SE459615B - Saett och anordning foer uppmaetning av hjulvinklar i ett motorfordons framvagn - Google Patents

Description

459 615 2 vinkelrätt mot tyngdkraftens riktning. Anledningen till att en sådan yta er- fordras för mätningarna är att de kända mätmetoderna baserar sig på vad som kan kallas geodetiska principer, dvs. för mätningarna utnyttjas kända, tyngd- kraftens riktning avkännande instrument. såsom avvägningsinstrument av oli- ka slag från libeller ("vattenpass") till lod.

Det är bland fackmännen på området för service av motorfordon väl känt att framvagnsmätningar, ehuru nödvändiga, är tidskrävande och omständliga och kräver dyrbar mätapparatur och sålunda hör till de kostsammare mät- och kontrolloperationerna inom denna teknik.

Uppfinningen har sålunda till ändamål att åstadkomma ett förenklat för- farande för attgenomföra dessa framvagnsmätningar snabbt och utan behov av à 1 4 1 I I förtränad personal och ändå erhålla mätresultat, som i fråga om noggrannhet tom. överträffar dem som erhålles med de kända metoderna. Framför allt vin- nes genom uppfinningen att kravet på en särskild uppställningsplats med av- vägd golvyta för mätningarna bortfaller, och dessa kan således genomföras var som helst inom ett verkstadsutrymme, tack vare det förhållandet att för utövande av uppfinningen erfordras inte nâgra gravitationsberoende mätinstru- ment.

För att utföra framvagnsmätningar på det sätt som föreslås enligt upp- finningen erfordras några mekaniskt enkla komponenter, av vilka några är helt nya och utförda enligt uppfinningen medan andra är tidigare kända, speciellt det s.k. centreringsinstrument som beskrives bl.a. i patentet 7405412-3.

Uppfinningens ändamål uppnås och ett nytt, förenklat system för upp- mätning av hjulvinklar i ett motorfordons framvagn åstadkommas genom att förfaringssättet enligt uppfinningen utövas så som definieras i patentkra- vets 1 kännetecknande del. En viktig komponent för uppfinningens genomföran- de definieras i patentkravets 6 kännetecknande del.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i exemplifierande syfte med hän- visning till bifogade ritningar, på vilka figz l-2 schematiskt åskådliggör tre för mätningen enligt uppfinningen aktuella framvagnsvinklar, medan fig. 3 för fullständighetens skull åskådliggör en fjärde framvagnsvinkel, vars uppmätning faller vid sidan av uppfinningen. Fig. 4-8 åskådliggör några prin- cipiella förhållanden gällande ett föremåls lutning i förhållande till ett plan som antingen är eller inte är horisontellt i absolut mening, dvs. vinkelrätt mot tyngdkraftens riktning. Pig. 9 visar ett exempel på en ty- pisk, för uppfinningens ändamål lämplig laserstrålkastare. Fig. 10 är en perspektívvy av en för uppfinningens ändamål utnyttjad centreringsanordning enligt patentet 7405412-3. Fig. 11 och 12 visar principiellt hur en konkret förlängning av ett hjuls rotationsaxel åstadkommas och utnyttjas för uppfin- 459 615 ningens ändamål. Fig. 13 visar ett fordons 2 framhjul sedda rakt framifrån med övriga fordonsdelar avlägsnade men försedda med centreringsanordningar enligt fig. 10 och uppställda på vridplattor av känd typ. Fig. 14-16 visar schematiskt och principiellt hur mätning av ett framhjuls s.k. cambervinkel genomföras. Fig. 17 och fig. 18 (en detaljvy sedd från det med linjen XVIII- -XVIII i fig. 17 markerade planet) visar ett sätt och en anordning för att enligt uppfinningen rikta in en laser, så att dess strâle sveper i ett plan, som är parallellt med fordonets vertikala symmetriplan, varvid inställ- ningen sker helt oberoende av formen eller lutningen av det underlag, på vilket fordonet är uppställt. Fig. 19 åskådliggör ytterligare hur ett fram- hjuls cambervinkel mätes enligt uppfinningen, medan fig. 20 på motsvarande sätt åskådliggör hur hjulets s.k. KPI-vinkel mätes. Fig. 21-23 åskådliggör på motsvarande sätt principen för mätning av ett framhjuls s.k. castervínkel enligt uppfinningen. Fig. 24 och 24a visar en frontvy respektive planvy av en enligt uppfinningen utformad mättavla för de ovannämnda vinkelmätningar- na. Fig. 25 och 26 visar mättavlan enligt fig. 24 sedd rakt bakifrån respek- tive rakt från sidan. Fig. 27 visar ett för mätningarna använt díagramblad.

Fig. 28 är en vy motsvarande fig. 24 men visar hur mättavlans visare ger utslag för cambervinkeln. Fig. 29 och 30 visar mättavlan enligt föregående figurer i nedfällt eller "liggande" läge med visaren markerande framhjulets KPI- respektive castervinkel. Fig. 31 och 32 visar en alternativ utförings- form av mättavlan enligt föregående figurer i två olika lägen.

I fig. l-3 åskådliggöres sålunda schematiskt den typiska hjulinställ- ningen i ett motorfordons framvagn med de olika hjulvinklarna markerade.

