plane of the wheel 16.

Wie es am besten aus der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist ein Projektor 4o innerhalb des Bodens des Gehäuseteils 34 und dem rückwärtigen Ende des zylindrischen Gehäuseteils 38 der Länge nach befestigt. Wie in den Fig. 1 bis 3 abgebildet, findet der Projektor 4o laufend drei gerichtete Strahlenbündelmuster Bla-c, B2a-c und B3a-c (im folgenden im einzelnen beschrieben) nach rückwärts bezüglich des Vorderrades 16 im wesentlichen in Richtung des Hinterrades 46 des Fahrzeuges 8 aus. Jedes der gerichteten Strahlenbündelmuster ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von nacheinander ausgesandten, horizontal versetzten Strahlenbündeln. In das diagonale Gehäuseteil 34 ist unmittelbar über dem Projektor 4o ein Fotodetektor 42 eingebaut, welcher auf Licht anspricht, welches von dem am Hinterrad 46 befestigten Reflektor 11 reflektiert wird und welcher auf diese Weise die Reflexionen des ausgesandten Lichtstrahlmusters empfängt.As can best be seen from FIG. 4, there is a projector 4o within the bottom of the housing part 34 and the rear end of the cylindrical housing part 38 of the length after attached. As shown in FIGS. 1 to 3, the projector 4o continuously finds three directed beam patterns Bla-c, B2a-c and B3a-c (described in detail below) backwards with respect to the front wheel 16 in the essentially in the direction of the rear wheel 46 of the vehicle 8. Each of the directed beam patterns is composed from a large number of horizontally offset bundles of rays emitted one after the other. In the diagonal part of the housing 34, a photodetector 42 is installed directly above the projector 4o, which is responsive to light, which is reflected by the reflector 11 attached to the rear wheel 46 and which in this way the reflections of the emitted Light beam pattern receives.

Wie es jedoch am besten in der schematischen Draufsicht der Fig. 7 veranschaulicht ist, enthält der Projektor 4o eine Vielzahl von Dioden loo, eine Linse 5o zur vertikalen Aufweitung des von den Dioden loo über einen bestimmten Dispersionswinkel übertragenen Lichtes und eine Projektionslinsenstruktur 52. Die Dioden sind in Form eines Feldes in einerHowever, as best illustrated in the schematic top view of FIG. 7, the projector 4o includes one A plurality of diodes loo, a lens 5o for the vertical expansion of the diodes loo over a certain angle of dispersion transmitted light and a projection lens structure 52. The diodes are in the form of a field in a

• f · ■» ί «ff• f · ■ »ί« ff

|· «II *■«| · «II * ■«

«1 IV I · <" *«1 IV I · <" *

- 11 -- 11 -

vertikalen Ebene ai.geordnet, wie es in der Fig. 8 dargestellt
ist. Das Diodenfeld loo ist an einem Befestigungsglied 53
(Fig. 4) befestigt, welches in einer Bohrung festgeklemmt
ist, die in einem ringförmigen Montageblock 56 mit einemvertical plane ai., as shown in FIG
is. The diode array loo is on a fastening member 53
(Fig. 4) attached, which is clamped in a hole
is contained in an annular mounting block 56 with a

kreisförmigen Ring 58 ausgebildet ist, welcher zum Haltencircular ring 58 is formed, which for holding

des Teiles 53 im Montageblock verwendet ist. Der Befestigungsblock ist in einer Hülse 6o befestigt, welche in das zylindrische Gehäuseteil 38 der Anordnung Io eingepaßt ist. Die
strahlaufweitende Linse 5o ist im rückwärts liegenden Endeof part 53 is used in the mounting block. The fastening block is fastened in a sleeve 6o which is fitted into the cylindrical housing part 38 of the arrangement Io. the
beam expanding lens 5o is in the rear end

der Hülse 6o befestigt, so daß die optische Achse A-A (Fig.
4) der strahlaufweitenden Linse 5o sich durch die mittlere
Diode Io6 (siehe Fig. 8) des Feldes loo erstreckt. Die zusammengesetzte Linsenstruktur 52, welche einen wesentlichen jjf Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist durch einen Ring |the sleeve 6o attached so that the optical axis AA (Fig.
4) the beam-expanding lens 5o passes through the middle one
Diode Io6 (see Fig. 8) extends the field loo. The compound lens structure 52 which forms an essential part of the present invention is defined by a ring

innerhalb einer Bohrung gehalten, welcher im hinteren und |held within a hole, which in the rear and |

unteren Ende 64 des Gehäuseteils 34 der Anordnung ausgebil- |;lower end 64 of housing part 34 of the assembly formed |;

det ist, so daß die optische Achse der Linsenstruktur £>2 |det is such that the optical axis of the lens structure £> 2 |

zur Achse A-*A. ausgerichtet ist. Beim Betrieb des Projektors |to axis A- * A. is aligned. When operating the projector |

4o wird zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine der licht- p4o only one of the light p

emittierenden Dioden (LED) angeregt, um ein Strahlenbündel ί emitting diodes (LED) excited to form a bundle of rays ί

auszusenden, welches im wesentlichen um die Achse A-A zen- ■■, to be sent out, which is essentially about the axis AA z- ■■,

triert ist, aber welches von der Linse 5o über einen be- |is trated, but which of the lens 5o via a |

stimmten Dispersionswinkel über und unterhalb der Achse A-A |correct dispersion angles above and below the axis A-A |

gestreut wird. 1is scattered. 1

Das hinterste Ende des zylindrischen Gehäuseteils 38 ist j;The rearmost end of the cylindrical housing part 38 is j;

innerhalb einer Bohrung gehalten, welche im vorderen und un- fs;held within a bore, which in the front and un- fs;

teren Ende 65 des diagonalen Gehäuseteils 64 ausgebildet ist, |^ä lower end 65 of the diagonal housing part 64 is formed, | ^Ä

wobei diese Bohrung koaxial zur Bohrung ist, in welcher die |this bore being coaxial with the bore in which the |

Projektionslinsenstruktur 5 2 aufgenommen ist. Die Hülse 6o, §Projection lens structure 5 2 is added. The sleeve 6o, §

innerhalb welcher das Befestigungsteil 56 und die Zerstreu- 1within which the fastening part 56 and the diffuser 1

ungslinse 5o befestigt sind, ist innerhalb der Bohrung des jjjungslinse 5o are attached is within the bore of the jjj

röhrenförmigen Gehäuseteils 58 enthalten, wie es vorstehend |contain tubular housing part 58, as above |

erwähnt wurde. Diese röhrenförmige Konstruktion erleichtert |was mentioned. This tubular construction facilitates |

sehr die genaue Ausrichtung der Komponenten des Projektors 4o. Ivery precise alignment of the components of the projector 4o. I.