Till att börja med lutar ett framhjul något i förhållande till ett vertikalplan parallellt med fordonets vertikala symmetriplan, varvid hju- let vanligen lutar-något utåt, såsom markeras av vinkeln a i fig. 1, där vertikalplanet markeras med V. Det är härvid att märka att begreppen "verti- kal" och "horisontell", såsom de åskådliggöres på ritningen och återges i beskrivningen inte alltid avser så att säga "absoluta" förhållanden, dvs. hänförande sig till tyngdkraftens riktning, utan benämningarna hänför sig helt och hållet till fordonet ifråga. Med "horisontalplan" avses sålunda ett plan parallellt med fordonets längdaxel och för övrigt symmetriskt pla- cerat i förhållande till fordonets olika delar. För mätningarna enligt upp- finningen betecknas helt enkelt det planfpå vilket fordonet står uppställt som "horisontalplan" trots att, såsom redan framhâllits, mätningarna enligt uppfinningen inte kräver att detta horisontalplan är ett "verkligt" eller "absolut" horisontalplan i den meningen att det sträcker sig vinkelrätt mot tyngdkraftens riktning. Men såsom påpekats är sådana "absoluta" plan er- 459 615 " forderliga för genomförande av hittills kända mätningar av detta slag.

Den sålunda med a markerade vinkeln mellan det betraktade framhjulets plan och vertikalplanet benämnes "hjullutningen" eller med det internatio- nellt vedertagna uttrycket "camber".

För styrningen svänges hjulet kring en s.k. styrspindel eller "king- -pin", som i sin tur lutar i förhållande till hjulet, varvid denna lutning har olika värden i olika projektioner. Sedd rakt framifrån eller bakifrån lutar spindeltappen med vinkeln ß, se fig. l, i förhållande till vertikal- planet, varvid denna lutning benämnes "spindeltappslutning" eller "king- -pin inclination" förkortat KPI. Ses spindeltappen rakt från sidan enligt fig. 2 bildar spindeltappen vinkeln y med ett vertikalplan vinkelrätt mot hjulplanet, och denna lutningsvinkel benämnes, något godtyckligt, "axel- lutning" eller med det internationella uttrycket “castér". Det noteras alltså att både KPI- och castervinklarna ß resp. Y hänför sig till spindel- tappen och visar dennas lutning sedd i två mot varandra vinkelräta rikt- ningar.

Slutligen är framhjulen något snedställda i förhållande till körrikt- ningen, se fig. 3, som visar läget, rakt uppifrån sett, då avståndet a mel- lan likbelägna punkter på hjulen längst fram är mindre än avståndet b mel- lan motsvarande punkter längst bak. Hjulens plan bildar sålunda en vinkel 8 med körriktningen, och inställningen benämnes “skränkning" eller, i det vi- sade läget, "toe-in". Det omvända kan också förekoma, dvs. då a är större än b ("toe-out"). Skränkningen enligt fig. 3 har medtagits i beskrivningen för att ge en fullständig bild av framvagnens kritiska vinklar, men mätning av skränkningsvinkeln 8 ingår inte i uppfinningen, eftersom denna vinkel utan större svårighet kan mätas enligt redan kända metoder, t.ex. genom tolkning av avstånden a och b eller, hellre, med hjälp av den nämnda centre ringsanordningen enligt patentet 7405412-3 och de i patentet 7407766-0 be- skrivna hänglinjalerna.

Med hänvisning till de synnerligen schematiska fig. 4-8 följer nu någ- ra principiella påpekanden av största betydelse för förståelse av uppfin- ningen och vad som vunnits genom denna. Man tänker sig en stav 5, som i rummet intar ett läge lutande vinkeln 6 mot ett harisontalplan H'. Om detta är ett "äkta" horisontalplan, dvs. sträckande sig vinkelrätt mot tyngdkraf- tens riktning, kan stavens 5 lutning e bestämmas medelst ett libellinstru- ment eller annat tyngdkraften avkännande element 8, t.ex. det pendelinstru- ment som under namnet Pernumeter (inreg. varuërke) förekommer på marknaden.

Om H' endast skulle vara ungefärligen horisontellt, t.ex. representeras av ett vanligt, icke avvägt verkstadgolv H, se fig. 5, kan givetvis s bestäm- mas, visserligen något osäkert, genom att instrumentet 8 flyttas ned på 459 6115 golvplanet för bestämning av dettas avvikelse från horisontalplanet, varpå det enligt fig. b erhållna lutningsvärdet korrigeras.

Ett enklare och noggrannare sätt att direkt bestämma lutningsvinkeln c helt oberoende av om planet H är verkligt horisontellt eller inte, kan ske med hjälp av en strålkastare, företrädesvis en laser. Denna anordnas vrid- bar kring staven 5 så, att dess ljusstråle sträcker sig vinkelrätt mot sta- vens längdriktning, se fig. 5, som visar svepet av ljusstrålen 12 från en laser 10, då denna svänges kring staven 5. Om ljusstrålen 12 riktas mot en skärm 20, se fig. 6, kommer således strålen att på skärmen "rita" en linje, vars riktning uppenbarligen betingas av stavens 5 lutning e. Om skärmen 20 utgöres av ett enkelt, rätvinkligt ramverk, som är uppställt mitt för la- sern och exakt vinkelrätt mot planet H kommer således den av strålen 12 upp- ritade linjen att bilda vinkeln s med den vertikala ramsidan, såsom visas i fig. 6. Om skärmen 20 förses med lämpliga referenslinjer eller koordina- ter, som orienteras efter planet H genom inställning av skärmen 20 kan allt så vinkeln c mätas direkt på skärmen.

Den i fig. 6 synnerligen schematiskt åskådliggjorda vinkelmätprincipen är grundläggande för uppfinningen. Fig. 7 och 8 visar arrangemanget enligt fig. 6 sett från sidan respektive uppifrån och åskådliggör ett för mät- ningarna enligt uppfinningen mycket víktigt förhållande. Skärmen 20 är så- lunda uppställd mitt framför staven S och lasern 10, så att dennas stråle 12 i ett mittläge träffar skärmen ungefär vinkelrätt för att under sin svängning från sida till sida kring staven 5 rita upp en linje på skärmen, varvid sålunda linjens lutning e kan bestämmas enligt ovan. Av figurerna 7 och 8 framgår nu att vissa mindre fel i skärmens 20 uppriktning har yt- terst obetydlig och helt försumbar inverkan på mätresultatet vid bestämning av e. Om skärmen skulle luta något framåt eller bakåt i förhållande till lasern 10, såsom antyds vid 20' i fig. 7,eller stå en aning snett i förhål- lande till strålens 12 neutralläge, såsom markeras vid 20" i fig. 8, kom- mer detta uppenbarligen att ha en ytterst obetydlig inverkan på den på skär- men uppritade linjens riktning. Däremot måste skärmen stå rätt i sitt egg; plan, så att dess referenslinjer eller koordinatsystem ligger rätt i för- hållande till golvplanet H. _ I fig. 9 visas en typisk laserstrålkastare 10, vilken lämpar sig för uppfinningens ändamål. Medelst en klämanordning ll kan.lasern fästas på en axel med centrumlinjen 15, varvid den angivna, tätt sammanhållna, typiska laserstrålen 12 sträcker sig exakt vinkelrätt mot centrumlinjen 15.

För att enligt uppfinningen fastställa de aktuella hjulvinklarna en- ligt ovan skapas först ett arrangemang, som gör det möjligt att genomföra mätningarna helt i analogi med det som schematiskt visades i fig. 5-8 för 459 615 att fastställa den där visade stavens S lutning. För ändamålet användes den tidigare omnämnda centreringsanordningen enligt patentet 7405412-3, se fig. 10. För en närmare beskrivning hänvisas till detta patent, men för att underlätta förståelsen av det följande skall en kort, sammanfattande be- skrivning lämnas med hänvisning till nämnda fig. 10. Denna visar sålunda en centreringsanordning 30 i form av en triangelformsd fundamentplatta, vil- ken medelst hakliknande, skruvrattmanövrerade griporgan 32 kan fästas sta- digt på en hjulfälg av i det närmaste godtycklig dimension. På plattan är en slipad, cylindrisk :app 35 anbragt, vilken är förbunden med ytterligare, på fundamentplattan anordnade plattorgan, som medelst inspänningsorgan 33 och 34 kan förskjutas på och stjälpas i förhållande till fundamentplattan, varvid arrangemanget är sådant, att tappen 35 snabbt kan bringas att intaga ett läge som är exakt koaxiellt med det hjul på vilket centreringsanordning- en är anbragt; med andra ord, tappens 35 centrumlinje sammanfaller exakt med hjulets rotationsaxel. Detta medför, såsom symboliskt âskådliggöres i fig. 11, att man utanför hjulet får en med hjulet fast förenad cylindrisk tapp 35 till sitt förfogande, som konkret och exakt representerar hjulets rotationsaxel 15. På denna rapp 35 kan en laser 10 spännas fast, såsom fig. 12 visar, och enligt ovan kommer laserns stråle 12 att vara exakt vinkel- rät mot tappens 35 axel IS och därmed också mot hjulets rotationsaxel; om lasern svänges kring tappen, sveper strålen i ett plan parallellt med hju- lets rotationsplan. Såsom visas i fig. 12 kan lasern kompletteras med en avlänk- ningstillsats 18, medelst vilkenenlaserstråle 13 kan erhållas, som är exakt vinkelrät mot strâlen ll. En dylik tillsats,baserad på speciellt anordnade prisman, beskrives i patentet 7508469-9, till vilket hänvisas.

Det blir nu möjligt att med stor exakthet fastställa de sökta hjulvinklar- såsom nu skall beskrivas.

En centreringsanordning 30 enligt ovan fästes på utsidan av vartdera framhjulet, och mätningarna kan börja. Utgångsläget visas i fig. 13, som är en rak frontvy av hjulen i ett fordons framvagn, varvid omgivande de- É lar för tydlighets skull skalats bort, och vidare har den ovan beskrivna hjullutningen eller camber a något överdrivits. Som synes vilar hjulen på underlaget H (som sålunda enligt uppfinningens förutsättningar inte behö- ver vara horisontellt i verklig mening) via friktionsnedsättande vridplat- tor 25 av känd typ, så att under mätningarna erforderliga styrrörelser hos ' hjulen lätt kan utföras med hjälp av fordonets ratt.

För mätningarna erfordras en skärm eller mättavla motsvarande den i X fig. 6-s scnematiskt visade skärmen 20. I fig. 14 v1sas.så1unaa också Ä mycket schematiskt, en lämpligt utformad mättavla 40, på vilken referenslin- 3 459 615 jer, t.ex. i form av ett koordinatsystem 42, uppritats. Mättavlan placeras på golvplanet H ett stycke mitt framför hjulen, ungefär mitt emellan dessa, se fig. 14 och 15. Inne emellan hjulen placeras en rak stång 43, med samma diameter som centreringsanordningens tapp 35, i två lika V-block 44, så att stången sträcker sig mellan hjulen ungefär vinkelrätt mot den tänkta kör- riktningen. En laser 10 fästes på stången mitt för mättavlan 40, och dess stråle får svepa upp och ned på tavlan, så som åskådliggöres i fig. 14 och 15. Genom en på mättavlans fot anordnad ställskruv 41 ställas tavlan in så, att laserstrålen följer en vertikal referenslinje på mättavlan, dvs. strå- le och referenslinje sammanfaller längs en med V markerad vertikallinje.