η 9 * ο · if ι η 9 * ο if ι

*1*1

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Verständlicherweise enthält der nach vorne sich erstreckende Körper des"zylindrischen Gehäuseteils 38 der Anordnung Io einen zweiten Projektor und einen Fotodetektor zur Messung des totalen Spurwinkels zwischen den zwei Vorderrädern des Fahrzeuges. Da eine solche Vorrichtung für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielt, wird sie hier nicht in allen Einzelheiten beschrieben. Jedoch kann bezüglich der Einzelheiten auf die vorstehend erwähnte Patentanmeldung SJ 7738 verwiesen werden. Es sei angemerkt, daß das vordere oder projizierende Ende des Gehäuses 38 ein vergrößertes Gehäuseteil 13o enthält, welches ein Strahlmuster quer über die Vorderseite des Fahrzeuges (siehe Fig. 1) lenkt. Das Gehäuse 13o enthält auch den Fotodetektorteil der Vorrichtung, um Strahlenbündel aus einem Projektor am gegenüberliegenden Vorderrad zu empfangen.Understandably, the forwardly extending body of the "cylindrical housing portion 38 of the assembly includes Io a second projector and a photodetector for measuring the total toe angle between the two front wheels of the Vehicle. Since such a device does not play a role in the present invention, it is not used here in all Details described. However, reference can be made to the aforementioned patent application SJ 7738 to get expelled. It should be noted that the forward or projecting end of the housing 38 is an enlarged housing portion 13o which directs a beam pattern across the front of the vehicle (see Fig. 1). The case 13o also contains the photodetector part of the device to detect beams of rays from a projector at the opposite Receive front wheel.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Fotodetektor 42 der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in das Gehäuseteil 34 direkt über dem Strahlprojektor 4o eingebaut. Der Fotodetektor enthält eine Objektivlinse 7o zum Sammeln von Licht, welches vom Reflektor 11 reflektiert wird,und eine hyperhemisphärische Linse 72, welche koaxial zur Linse 7o ausgerichtet ist, um das von der Linse 7o empfangene Licht auf einem fotoempfindlichen Energiewandler 74 zu konzentrieren. Die Linse 7o ist koaxial innerhalb einer Bohrung befestigt, die im hinteren Ende 64 des Gehäuses 34 über der Bohrung ausgebildet ist, in welcher die Linsenstruktur 52 befestigt ist. Ein Ring und ein ringförmiger Abstandhalter sind dazu vorgesehen, die Linse 7o in ihrer zugeordneten Bohrung zu halten, welche eine Achse B-B (Fig. 4) besitzt, die parallel zur Achse A-A des Projektors 4o verläuft. Der Energiewandler 74 ist an die ebene Oberfläche 82 (siehe Fig. 6) der Sammellinse 72 gekittet, welche in einem ringförmigen Halteblock 8o (Fig. 4) innerhalb einer Bohrung gehalten ist, die im Gehäuse 34 auf der Vorderseite und koaxialAs shown in Figure 4, the photodetector 42 is the device built according to the present invention in the housing part 34 directly above the beam projector 4o. The photo detector includes an objective lens 7o for collecting light reflected from the reflector 11, and one hyperhemispheric lens 72, which is coaxial with the lens 7o is oriented to concentrate the light received by the lens 7o on a photosensitive energy converter 74. The lens 7o is mounted coaxially within a bore formed in the rear end 64 of the housing 34 above the Bore is formed in which the lens structure 52 is attached. A ring and an annular spacer are intended to hold the lens 7o in its associated bore, which has an axis B-B (Fig. 4), which runs parallel to the axis A-A of the projector 4o. The energy converter 74 is on the flat surface 82 (see 6) of the converging lens 72 cemented, which is held in an annular holding block 8o (FIG. 4) within a bore is that in the housing 34 on the front and coaxial

it t * nt*· t · ·it t * nt * t

r κr κ

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zu der Bohrung ausgebildet ist, welche die Linse 7 ο aufnimmt. Der Energiewandler. 74 ist innerhalb des rincjförmigen Befestigungsblocks 8o angeordnet, so daß er zur Achse B-B (Fig. 4) ausgerichtet ist und die Linse 72 berührt die Linse 7o bei einer Kontaktstelle, welche so gut wie möglich mit der optischen Achse der Linse 7o, das ist die Achse B-B, zusammenfällt. is formed to the bore that receives the lens 7 o. The energy converter. 74 is within the ring shaped mounting block 8o so that it is aligned with axis B-B (Fig. 4) and lens 72 contacts lens 7o at a contact point which as closely as possible coincides with the optical axis of the lens 7o, that is the axis B-B.

Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, ist die Aufweitungslinse So eine planzylindrische Linse, deren ebene Fläche dem einfallenden Licht zugewandt ist und auf der Achse A-A senkrecht steht (Fig. 4) und deren zylindrische Fläche, von der das Licht abgesandt wird, eine Drehachse besitzt, welche die Achse A-A senkrecht schneidet. Wie in der Seitenansicht der Fig. 6 dargestellt, wird ein erster Strahl Rl von der mittleren LED Io6 des Feldes loo durch die Mitte der Linse 5o und die Projektionslinse 52 ohne Brechnung übertragen. Ein zweiter Strahl R2, der von der LED Io6 nach unten ausgesandt wird, schneidet einen unteren Teil der Aufweitungslinse 5o und wird nach oben gebrochen, um den Strahl Rl im Brennpunkt der Linse zu schneiden, wobei der Brennpunkt an der hinteren ebenen Oberfläche 92a (Fig. 7) der Linsenstruktur 52 liegt. Der Strahl R2 tritt aus der Linsenstruktur 52 unter einem Winkel so hervor, daß das Licht von der LED Io6 vertikal in einem vorbestimmten Betrag auf der Ebene des Ziels, das ist die Fläche des Fotodetektors 42, gestreut wird. Ein ähnlicher Strahl aus der LED Io6 (nicht dargestellt), der die obere Fläche der Linse 5c trifft, bestimmt auf diese Weise die vertikale Ausdehnung des LED-Bildes auf dem Ziel, wobei die Zielbilder für alle LED's in der Fig. 9 dargestellt sind.As shown in FIGS. 6 and 7, the expansion lens So is a plan-cylindrical lens, the flat surface of which faces the incident light and is perpendicular to the axis AA (FIG. 4) and whose cylindrical surface from which the light is emitted, has an axis of rotation which intersects the axis AA perpendicularly. As shown in the side view of FIG. 6, a first beam R1 is transmitted from the central LED Io6 of the field loo through the center of the lens 5o and the projection lens 52 without refraction. A second ray R2 emitted downward from the LED Io6 intersects a lower part of the expanding lens 5o and is refracted upward to intersect the ray Rl at the focal point of the lens, the focal point at the rear flat surface 92a (Fig 7) The lens structure 52 lies. The ray R2 emerges from the lens structure 52 at an angle such that the light from the LED Io6 is vertically scattered by a predetermined amount on the plane of the target, that is, the face of the photodetector 42. A similar beam from the LED Io6 (not shown), which hits the upper surface of the lens 5c, determines the vertical extent of the LED image on the target in this way, the target images for all LEDs being shown in FIG.