Det påminnes om att golvplanet H inte behöver vara verkligt horisontellt, men det bör sträcka sig någorlunda jämnt. Såsom framgår av fig. 14 kommer då laserstrålen 12 att följa ett vertikalplan V som är vinkelrätt mot golv- planet H, och frågan om det senare är ett i egentlig mening horisontellt plan blir ovidkommande. En säkrare inställning, speciellt om golvplanet H miss- tänks vara ojämnt, erhålles om stången 43 ersätts av en längre stång 43', som sträcker sig mellan de båda hjulen och vilar direkt på dessas fälghorn, såsom antyds med streckade linjer i fig. 14, i stället för att vila i V- -block på golvet.

Mättavlan 40 är försedd med en enkel, vridbart inställbar libell 48, som efter mättavlans 40 ovan beskrivna inställning nollställes, dvs. i ett för libellen gällande vågläge. Mättavlan 40 flyttas nu rakt åt sidan, till mitt framför centreringsanordningens 30 tapp 35 på det ena framhjulet, se fig. 16. Är golvplanet H rakt och jämnt ändras givetvis inte libellens ut- slag efter förflyttningen; skulle emellertid så ha skett på grund av en änd- ring i golvlutningen på den nya platsen kan vertikalläget enligt fig. 14 och 15 återställas med hjälp av mättavlans ställskruv 41, så att libellen 48 ånyo visar det före flyttningen inställda nolläget. Sedan sålunda mättav- lans inställning i det nya läget kontrollerats flyttas lasern 10 till den samverkande centreringsanordningens 30 tapp 35, se fig. 16.

Innan själva mätningarnas genomförande beskrivas skall ett alternativ till den visade förberedande inställningen beskrivas med hänvisning till fig. 17 och 18. Genom detta alternativa arrangemang blir mätningarna praktiskt taget fdllständigt oberoende av golvytan H, som i illustrativt syfte visas extremt ojämn i fig. 17 och nästan går i vågor. En rak stång 45, som är te- leskopiskt utdragbar, är placerad mellan hjulen, vilande på dessas fälghorn, liksom den tidigare omnämnda stången 43'. man ena änden av den teleskopiska stången 45 är en stel utliggararm 46 fästad, och från dennas yttre, fria än- de sträcker sig en sekundärarm 47, vilken är exakt parallell med teleskop- stången 45 och sålunda endast förskjuten i förhållande till denna, närmare 459 615 8 då | bestämt så, att den kan passera förbi hjulet, framför detta och över till hju- lets utsida, såsom allt tydligt framgår av figurerna 17 och 18. Utanför hju- let vilar sekundärarmen 47 i ett V-block 44. Teleskopstången 45 med sin ut- ; liggararm 46 och sekundärarm 47 vilar nu statiskt bestämt i tre punkter, f dels på hjulens fälghorn, dels i V-blocket 44. Alldeles oberoende av det un- derliggande golvets form och lutning sträcker sig således sekundärarmen 47 vinkelrätt mot fordonets vertikala symmetriplan. Lasern 10 kan således fäs- tas på sekundärarmens 47 fria ände, såsom fig. 17 visar, varefter mättavlan l 40 placeras direkt i läge framför lasern utanför hjulet. Om nu mättavlan med hjälp av sin ställskruv 41 bringas att till sin riktning överensstämma med riktningen av laserstrålens 12 svep, såsom beskrevs i samband med fig. 14, 15, blir mättavlans läge redan nu definitivt, och i motsats till arrangeman- 5 get enligt fig. 14-16 behöver någon förflyttning av tavlan inte företas in- nan lasern 10 flyttas upp på centreringstappen 35. Det noteras att mättav- lan 40 nu även kan placeras baktill, bredvid bakhjulet eller ännu längre bak, om det skulle vara ont om plats framför fordonet. Lasern vändes i så fall helt om.

Bestämning av camber sker enligt den i fig. 19 åskådliggjorda principen.

Mättavlan 40 är sålunda placerad såsom visades i fig. 16 med sina vertikala referenslinjer parallella med vertikalplanen V, såsom ovan beskrivits. I fig. 19 och 20 är som synes hjulets spindelbultlagring 50 schematiskt an- tydd jämte framhjulets axeltapp 52. Eftersom centreringsanordningens lager- tapp 35 är exakt koaxiell med hjulaxeln 15 kommer den på centreringstappén anbragta lasern 10 att med sin stråle 12 rita en linje på mättavlan 40, som med vertikalen V bildar vinkeln a, som just är cambervinkeln. Om således linjens sträckning markeras på tavlan erhålles cambervinkeln direkt.

Av ovanstående beskrivning torde framgå att det i själva verket inte är nödvändigt att fullt ut utnyttja centreringsanordningens 30 förmåga att erbjuda en tapp 35, som är exakt koaxiell med hjulaxeln 52. Det är uppenbar- ligen tillräckligt om tappen är exakt parallell med hjulaxeln, något som gäller samtliga mätningar enligt uppfinningen. Detta innebär att även i detta avseende förenklade centreringsanordníngar kan användas vid utövande av uppfinningen.

Mätning av spindelbultlutningen eller KPI sker på ett med det nyss beskrivna analogt sätt, ehuru med ett något annorluda arrangemang, se fig. 20. Mättavlan 40 utföres svängbar kring en axel vinkelrät mot tavlans plan och är anordnad att låsas i två mot varandra vinkelräta lägen. Vidare är tavlan höj- och sänkbar; tavlans anordnande på detta sätt skall strax för- klaras. .459 minst Enligt fig. 20 har mättavlan 40 sålunda svängt 900 och ligger med sin längdriktning horisontell. Den på centreringstappen 35 befintliga lasern 10 fixeras i ett ungefärligen horisontellt läge, så att dess stråle träffar ungefär mitt på mättavlan. Hjulet bringas nu att utföra styrrörelser kring spindelbulten 50, vars centrumlinje 55 sedd i denna projektion (sålunda rakt framifrån) bildar vinkeln ß (KPI) med vertikalen V. Svänger hjulet kring spindelbultens axel 55 kommer uppenbarligen den på centreringstappen 35 anbragta laserns 10 stråle 12 att på mättavlan 40 rita en linje, som bil- dar vinkeln ß med tavlans horisontella referenslinjer, såsom fig. 20 visar.

För att den på tappen 35 fixerade lasern skall visa hur hjulet svänges kring just spindelbulten 50 får hjulet givetvis inte samtidigt råka vrida sig kring sin egen axel IS. Hjulet hållas således låst med sina bromsar under styrrörelsen.

Anledningen till det ovan beskrivna anordnandet av mättavlan torde framgå av en jämförelse mellan fig. 19 och 20. För mätnoggrannhetens skull bör laserstrålen vid mätningarna kunna göra ett så långt svep som möjligt över tavlan, som sålunda bör vara tämligen lång i svepriktningen. Såsom ovan beskrivits sveper strålen vid cambermätningen i plan i närheten av ver- tikalplanet (fig. 19), medan den vid KPI-mätningen sveper i närheten av ho- risontalplanet (fig. 20). För att mättavlan inte skall bli ohanterligt stor utföres den sålunda tämligen långsträckt, men smal och svängbar. Vidare an- ordnas den höj- och sänkbar, så att dess mittområde kan hållas ungefär i hjulets navhöjd, dvs. så, att laserstrålen i sitt ungefärliga horisontella utgångsläge träffar tavlans mitt.

Det återstår att mäta castervinkeln V, dvs. den s.k. framaxellutningen, varvid denna mätning genomföras så som visas i fig. 21-23. I detta fall pla- ceras mättavlan 40 vid sidan av fordonet, parallellt med och på avstånd från detta. Lasern 10 vändes helt om och fixeras i ett läge på centreringstappen 35, i vilket strålen 12 blir parallell med fordonets horisontella referens- plan. I detta läge skall måtten x enligt fig. 21 bli lika, vilket kan kont- rolleras med en vanlig måttstock; med god noggrannhet bör tilläggas, tack vare det långa avståndet mellan mätpunkterna och laserstrålens väl samman- hållna karaktär, så att strålen ger en liten, skarpkantad ljusfläck, vilken underlättar alla skalavläsningar. _ I detta fall är lasern utrustad med sin i fig. 12 visade prismatillsats 18, vilket innebär att samtidigt med strålen 12 avlämnar lasern en exakt 900 avlänkad stråle 13, som riktas mot mättavlan 40, se fig. 22. Prismat 18 vrides, så att strålen 13 sveper utefter mättavlan i vertikalled. Med sin förut omnämnda ställskruv justeras tavlans läge, så att strålen IB ritar upp ä 459 615 w en linje, vars riktning samanfaller med riktningen av tavlans vertikala re- ferenslinjer. När tavlan på detta sätt är inställd vrides den av förut an- givna skäl 90° innan laserstrâlen 13 bringas att utföra sitt "mätsvep", vil- ket åskådliggöres i fig. 23. Lasern är som nämnts fixerad på sin centrerings- tapp, och även prismatillsatsen 18 fixeras, så att dess stråle 13 blir unge- färligen horisontell och träffar mättavlan 40, vars höjdläge ställts in så _ att strålen 13 ungefärligen träffar dess mitt. Med hjälp av fordonets ratt bringas hjulet ånyo att utföra styrrörelserfined låsta bromsar, se resone- manget kring fig. 20), dvs. det svänger kring sin spindelbult 50, som är in- ritad i fig. 23. Sedd i denna sidoprojektion lutar spindelbultens axel 51 vinkeln y, castervinkeln, i förhållande till ett vertikalplan V vinkelrätt mot fordonets längdaxel. Även i detta fall föreligger ett enkelt geometriskt samband mellan den sökta vinkeln och laserstrålens svep, närmare bestämt så, att strålen l3 på mättavlan 40 ritar en linje, som bildar vinkeln y med mät- tavlans horisontella referenslinjer, vilket allt framgår av fig. 23.

Av ovanstående beskrivning torde framgå att vid sidan av den tidigare kända centreringsanordningen 30 eller likvärdig anordning spelar den hit- tills endast schematiskt visade mättavlan 40 en avgörande roll för uppfin- ningens utövande. Det har visats att de sökta vinklarna a, ß och P, dvs. camber, KPI respektive caster på ett enkelt sätt och_med stor noggrannhet ' kan markeras på mättavlan. Det är emellertid uppenbart att för att mätmeto- den enligt uppfinningen skall kunna finna verklig, praktisk användning mås- te mättavlan vara så utformad, att den ger möjlighet till direkt avläsning och notering av mätvärdena utan några invecklade eller tidskrävande mani- pulationer. Problemet att på detta sätt åstadkomma en praktiskt användbar mättavla för uppfinningens ändamål är inte alldeles enkelt, men synes ha fått en praktisk och ändamålsenlig lösning genom den mättavla som beskrivas i det följande och visas i fig. 24-30 samt - ett alternativt förslag - i fig. 31 och 32.

Den för praktisk användning lämpliga mättavlan 60 enligt uppfinningen omfattar sålunda, se fig. 24, en långsträckt, nedåt avsmalnande bottenplat- ta eller tavelskiva 65, som uppbâres av ett stativ bestående av en vertikal rörpelare 62 anbragt på en triangulär fotplatta 70, se fig. 24a. I fig. 25 och 26 visas mättavlan bakifrån respektive från sidan, och av figurerna framgår att skivan 65 inom sitt mittparti är svängbart upphängd på en kon- sol 64, som är fästad på ett i pelaren 62 teleskopiskt förskjutbart rör 66.