Der Reflektor 11 ist in der Fig. 6 als Winkelspiegel dargestellt, welcher einen unteren Spiegel 84 und einen oberen Spiegel 86 aufweist, die in einem rechtwinkeligen GehäuseThe reflector 11 is shown in Fig. 6 as a corner mirror, which has a lower mirror 84 and an upper Mirror 86 housed in a rectangular housing

fl 1· C « · f · ·fl 1 · C «· f · ·

fl I · ι· m § η fl I · ι · m § η · · τ· · Τ

φ * ""* · if^r* · tare* φ * "" * · if ^ r * · tare *

•» τ« · · · f« 4• »τ« · · · f «4

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angeordnet sind. Die ebenen Oberflächen der Spiegel schneiden einander unter einem Winkel von 9o°. Das Gehäuse 88 ist mittels eines Befestigungsmechanismus 47 (der dem vorstehend beschriebenen Mechanismus 12 ähnelt) am Hinterrad 46 be-' 5 festigt, so daß jeder der Spiegel 84 und 86 einen Winkel von etwa 45° mit der vertikalen Ebene durch die Drehachse R-R des Hinterrades 46 (Fig. 1) bildet. Das Reflektorgehäuse 88 ist mittels des Befestigungsmechanismus 47 an der Felge des Hinterrades befestigt, so daß die Spiegel 84 und 86 Io normal zur Ebene des Rades und auf diese Weise auch zurare arranged. The flat surfaces of the mirrors intersect at an angle of 90 °. The housing 88 is by means of a fastening mechanism 47 (which is similar to the mechanism 12 described above) on the rear wheel 46 5 so that each of the mirrors 84 and 86 forms an angle of approximately 45 ° with the vertical plane through the axis of rotation R-R of the rear wheel 46 (Fig. 1) forms. The reflector housing 88 is attached to the rim by means of the fastening mechanism 47 of the rear wheel so that the mirrors 84 and 86 Io normal to the plane of the wheel and thus also to the

Längsachse L-L des Fahrzeuges stehen. Der Reflektor 11 ist von der Haltefläche des Fahrzeuges räumlich getrennt, so daß die Projektionsachse A-A den unteren Spiegel 84 etwa I bei seiner Mittellinie (siehe Fig. 6) trifft und die Spie-Longitudinal axis L-L of the vehicle are. The reflector 11 is spatially separated from the holding surface of the vehicle, see above that the projection axis A-A the lower mirror 84 approximately I hits at its center line (see Fig. 6) and the game

I 15 gel 84 und 86 sind so groß, daß die Achse B-B des Fotude-I 15 gel 84 and 86 are so large that the axis B-B of the photo

': tektors etwa die Mittellinie des oberen Spiegels 86 schnei- ': tektors roughly intersects the center line of the upper mirror 86

"i det. "i det.

^; Mit der vorstehend beschriebenen Reflektoranordnung wird, ^; With the reflector arrangement described above,

i 2o wenn die Drehachsen der Vorder- und Hinterräder parallel I sind, der zentrale Strahl Rl von der mittleren Diode Io6 i 2o when the axes of rotation of the front and rear wheels are parallel I , the central ray Rl from the central diode Io6

J des Feldes loo vom unteren Spiegel 84 vertikal zum oberenJ of field loo from lower mirror 84 vertical to the upper

j Spiegel 86 und dann längs der Achse B-B zum Fotodetektor 42j mirror 86 and then along axis B-B to photodetector 42

, reflektiert, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist. Wenn der, reflected, as shown in FIG. If the

' 25 Reflektor 11 um die Drehachse des Hinterrades gekippt wird, so daß die Spiegel 84 -md 86 nicht im Winkel von 45° zu einer vertikalen Ebene durch die Achse des Hinterrades sind, :. trifft der Strahl Rl nicht die Mittellinie des unteren Spie- '25 reflector 11 is tilted about the axis of rotation of the rear wheel, so that the mirror 84 -md 86 are not at an angle of 45 ° to a vertical plane through the axis of the rear wheel. if the ray Rl does not hit the center line of the lower mirror

; gels und der Abstand zwischen dem einfallenden und reflek-; gels and the distance between the incident and reflective

3o tierten Strahlenbündel ändert sich, auch wenn der räumliche \ Winkel, unter welchem das Strahlenbündel zum Fotodetektor3o oriented radiation beam change, even if the spatial \ angle at which the beam to the photodetector

Ε reflektiert wird, nicht wechselt. Aufgrund der relativ gro-Ε is reflected, not changes. Due to the relatively large

I ßen vertikalen Streuung der von der Linse 5o gelieferten I essen vertical scattering of that provided by lens 5o

Strahlenbündel jedoch ist die Vorrichtung nach der vorlie-Beam bundle, however, the device according to the present

35 genden Erfindung unempfindlich bezüglich großer Fehler in35 lowing invention insensitive to large errors in

9 1** β β β OB« 9 1 ** β β β OB «

«ί ·^ ff» · Κι· f«Ί ^ ff» · Κι · f

- 15 -- 15 -

der Verdrehung des Reflektors 11 und/oder der Anordnung Io. |the rotation of the reflector 11 and / or the arrangement Io. |

Das LED-Feld loo (wie es in Fig. 8 dargestellt ist) und der ihm zugeordnete Schaltkreis stimmen mit dem LED-Feld und Schalkreis überein, welche in der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung SJ 7738 beschrieben sind. Dort enthält das LED-Feld eine ebene, rechtwinkelige Anordnung von 35 lichtemittierenden Dioden, die in 5 Linien oder Reihen | und 7 Spalten angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen | den Linien und Spalten gleich ist. Das Feld loo ist relativ · zu einer horizontalen Ebene unter einem Winkel S geneigt, ψ so daß jede Diode im Feld einen gleichen Abstand in einer fThe LED array loo (as shown in FIG. 8) and the circuitry associated therewith correspond to the LED array and circuitry described in the aforementioned US patent application SJ 7738. There the LED field contains a flat, right-angled arrangement of 35 light-emitting diodes arranged in 5 lines or rows | and 7 columns are arranged, the distance between | is equal to the lines and columns. The field loo is inclined relative to a horizontal plane at an angle S, ψ so that each diode in the field is an equal distance in a f

horizontalen Richtung von zwei anderen Dioden im Feld be- |_; sitzt, wobei das Feld, wenn es in einer horizontalen Ebene fhorizontal direction of two other diodes in the field loading | _; sits, the field when it is in a horizontal plane f

angesehen wird, 35 äquidistante Dioden enthält.is considered to contain 35 equidistant diodes.

Die Dioden sind so angeordnet, daß sie nacheinander von einem Ende (in der horizontalen Ebene) zum anderen eingeschaltet werden, wobei die mittlere Diode Io6 deshalb in der Mitte der Folge eingeschaltet wird. Beim Ziel, das ist die Oberfläche des Fotodetektors 42, erzeugen die einzelnen Dioden eine Reihe von vertikal orientierten Lichtstreifen loo, wie es in der Fig. 9 dargestellt ist, wobei der Lichtstreifen der mittleren Diode Io6 als der mittlere Lichtstreifen Io7 dargestellt ist. Die Höhe der Lichtstreifen loo wird durch die Aufweitungslinse 5o bestimmt, wie es vorstehend erwähnt wurde, und die Breite der Streifen wird durch den Brennpunkt der Projektionslinsenstruktur 52 festgelegt. Die mehrfache LED-Anordnung liefert ein Mittel, mit dem der individuelle Spurwinkel des Vorderrades 16 entsprechend dem in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung SJ 7738 (entsprechend P 28 38 555.9) dargelegten Verfahren und entsprechend der Lehre nach der US-Patentanmeldung Nr. 773 639 vom 2.März 1977 (entsprechend P 28 o7 633.7-52) bestimmt werden kann. Die letztere Patentanmeldung zeigt ein Verfahren, bei welchem der Spurwinkel eines Vorderrades be-The diodes are arranged so that they are turned on sequentially from one end (in the horizontal plane) to the other the middle diode Io6 is therefore switched on in the middle of the sequence. When it comes to the goal, that's the surface of the photodetector 42, the individual diodes produce a series of vertically oriented strips of light loo, such as it is shown in Fig. 9, wherein the light strip of the middle diode Io6 as the middle light strip Io7 is shown. The height of the light strips loo is determined by the expansion lens 5o, as mentioned above and the width of the stripes is determined by the focal point of the projection lens structure 52. The multiple LED array provides a means by which the individual toe angle of the front wheel 16 corresponds to that shown in FIG above-mentioned patent application SJ 7738 (corresponding to P 28 38 555.9) presented method and according to the teaching of the US patent application No. 773 639 of March 2, 1977 (corresponding to P 28 o7 633.7-52) can be determined. The latter patent application shows a Method in which the toe angle of a front wheel is

it t · m f ρ μ » ·it t mf ρ μ »

-ΐβ--ΐβ-

züglich eines am Hinterrad befestigten Reflektors bestimmt wird. Das .Verfahren, mit dem der Spurwinkel mit einer Vielzahl von lichtemittierenden Dioden gefunden wird, bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung, da das speziell benutzte optische Projektions- und Empfangssystem unwichtig ist. Der Einfachheit halber ist das Folgemuster von 35 Strahlenbündeln aus dem Diodenfeld in den Zeichnungen allgemein durch drei Strahlenbündel repräsentiert, welche, wenn die Anordnung Io in einer Ebene im wesentlichen parallel zur Achse L-L des Fahrzeuges ausgerichtet ist (d. h. die Räder sind in Geradeausstellung) als Strahlen BIa, BIb und BIc dargestellt sind. Wie in der Draufsicht von Fig. 7 dargestellt, repräsentiert das Strahlenbündel BIa das Strahlenbündel von der mittleren Diode Io6 und die Strahlenbündel Bib und BIc repräsentieren die Strahlenbündel von den gegenüberliegenden Enden des Feldes, welche im Ziel vom Strahlenbündel BIa horizontal versetzt sind.plus a reflector attached to the rear wheel will. The .Verfahren with which the track angle is found with a large number of light-emitting diodes, forms not part of the present invention as the particular projection and reception optical system used is unimportant is. For the sake of simplicity, the pattern of 35 beams from the diode array in the drawings is general represented by three beams which, when the arrangement Io is in a plane substantially parallel to the axis L-L of the vehicle is aligned (i.e. the wheels are in the straight ahead position) shown as rays BIa, BIb and BIc are. As shown in the plan view of FIG. 7, the beam BIa represents the beam from the middle diode Io6 and the beams Bib and BIc the bundles of rays from the opposite ends of the field, which in the target from the bundle of rays BIa are horizontally offset.

Eine wichtige Eigenschaft der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Projektionslinsenstruktur 52, welche laufend zwei andere Bezugsstrahlmuster B2a bis B2c und B3a bis B3c zusätzlich zu dem Strahlenmuster BIa bis BIc liefert. Das Strahlenmuster BIa bis BIc bildet das mittlere j Muster (siehe Fig. 1) und wird längs eines Strahlenganges ausgesandt, welcher eine Mittellinie besitzt, die mit der f Achse A-A des Projektors 4o zusammenfällt und folglich längs eines Weges parallel zur Ebene des Vorderrades 16. Das Strahlenmuster B2a, B2b, B2c wird unter einem bestimmten Winkel, beispielsweise lo°, in eine Richtung in einer horizontalen Ebene vom Strahlenmuster BIa bis BIc ausgesandt. Das dritte Strahlenmuster B3a bis B3c wird unter dem gleichen bestimmten Winkel in die andere Richtung vom zentralen Strahlenmuster BIa bis BIc ausgesandt. Die Strahlenmuster B2a bis B2c und B3a bis B3c sind folglich durch einen totalen bestimmten Winkel von 2o° voneinander getrennt. Dieser totale Winkel ist gleich dem gewünschten Drehwinkel, durchAn important feature of the device according to the present invention is the projection lens structure 52, which currently two other reference beam patterns B2a to B2c and B3a to B3c in addition to the beam pattern BIa to BIc supplies. The radiation pattern BIa to BIc forms the middle j Pattern (see Fig. 1) and is emitted along a beam path which has a center line that coincides with the f Axis A-A of the projector 4o coincides and consequently longitudinal a path parallel to the plane of the front wheel 16. The ray pattern B2a, B2b, B2c is under a certain Angle, for example lo °, in one direction in a horizontal one Emitted plane from the radiation pattern BIa to BIc. The third beam pattern B3a to B3c becomes under the same certain angle emitted in the other direction from the central radiation pattern BIa to BIc. The ray patterns B2a to B2c and B3a to B3c are consequently separated from one another by a total specific angle of 20 °. This total angle is equal to the desired angle of rotation, through

»» ti iii»» Ti iii

• ■ It <• ■ It <

till Btill B

• ti J · ι• ti J · ι

ff t J ti 3 Iff t J ti 3 I

- 17 - - 17 -

welchen die Vorderräder 16 und 17 zwischen den zwei gewünschten Lenkstellungen in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Messung der Nach- oder Vorlaufwinkel der Räder zu schwenken sind. Das mittlere Strahlenmuster BIa bis BIc wird benutzt, wenn die Vorderräder in Geradeausstellung sind und es wird in einem System zur Bestimmung der individuellen Spurwinkel der Vorderräder benutzt, wie es in der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung Ser.Nr. 773 639 beschrieben ist.which the front wheels 16 and 17 between the two desired steering positions in connection with that described above Procedure for measuring the caster or lead angle of the wheels to be swiveled. The mean radiation pattern BIa to BIc is used when the front wheels are in the straight ahead position and is used in a system for determining the individual Toe angles of the front wheels are used as described in the aforementioned US patent application Ser. 773 639 is described.