Härigenom blir måttavlan som helhet höj- och sänkbar, varvid höjdläget kan läsas medelst en ratt 67. Tavelskivan 65 är upphängd i och svängbar kring en centrumlagring 75, och på i och för sig känt sätt kan den fixeras i mot 11 4590615 varandra vinkelräta lägen genom att en lägesfixerande skruvtapp 68 skruvas in i något av tre orienteringshål 69 i ett T-format beslag 72 på tavelskivans baksida. Mättavlan som helhet uppbäres på den plana trefoten 70, och medelst en ställskruv 61 kan tavlans lutning i eget plan regleras.

Såsom framgår av fig. 24 finns på tavelskivans 65 framsida en visare 80 anbragt, som sträcker sig utefter skivans praktiskt taget hela längd och nedtill är svängbart lagrad kring en punkt 85. Visaren 80 kan svängas ca l0° från sida till sida under en tvärgående list 8A, mot vilken den kan lå- sas i ett inställt läge medelst en ratt 87. På listen 86 är en libell 88, motsvarande den tidigare omnämnda libellen Å8, vridbart lagrad, och när mät- tavlan 60 som helhet ställts in i ett visst vertikalläge medelst sin ställ- skruv 61 nollställes libellen. Om tavlan sedan flyttas och dess lutnings- vinkel eventuellt ändras, kan detta återställas medelst ställskruven 61 med ledning av libellen 88, såsom beskrivits i samband med fig. 14-16. Överst på tavelskivan 65 är ett diagramblad 90 anbragt. Detta diagram- blad, som visas närmare i fig. 27, och dess arrangemang utgör en väsentlig praktisk del av uppfinningen. Såsom framgår av fig. 27 visar diagrambladet 90 två svängda vinkelskalor 92 anordnade mittför varandra och sinsemellan svmetriskt på bladet. Varje skala utgår från ett nolläge och visar vinklar- na 1-10°åt höger och åt vänster. Skalorna är som synesïtredelade på så sätt att överst kan vinkeln a (camber) markeras, underst vinkeln ß (KPI) och i mitten vinkeln V (caster). Visaren 80 har två fönster 81 och 83 (se fig. 24) nära visarens spets, vilka är centralt placerade så, att de ligger mitt över var sin av diagrammets 90 skalor 92. Diagrammet 90 utgöres av ett löst blad, och med den streckprickade linjen 91 i fig. 24 markeras en klämanord- ning av godtyckligt, lämpligt slag, medelst vilken diagrambladet 90 spän- nes fast mot tavelskivans övre del så, att med visaren 80 i neutralläge hamnar diagrammets nollstreck symmetriskt i respektive fönster 81 och 83.

Som nämnts är skalorna svängda, varvid deras krökning överensstämmer med visarens 80 radie, så att visarens utslag längs den övre skalan ständigt kan avläsas genom det övre fönstret 81. Såsom lätt inses avser denna ska- la förhållandena vid det ena framhjulet, t.ex. det vänstra; om diagrammet vändes'helt om, så att den undre skalan kommer överst kan mätningar ge- nomföras på det högra framhjulet, íör vilket vinkelvärdena kan avläsas på den nu överst belägna skalan (det undre visarfönstret 83 tjänar endast för orientering av diagrambladet 90).

I betraktande av föregående beskrivning av de principiella förhållan- dena vid vinkelmätningarna enligt uppfinningen torde mättavlans 60 använd- ning lätt kunna förstås. Vid den förberedande inställningen av tavlan enligt 459 615 12' t.ex. fig. 14 och 15 låses sålunda visaren 80 i sitt nolläge, se fig. 24, och tavlans och laserns relativa läge i sid1ed'bestämmes så, att laserstrå- len träffar visarens svängningspunkt 85. Strålen får sedan svepa uppåt, och medelst ställskruven 61 på mättavlans fot 70 ställes tavlan in så, att la- serstrålens svep följer visarens mittlinje 82 och därmed hela tavlans mitt- à linje. Av arrangemangen i övrigt följer, såsom framgår av föregående be- ä skrivning, att visaren nu står "vertikalt" i samma läge som fordonet, dvs. ' visarens riktning är parallell med fordonets vertikala symmetriplan.

Om nu mättavlan 60 med sin vertikalinställning bibehållen flyttas i sidled till ett läge mitt framför hjulets centreringstapp 35, på vilken la- sern 10 nu befinner sig, se fig. 16, och de båda komponenternas 10 och 60 läge i sidled justeras så, att laserns stråle träffar mättavlans visarlag- ring 85, kan cambervinkeln a direkt fastställas genom att lasern svänges uppåt och visaren 80 i sin tur svänges så, att laserstrålen träffar och följer dess mittlinje 82. Visaren låses i detta läge, se fig. 28, och en penna införas i det övre fönstret 81 och markerar visarens utslag på dia- grammets 90 a-del av den övre skalan 92.

Tavelskivan 65 bringas nu att inta sitt horisontella eller "liggande" läge genom att den svänges 900 kring sitt svängningscentrum 75 och låses i detta läge, se fig. 29. Läget motsvarar nu det som åskådliggjorts i fig. 20, vilket innebär att mättavlans höjdläge'ställts inså, att laserstrålen sveper längs tavlans mitt då hjulet utför styrrörelsen, närmare bestämt så, att strålen passerar genom visarens svängningscentrum 85. Om visaren sedan ställes så, att strålen följer dess mittlinje 82, kan KPI-vinkeln ß direkt avläsas i visarens fönster 81 och som förut markeras på diagrammets 90 ska- la 92 medelst en penna, se fig. 29.