Nach den Fig. 6 und 7 enthält die Linsenstruktur 52, welche die mehrfachen Strahlenmuster erzeugt, eine plankonvexe Projektionslinse 92, welche eine derartige Krümmung und einen Brechungsindex aufweist, daß das auf sie einfallende Licht in einem vorbestimmten Abstand fokussiert wird, welcher entsprechend dem Abstand von der Linse 92 zum Reflektor 11 und zurück zur Linse 7o des Detektors 42 berechnet ist. Da dieser Abstand in Abhängigkeit von der Größe eines Fahrzeuges variiert, ist die Brennweite der Linse 92 für das längste Fahrzeug bestimmt (das ist der größte Abstand zwischen Vorder- und Hinterrad), welches mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ausgerichtet werden kann. Die Linsenstruktur 5 2 enthält weiterhin ein Paar keilförmige, veritkal ausgerichtete Prismen 94 und 96, die in gleichem Abstand auf jeder Seite des zentralen Teils der Linse 92 in der horizontalen Ebene (Fig. 7) angeordnet sind. Die Prismen 94 und 96 sind parallel zueinander und ihre gegenüberliegenden inneren Kanten haben gleichen Abstand von einer vertikalen Ebene durch die Achsen A-A und B-B des Projektors 4o und des Fotodetektors 42. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird das mittlere Strahlenbündel BIa des zentralen Strahlenmusters durch das Licht aus der mittleren Diode loö des Feldes loo gebildet, welches auf die Mitte der Linsenstruktur 52 fällt. Die Prismen 94 und 96, welche eine Brechkraft von lo° besitzen, sind vorgesehen, um die Lichtstrahlbündel von der Lichtquelle6 and 7, the lens structure 52 which produces the multiple beam patterns includes a plano-convex projection lens 92, which has such a curvature and a refractive index that the light incident on it is focused at a predetermined distance which corresponds to the distance from the lens 92 to the reflector 11 and back to lens 7o of detector 42 is calculated. Because this distance depends on the size of a vehicle varies, the focal length of the lens 92 is intended for the longest vehicle (this is the greatest distance between the front and rear wheel) which can be aligned with the device according to the present invention. The lens structure 5 2 further includes a pair of wedge-shaped, vertically aligned prisms 94 and 96, which are equally spaced each side of the central part of lens 92 in the horizontal plane (Fig. 7). The prisms 94 and 96 are parallel to each other and their opposing inner edges are equidistant from a vertical plane through the axes A-A and B-B of the projector 4o and the photodetector 42. As shown in Fig. 7, the middle Beam bundle BIa of the central beam pattern formed by the light from the middle diode loö of the field loo, which falls on the center of the lens structure 52. The prisms 94 and 96, which have a refractive power of lo °, are provided to capture the light beam from the light source

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(Diode 1ο6) , welche auf sie einfallen, abzulenken, um dadurch die Strahlenbündel B2a und B3a zu bilden, welche mit dem Strahlenbündel BIa identisch sind, mit der Ausnahme, daß sie um Io vom Strahlenbündel BIa um eine scheinbare Lichtquel-Ie 48a abgelenkt sind, welche (wie in Fig. 7 gezeigt) vor der Quelle (Diode Io6) des Strahlenbündels BIa sich befindet. Jedes Prisma dient folglich zur Erhöhung des Ablenkwinkels der Lichtstrahlbündel, welche von ihnen empfangen werden, von dem zentralen Strahlenbündel (BIa) , welches von der Lichtquelle ausgesandt wird.(Diode 1ο6), which fall on them, deflect in order to thereby to form the beams B2a and B3a which are identical to the beam BIa, with the exception that they around Io from the beam BIa around an apparent light source Ie 48a are deflected, which (as shown in Fig. 7) is located in front of the source (diode Io6) of the beam BIa. Each prism therefore serves to increase the deflection angle of the light beams that are received by them, from the central bundle of rays (BIa), which from the light source is sent out.

Die Keilwinkel Wl und W2 der auf der Lichteinfallsseite liegenden Flächen 95 bzw. 97 der Prismen 94 bzw. 96 sind im wesentlichen gleich, aber diese Winkel können, wenn es notwendig ist, leicht unterschiedlich sein, um kleinere Übertragungsfehler auszugleichen, welche der Tatsache zuzuschreiben sind, daß, wenn das Rad 16 gedreht wird, es sich um eine Achse SA (Fig. 1) dreht, welche nicht auf der Mittellinie des Projektors 4o liegt. Außerdem können die Einfallsflächen 95 und 97 der Prismen, obwohl sie eben dargestellt sind, leicht konkav sein, um die erhöhte totale Dicke des Glases aufgrund der Hinzufügung des Prismas zur Oberfläche der Linse 92, welche mitwirkt, die größtmögliche lo°-Strahlablenkung zu erhalten, auszugleichen. Die inneren Kanten der Prismen 94 und 96 (Fig. 7) wirken auch als Blende, um die Öffnungsbreite des zentralen Teils der Projektionslinse 92 und dadurch die Tiefenschärfe der Lichtstreifen lol (siehe Fig. 9) auf der Zielebene des Detektors, welche nicht auf der idealen Bildebene des Projektors sein müssen, zu bestimmen.The wedge angles Wl and W2 on the side of the incidence of light Areas 95 and 97 of the prisms 94 and 96 are essentially the same, but these angles can if necessary is to be slightly different in order to compensate for minor transmission errors which can be attributed to the fact that when the wheel 16 is rotated it rotates about an axis SA (Fig. 1) which is not on the center line of the projector 4o lies. In addition, the incidence surfaces 95 and 97 of the prisms, although shown flat, can easily be concave to reflect the increased total thickness of the glass due to the addition of the prism to the surface of lens 92, which helps to obtain the greatest possible lo ° beam deflection, to compensate. The inner edges of the prisms 94 and 96 (Fig. 7) also act as a diaphragm to the opening width of the central part of the projection lens 92 and thereby the depth of field of the light strips lol (see FIG. 9) the target plane of the detector, which need not be on the ideal image plane of the projector.

3o3o

Die Anzahl der einzelnen Strahlbilder Io7 eines speziellen Strahlmusters, welche nacheinander die Oberfläche des Detektors 42 bei einer Lenkstellung des Vorderrades 16 treffen, hängt von der fokussierenden Kraft der Linsenstruktur 52 und deren Öffnungsweite, wie sie durch die inneren Kanten derThe number of individual beam patterns Io7 of a specific Beam patterns which successively hit the surface of the detector 42 in a steering position of the front wheel 16, depends on the focusing power of the lens structure 52 and whose opening width, as indicated by the inner edges of the

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Prismen 94 und 96 festgelegt ist, ab. Die einzelnen Strahlenbündel, welche in einem horizontalen Muster, wie in Fig. 9 gezeigt, ausgesandt werden, können in Wirklichkeit einander überlappen, obwohl jedes einzelne Strahlenbündel unter einem eigenen Winkel bezüglich der Mittellinie des Strahlmusters ausgesandt wird.Prisms 94 and 96 is set from. The individual bundles of rays which are sent out in a horizontal pattern as shown in Fig. 9, may actually be one another overlap, although each individual bundle of rays is at its own angle with respect to the center line of the ray pattern is sent out.

Der Steuerschaltkreis Ho, der in Fig. Io dargestellt ist, ist operativ mit dem lichtempfindlichen Energiewandler 74 und mit jeder der lichtemittierenden Dioden im Feld loo verbunden. Die vom lichtempfindlichen Energiewandler 74 erzeugten Signale werden dazu benutzt, die Winkelposition des Rades 16 relativ zur gewünschten Lenkstellung, ir welche das Rad zu drehen ist, beispielsweise geradeaus, lo° nach links oder lo° nach rechts, zu ermitteln. Auch werden diese Signale benutzt, um eine Anzeige des Spurwinkels des Vorderrades bereitzustellen, wenn das Rad im wesentlichen in der Geradeausstellung sich befindet, wobei die Schaltung zur Durchführung dieser Funktion vollständig in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung SJ 7738 (P 28 38 555.9) offenbart ist. Wie in der Fig. Io veranschaulicht und in der soeben zum wiederholten Male erwähnten Patentanmeldung in den Einzelheiten beschrieben, enthält der Schaltkreis Ho einen Schaltkreis 114 mit Schaltern zum aufeinanderfolgenden Erregen der lichtemittierenden Dioden des Feldes loo. Die Schaltung enthält eine Gruppe von fünf Transistoren (nicht dargestellt) zum Steuern der Leistungszufuhr zu den fünf Reihen des Feldes loo und eine getrennte Gruppe von sieben Transistoren (ebenfalls nicht dargestellt) zum Steuern der Leistungszufuhr zu den sieben Spalten des Feldes loo. Während des Betriebs des Schaltkreises 114 mit den Schaltern werden einer, und nur ein Transistor aus der Gruppe der fünf Transistoren,und einer, und nur einer aus der Gruppe der sieben Transistoren, gleichzeitig erregt und deshalb wird nur eine LED des Feldes zu einem gegebenen Zeitpunkt erregt. Um dieses Ergebnis zu er-The control circuit Ho shown in Fig. Io, is operative with the light-sensitive energy converter 74 and connected to each of the light emitting diodes in field loo. The signals generated by the light-sensitive energy converter 74 are used to determine the angular position of the wheel 16 relative to the desired steering position ir which the wheel is to be turned, for example straight ahead, lo ° to the left or lo ° to the right. These signals are also used to provide an indication of the toe angle of the front wheel to provide when the wheel is substantially in the straight ahead position, the circuit for performing this function is fully disclosed in the aforementioned patent application SJ 7738 (P 28 38 555.9). As in Fig. Io illustrates and described in detail in the patent application just mentioned repeatedly, the circuit Ho includes a circuit 114 with switches for sequentially energizing the light emitting Loo field diodes. The circuit contains a group of five transistors (not shown) for Control the supply of power to the five rows of the field loo and a separate group of seven transistors (also not shown) to control the supply of power the seven columns of the field loo. During operation of the circuit 114 with the switches, one, and only one transistor from the group of five transistors, and one, and only one from the group of seven transistors, at the same time energized and therefore only one LED of the field is energized at any given time. To achieve this result

Ill .11Ill .11

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die Dioden dieser Spalte nacheinander nach unten usw. erregt werden; bis die unterste lichtemittierende Diode der rechts außen liegenden Spalte erregt wird. Dann wird diese aufeinanderfolgende Erregung wiederholt. Die Synchronisierung und das Rücksetzen der zwei Zähler werden von einem Abtastsignal und einem Rücksetzsignal gesteuert, die von einem Mikroprozessor 116, dessen Einzelheiten in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung SJ 7738 (P 28 38 555.9) dargelegt sind, abgegeben werden.the diodes of this column are energized one after the other downwards and so on; to the bottom light emitting diode on the right external column is excited. Then this successive excitation is repeated. The synchronization and the resetting of the two counters are controlled by a scan signal and a reset signal generated by a microprocessor 116, the details of which are set out in the aforementioned patent application SJ 7738 (P 28 38 555.9) will.

Ein hochfrequenz-moduliertes Energieversorgungsgerät 118 ist mit den vorstehend erwähnten Transistoren verbunden, um zu bewirken, daß das von den lichtemittierenden Dioden des Feldes emittierte Licht mit der hohen Frequenz des Energieversorgungsgerätes pulsiert. Die Ausgangssignale des Energiewandlers 74 können dadurch gefiltert werden, um die Wirkungen gleichzeitigen Empfangs von umgebendem Licht durch den Energiewandler zu eliminieren. Die Hochfrequenzmodulation des Energieversorgungsgerätes 118 wird durch ein Modulationssignal gesteuert, welches vom Mikroprozessor 116 geliefert wird. Wenn das modulierte Licht aus einer der lichtemittierenden Dioden des Feldes loo auf der Oberfläche des Energiewandlers 74 durch die Linsen des Fotodetektors 42 konzentriert wird, erzeugt der Energiewandler ein moduliertes Ausgangssignal, welches von einem Verstärker 12o aufgenommen wird, welcher einen auf die Modulationsfrequenz abgestimmten Resonanzkreis enthält, um dadurch das Ausgangssignal aus demA high frequency modulated power supply 118 is connected to the aforementioned transistors to cause the light emitted by the light emitting diodes of the field at the high frequency of the power supply device pulsates. The output signals of the energy converter 74 can thereby be filtered to the effects to eliminate simultaneous reception of surrounding light by the energy converter. The high frequency modulation of the energy supply device 118 is controlled by a modulation signal which is supplied by the microprocessor 116 will. When the modulated light comes from one of the light emitting diodes of the field loo on the surface of the energy converter 74 is concentrated through the lenses of the photodetector 42, the energy converter generates a modulated output signal, which is picked up by an amplifier 12o, which is tuned to the modulation frequency Contains resonance circuit, thereby reducing the output signal from the

reichen, enthält der Schaltkreis 114 zwei Zähler (nicht dar- j gestellt),-wovon jeweils einer einer Gruppe der zwei Gruppen von Transistoren zugeordnet ist. Jeder Zähler wird in synchronisierter Weise getaktet, um zu bewirken, daß die lichtemittierenden Dioden so erregt werden, daß sie oben bei der Spalte, die links außen liegt (Fig. 8) starten und nacheinander zu deren Boden hin erregt werden, dann die oberste Diode der benachbarten Spalte erregt wird und dannrange, the circuit 114 contains two counters (not shown), one of which is a group of the two groups assigned by transistors. Each counter is clocked in a synchronized manner to cause the light-emitting diodes are excited so that they start at the top of the column on the far left (Fig. 8) and successively to the bottom of which are excited, then the top diode of the adjacent column is excited and then