Bestämning av castervinkeln V sker på analogt sätt och såsom i princip åskådliggjorts i fig. 21-23. Mättavlan 60 placeras alltså vid sidan av for- donet mittför det framhjul vars castervinkel skall mätas, och den på centre- ringstappen 35 fastlâsta laserns avlänkade stråle 13 får svepa upp och ned längs mättavlan 60. Denna ställes in genom att fotens ställskruv 61 vrides, så att strålen 13 kommer att följa tavelskivans 65 mittlinje, dvs. den noll- stäl1da'visarens 80 mittlinje 82. Tavelskivan fälles nu och låses i_sitt liggande läge. Det låsta hjulet får utföra styrrörelser, och tavelskivans läge i höjdled justeras (medelst teleskopkopplingen 62, 66 och låsratten 67, se fig. 25 och 26) så att strålen 13 (fig. 22, 23) passerar visarlagring- en 85. Om sedah visaren 80 svänges, så att strålen följer dess mittlinje 82 kan castervinkeln P i analogi med det föregående avläsas direkt på diagram- mets 90 vinkelskala 92 och markeras i fönstret 81, se fig. 30. 13 459 615 Mätningarna på det motstående framhjulet genomföres exakt så som be- skrivits, men först sedan diagrambladet 90 vänts helt om, så att den undre av dess skalor 92 nu kan avläsas genom fönstret 81.

I fig. 31 och 32 visas en mättavla 60', som utgör ett förenklat alter- nativ till mättavlan 60. Tavlan 60' har sålunda inte någon fällbar tavel- skiva, utan i stället är dess visare 80' försedd med två "hjälpvisare" 95, vilka är lagrade nedtill på huvfidvisaren 80' och fällbara utåt, såsom fig. 31 visar. I utfällt läge går de emot en stödklack 96, som är anbragt cen- tralt längst ned på huvudvisaren 80'. I detta läge låses hjälpvisarna 95 medelst små låsrattar 97, och geometriskt är det hela avpassat så, att mittlinjer 99 på hjälpvisarna 95 sammanfaller till sin riktning och pas- serar huvudvisarens 80' svängningscentrum 85'. Givetvis sträcker de sig då också exakt vinkelrätt mot huvudvisarens 80' mittlinje 82'.

På detta sätt erhålles den önskvärda långa horisontella referenslin- jen utan att tavlan behöver fällas. I gengäld är mättavlan 60' anordnad med en längre teleskopkoppling i sin bärpelare 62' än tavlan 60, så att det blir möjligt att lyfta upp den högre. Härigenom kan visarens svängningscen- trum 85' hamna i höjd med framhjulets nav vid de mätningar då hjälpvisarna 95 används, vilket underlättar mätningarna och ökar deras noggrannhet. I övrigt används den alternativa mättavlan 60' på exakt samma sätt som den tidigare beskrivna.

I det föregående har framhållits, eller kanske snarare påståtts, att mätningarna enligt uppfinningen ger synnerligen noggranna mätresultat. Med hänsyn till att många av de inställningar och placeringar av använda kom- ponenter som sker under uppfinningens utövande beskrivits som "ungefärliga", dvs. de skulle kunna ske efter ögonmått, kan det vara på sin plats att av- slutningsvis närmare förklara och motivera detta påstående om noggranna mätresultat.

Vad som så att säga ligger i botten är noggrannheten och exaktheten hos den använda lasern 10 och centreringsanordningen 30. Den förra måste ha ett fäste ll, som säkert och exakt griper om centreringsanordningens tapp 35, så att laserstrålen 12 verkligen blir vinkelrät mot tappen. Den- na i sin tur måste kunna ställas in exakt parallell med hjulets rotations- axel. Detta är mekaniska och tillverkningstekniska villkor, som är lätt uppfyllda.

I fortsättningen förklaras den uppnådda noggrannheten av två förhål- landen. För det första är lasorstrålen en oöverträffad markör eller "pek- pinne": tyngdlös, smal, absolut rak - och lång. På den tämligen långt bort belägna mättavlan kan laserstrålen göra meterlånga svep, med stora, tydli- 459 315' 14 I t \ fig. 27 (i verkligheten är diagrambladet 90 avsevärt större). För det andra gäller det uppställningen av mättavlan 60 eller 60' själv, ga vinkelutslag, se graderingen på diagrammet i vilken endast måste ställas in exakt i sitt eget plan för att uppfylla mätvillkoren, och kontrollera. något som är lätt att utföra Mindre snedställningar i övrigt är utan betydelse, se_dis- kussionen i samband med fig. 7 och 8.

På detta sätt kan den enligt uppfinningen uppnådda noggrannheten i des- sa hittills som mycket svåra betraktade mätningar förklaras, också varför de såsom beskrivits kan genomföras i vanlig verkstadsmiljö utan påkostade arrangemang oth uppställningsplatser.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till ett specificerat, genomfört exempel på dess utövande, men detta exemplifierande av uppfinning- en avser endast att förklara och tydliggöra, inte att begränsa uppfinningens omfattning, såsom denna definieras av bifogade patentkrav.