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21 -21 -

Energiewandler zu filtern und folglich die Wirkungen von gleichzeitig empfangenem Umgebungslicht zu eliminieren. Das Ausgangssignal des Verstärkers 12o wird dann auf den Mikroprozessor 116 gegeben and dieser Mikroprozessor leitet daraus ein digitales Ausgangssignal ab, welches den Winkel zwischen der Ebene der Anordnung Io und einer zum Reflektor rechtwinkeligen Ebene, das ist der Spurwinkel des Rades 16, anzeigt.To filter energy converters and consequently to eliminate the effects of ambient light received at the same time. That The output of amplifier 12o is then sent to the microprocessor 116 given and this microprocessor derives a digital output signal from it, which shows the angle between the plane of the arrangement Io and a plane at right angles to the reflector, that is the toe angle of the wheel 16, indicates.

a Io Das digitale Ausgangssignal aus dem Mikroprozessor 116 wird, | wie vorstehend kurz erwähnt, einem Digital/Analog-Wandler zugeleitet und das analoge Ausgangssignal des Digital/Analogsjj Wandlers 111 wird auf das Anzeigegerät 112 gegeben. Das Anzeigegerät enthält ein bipolares Meßinstrument, welches die μ/ 15 Richtung und die Größe der Winkel verschiebung der Vorderräder 16 und 17 aus einer von der Geradeausstellung oder im Fall der Strahlmuster B2a bis B2c bzw. B3a bis B3c von einer Stellung Io nach links bzw. Io nach rechts herausgedrehten gewünschten Stellung aufzeichnet.a Io The digital output signal from the microprocessor 116 becomes | as briefly mentioned above, fed to a digital / analog converter and the analog output signal of the digital / analog jj Converter 111 is given to display device 112. The display device contains a bipolar measuring instrument, which the μ / 15 direction and the size of the angular displacement of the front wheels 16 and 17 from one of the straight ahead position or in In the case of the beam pattern B2a to B2c or B3a to B3c rotated out from a position Io to the left or Io to the right records the desired position.

2o2o

Die Betriebsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird nun kurz beschrieben. Die Bedienungsperson befestigt die Einstelleinrichtung Io an der Felge des linken Vorderrades 16 durch Benutzung des Befestigungsmechanismus 12. Der Befestigungsmechanismus 47, welcher den Reflektor 11 trägt, wird an der Felge des Hinterrades 46 angebracht. Die Steuerschaltung Ho wird dann eingeschaltet und vorzugsweise ist zu diesem Zweck ein Schalter in der Anordnung Io vorgesehen. Dann können Verfahren zur Korrektur von Auslauffehlern in den Rädern vorgenommen werden, wobei solche Verfahren dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet bekannt sind,.The operation of the above-described apparatus according to the present invention will now be briefly described. The operator attaches the adjuster Io to the rim of the left front wheel 16 by using the Attachment mechanism 12. The attachment mechanism 47, which carries the reflector 11, is attached to the rim of the rear wheel 46 attached. The control circuit Ho is then switched on and is preferably a switch for this purpose provided in the arrangement Io. Processes for correcting run-out errors in the wheels can then be carried out such procedures will be familiar to those of ordinary skill in the art are known in the field.

Die Bedienungsperson dreht dann die Räder 16 und 17 in eine Geradeausrichtung, bei der das mittlere Strahlmuster (welchesThe operator then turns the wheels 16 and 17 in a straight line direction in which the center beam pattern (which

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22 -22 -

die Strahlenbündel BIa, Bib und BIc enthält) vom Fotodetektor 42 empfangen wird. Die Anzeige 112 zeigt dann die Größe und die Richtung der Winkelverschiebung (Spurwinkel) des Vorderrades 16 von der Geradeausrichtung an, wo die Ebene des Vorderrades 16 parallel zur Ebene des Hinterrades 46 und folglich zur Längsachse L-L des Fahrzeuges ist. Ablesungen des Radsturzes können auch zu dieser Zeit durch einen den Radsturz ablesenden Neigungsmesser 28 vorgenommen werden, welcher zu diesem Zweck im Körper der Anordnung Io vorgesehen ist und wobei solche Neigungsmesser vollständig konventionell sind und keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. the bundles of rays BIa, Bib and BIc) from the photodetector 42 is received. The display 112 then shows the magnitude and direction of the angular displacement (toe angle) of the Front wheel 16 from the straight ahead direction where the plane of the front wheel 16 is parallel to the plane of the rear wheel 46 and thus to the longitudinal axis L-L of the vehicle. Camber readings can also be obtained at this time by a the camber reading inclinometer 28 can be made, which is provided for this purpose in the body of the assembly Io and wherein such inclinometers are entirely conventional and do not form part of the present invention.

Als nächstes wird das Rad 16 ausreichend gedreht, um ein einzelnes Strahlenbündel des Strahlmusters B2a, B2b und B2c zum Empfang durch den Fotodetektor 42 zu bringen, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Das Anzeigegerät zeigt dann den Betrag an, um welchen das Rad gedreht v/erden muß, um die angezeigte Ablesung auf Null zu bringen, bei welcher verdrehten Stellung des Rades das mittlere Strahlenbündel B2a parallel zur Ebene des Hinterrades und folglich der längslaufenden Mittellinie des Fahrzeuges ist, wie es besonders in der Fig. 2 veranschaulicht ist. Die Bedienungsperson mißt dann den Radsturzwinkel des Rades 16 bei dieser Stellung. Das Rad 16 wird als nächstes aus der verdrehten Stellung durch die Geradeausstellung in d. -> Lenkstellung gedreht, welche dem Strahlmuster B3a, B3b und B3c zugeordnet ist. Die Räder werden zuerst schnell gedreht, bis das Meßinstrument auf dieses Strahlmuster anspricht. Dann wird das Rad 16 sorgfältig gedreht, um das Meßinstrument der Anzeige 112 auf Null-Stellung zu bringen. Bei diesem Punkt ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, das einzelne mittlere Strahlenbündel B3a des Strahlmusters parallel zur Längsachse L-L des Fahrzeuges. Der Sturzwinkel des Rades 16 wird bei dieser Stellung wieder gemessen. Dann wird der Nach- oder VorlaufwinkelNext, the wheel 16 is rotated enough to allow a single one Bringing beams of the beam pattern B2a, B2b and B2c to be received by the photodetector 42, as shown in FIG Fig. 2 is shown. The display device then shows the amount by which the wheel must be rotated in order to achieve the displayed amount Bring the reading to zero, at which twisted position of the wheel the middle beam B2a parallel to the level of the rear wheel and consequently the longitudinal center line of the vehicle, as it is especially in Fig. 2 is illustrated. The operator then measures the camber angle of the wheel 16 in this position. The wheel 16 is next from the twisted position through the straight ahead position in d. -> Rotated steering position, which is assigned to the beam pattern B3a, B3b and B3c. The wheels are first rotated quickly until the meter responds to this beam pattern. Then the wheel 16 is carefully rotated to zero the meter of display 112. At this point, as in Fig. 3 shows the individual central beam B3a of the beam pattern parallel to the longitudinal axis L-L of the vehicle. The camber angle of the wheel 16 is measured again in this position. Then the lag or lead angle

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1515th

2o2o

2525th

3o3o

3535

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des Rades 16 bestimmt (vorzugsweise automatisch durch den Mikroprozessor 116), indem die Differenz der beiden Sturzablesungen bei den um lo° verdrehten Stellungen mit einem vorbestimmten Faktor multipliziert wird. Die Einstellung der Radsturzwinkel kann dann in der herkömmlichen Weise vorgenommen werden, wenn es notwendig ist.of the wheel 16 is determined (preferably automatically by the Microprocessor 116) by calculating the difference between the two camber readings for the positions rotated by lo ° with a predetermined factor is multiplied. The camber angle can then be adjusted in the conventional manner if necessary.

wie oben angedeutet, kann die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung leicht in ein Einstellsystem zur Messung der Spurwinkel der Vorderräder eines Fahrzeuges des gezeigten Typs, beispielsweise in der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung Ser. Nr. 773 639, eingebaut werden. Der Mikroprozessor 116 kann im wesentlichen entsprechend den Lehren der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung Ser.Nr. 773 639 programmiert werden, um Spurwinkelinformationen für beide Vorderräder des Fahrzeuges zu liefern. Das Anzeigegerät 112 würde dann zur Anzeige der individuellen Spurwinkel der Vorderräder des Fahrzeuges benutzt werden.As indicated above, the device according to the present invention can easily be incorporated into an adjustment system for measurement the toe angle of the front wheels of a vehicle of the type shown, for example in the aforementioned US patent application Ser. No. 773 639. The microprocessor 116 can essentially correspond to Teachings of the aforementioned U.S. patent application Ser. 773 639 can be programmed to provide toe angle information for to deliver both front wheels of the vehicle. The display device 112 would then be used to display the individual toe angles the front wheels of the vehicle are used.

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Claims

»T * t ·· r * ψ · λ * · ♦ - 24 - Protection claims

1. Device for determining when the front wheels of a motor vehicle are in a first steering position, which is shown in one direction is oriented from a straight ahead position, and then in a second steering position, which is in the opposite Direction from the straight ahead position is located and through a preselected angle of rotation from the first Steering position are angularly shifted, characterized by an arrangement attached to one of the front wheels (lo) for emitting a first directed light beam in a fixed orientation relative to the plane of the one Front wheel and for the simultaneous emission of a second directed light beam at a fixed angle in a horizontal plane with respect to the first beam, the angle between the first and second The bundle of rays corresponds to the preselected angle of rotation through a receiving device (11) which is optically from the projection arrangement (lo) is separate and oriented in a preselected manner relative to the projection arrangement (lo), to receive the first directed beam and thereby determine that the one wheel is in the first steering position is oriented and then to receive the second directed beam after the front wheels through rotated the preselected rotation angle to thereby determine when the front wheels rotated the exact amount have been required for the angle of rotation from the first steering position to the second steering position. /

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the projection arrangement (lo) has a light source (loo), a projection lens (52) with an optical axis which extends through the light source, a next to the pro-

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- 25 -

jection lens (52) attached to one side of the optical axis first prism (94) for deflecting light from the light source (loo) by a first selected deflection angle with respect to the optical axis of the projection lens (52), the light deflected by the first prism (94) being the contains first directed beam (B2a), and one next to the projection lens (52) and on that of the first prism (94) opposite side - the optical axis of the projection lens (52) attached second prism (96) to

lo- lejiken of light from the light source (loo) to a second selected angle with respect to the optical axis, the light deflected by the second prism (96) being the second directed bundle of rays (B3a) contains. (See Fig. 7) /

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the first and second prisms (94 and 96) next to the projection lens (52) are attached to a flat side (92a) facing the light source (loo). ^

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized gekennii shows that the receiving device (11) is mounted on one of the front wheels.

5. Device nac! Claim 4, characterized in that that the receiving device (11) on the same front wheel how the projection arrangement (lo) is arranged, both are aligned in a vertical plane.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection arrangement (lo) the bundle of rays (B2a, B3a) emits essentially in the direction of a rear wheel of the vehicle, and that the Receiving device (11) a light-sensitive device

(42) to generate a receipt of each of the judicial

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Teten beam indicating signal, the light-sensitive Device is mounted on the front wheel, which carries the projection assembly (lo) and its relative Rotary position is to be determined that a reflection device (84 and 86) is attached to the rear wheel of the vehicle is to reflect the directed light beams so that they hit the photosensitive device (42) and that an evaluation device (llo) is provided which responds to the signal in order to indicate when one of the directed light beam (BIa, B2a, B3a) from the reflection device (84 and 86) onto the light-sensitive Device (42) is directed.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device (1o) a projection device for emitting the first and second directed beam bundles (B2a, B3a) Emission of a third directed light beam (BIa) ", which is emitted along a path which forms a fixed angle with the plane of the front wheel, the third bundle of rays (BIa) being emitted along a path which runs parallel to the plane of the front wheel and wherein the beam (B3a) is emitted along a path which forms an angle with the plane of the front wheel that is equal to the fixed angle that the path of the first beam (B2a) forms with the plane, but lies in the opposite direction of rotation and wherein the Receiving device (11) the third directed beam receives to thereby determine when the front wheel is in the straight ahead position.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the projection device (io) has a light source (loo) and a projection lens (52) having an optical axis extending through the light source,

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wherein the third directed light beam (BIa) from Light is formed, which on a central part of the projection lens about said optical axis that a first prism (94) is incident next to the projection lens (52) one side of the optical axis and is arranged offset from it in order to deflect the light from the light source (loo), to generate the first directed beam (B2a), and that a second prism (96) next to the projection lens

(52) is arranged on the other side of the optical axis and offset therefrom, in order to receive the light from the light source (loo) to deflect in order to generate the second directed beam (B3a).

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the receiving device (11) for the beam photosensitive means (42) for generating a beam indicative of receipt of a directed beam Signal has that the photosensitive device (42) is mounted on the front wheel, which is the projection device (1o) and whose relative rotational position is to be determined that a reflection device (84 and 86) is mounted on the rear wheel of the vehicle in order to reflect the directed light beam, so they hit the light-sensitive device (42), and that an evaluation device (llo) is provided which is responsive to the signal to indicate when one of the directed light beams (BIa, B2a, B3a) from the reflective device is directed at the photosensitive device (42).

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