Claims (10)

15 459 615 Patentkrav

1. Förfaringssätt för uppmätning av de kritiska vinklarna "hjullutning" el- ler "camber" (Q), "spindeltappslutning" eller "king-pin inclination, KPI" (B), och "axellutning" eller "caster" (Y), vilka hänför sig till dezstyrbara hjulen i ett fordons framvagn och på känt och vedertaget sätt definieras i förhållande till något av fordonens referensplan, dvs. sinsemellan vinkel- räta plan innehållande fordonets längd-, tvär- och höjdaxlar, varvid mät- ningarna genomföres utan demontering av hjulen och utan krav på fordonets uppställning på ett avvägt, dvs. i egentlig mening horisontellt underlag, men förberedes genom att framhjulen på i och för sig känt sätt dels förses med en axelförlängning på sin utsida i form av en cylindrisk tapp (35), vil- ken fixeras på hjulet med sin axel parallell med eller sammanfallande med hjnlets rotationsaxel (15), dels anordnas med friktíonsnedsättande mellan- lägg eller -organ (25) inskjutna mellan hjulen och underlaget (H) i ändamål att underlätta styrrörelser under mätningarna, varjämte en strålkastare, fö- reträdesvis en laser (10), är anordnad med ett fäste (ll) medgivande dess svängbara montering på den nämnda förlängningstappen (35) i ett läge, i vil- ket den angivna strålen (12) blir vinkelrät mot tappens (35) och därmed hju- lets axel (15), varvid lasern vid behov förses med en vridbar avlänknings- tillsats (13), medelst vilken dess stråle kan avlänkas 900 i godtycklig rikt- ning, k ä n n e t e c k n a t av att en med referenslinjer eller koordinataxlar försedd skärm eller mättavla (&0; 60) placeras ett stycke framför hjulet, vänt mot det- ta, och bringas att inta ett utgångsläge eller nolläge_med sina referenslinjer eller koordinataxlar övcrensstämmande med fordo- nets ortfasta referenssystem genom att lasern i ett första steg tillfälligt anbringas på en stav eller stång (43; 47), företrä- desvis med samma diameter som den nämnda förlängningstappen (35) 459 615

2. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t-

3. Förfaringsätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t /6 och placerad intill framhjulen parallellt med en linje genom lik- belägna punkter på hjulen, varpå skärmens (40; 60) läge i dess eget plan justeras så, att strålen (12) från lasern (10), då denna svänges kring den nämnda stången (à3; 47), följer en linje på skärmen parallell med en koordínataxel på denna, varefter la- sern i ett andra steg flyttas upp på det mätning underkastade hjulets förlängningstapp (35), varvid skärmen, om så erfordras för mätningen, förflyttas i sidled med bibehållet vertikalläge, vilket kontrolleras med t.ex. ett líbellinstrument (48), varefter lasern svänges kring förlängningstappen (35), så att dess stråle (12) i sitt mot tappen vinkelräta plan sveper över skärmen (40; 60) följande en linje, vars vínkelläge i förhållande till skär- mens koordinater markeras för bestämning av cambervinkeln (Q). av att den nämnda stången (43, 43') för tillfälligt uppbärande av la- sern (10) placeras mellan framhjulen antingen på underlaget (H) i sinsemellan lika upplags- eller hållarorgan, t.ex. s.k. V~block (44), eller vilande på framhjulens inre fälghorn. av att den nämnda stången för tillfälligt uppbärande av lasern (10) åstadkommes genom att en rak, företrädesvis teleskopiskt förläng- bar stång (45) placeras vilande på framhjulens inre fälghorn, var- vid den är försedd med en stel utliggararm (46), från vilken en rak, cylindrisk, med stången (45) parallell sekundärarm (dl) sträcker sig förbi och till utsidan av det för mätning aktuella hjulet, vilken arm (67) understödes av ett enda, på underlaget (H) placerat upplagsorgan, t.ex. ett V-block (hå), och bildar den nämnda stången för tillfälligt uppbärande av lasern (10). 'F 459 615

4. Förfaringssätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att lasern (10) fixeras på förlängningstappen (35) med strålen (12) riktad ungefär vinkelrätt mot den nämnda skärmen (40; 60), varefter hjulet låses med sina bromsorgan och bringas att utföra styrrörelser, så att laserstrålen (12) sveper i sidled över skärmen följande en linje, vars vinkelläge i förhållande till skärmens ko- ordinater markeras för bestämning av KPI-vinkeln (B).

5. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den nämnda skärmen eller mättavlan (óO; 60) placeras vid si- dan av fordonet ett stycke ifrån och ungefär parallellt med ifråga- varande framhjul, medan lasern (10), med den nämnda avlänkningstíll- satsen (18) monterad, låses fast på förlängningstappen (35) med hju- let låst i neutralläge, varvid lasern fixeras í ett läge, i vilket dess huvudstråle (12) sträcker sig parallellt med fordonet på sam- ma höjd över underlaget, varvid höjdläget kontrolleras exempelvis med en mätsticka, varpå skärmen (40; 60) bringas att inta utgångs- läge genom att laserns (10) avlänkningstillsats (18) vrides så att den 900 avlänkade strålen (13) sveper över skärmen, vars läge i dess eget plan justeras så, att strålen (13) följer en linje pa- rallell med en koordinataxel på skärmen, varefter avlänkningstill- satsen (18) hålles stilla med strålen (13) riktad ungefär vinkel- rät mot skärmen medan hjulet bringas att utföra styrrörelser, så att den avlänkade ljusstrålcn (13) nu sveper i sidled över skärmen följande en linje, vars vinkelläge i förhållande till skärmens koor- dinater markeras för bestämning av castervinkeln (Y). _

6. Anordning för genomförande av förfaringssättet enligt något av föregående krav för uppmätning av ett fordons kritiska framvagnsvínklar camber (a), KPI 459 615 /8' (ß) och caster (V), innefattande minst en förlängningstapp (35) för fastsätt- ning på utsidan av fordonets framhjul med sin axel sammanfallande eller paral- lell med hjulets rotationsaxel, en strålkastare, med ett fäste (ll) för fastsättning på den nämnda tappen (35) och en 90° länkningstillsats (18) för ljusstrålen, mellan hjulen och underlaget (H), försedd skärm eller mättavla (60; företrädesvis en laser (10), av- friktionsnedsättande mellankägg (25) en med referenslinjer eller koordinataxlar 60'), samt uppläggsstänger (43; 47) för Lillfälligt uppbärande av strålkastaren mellan eller intill hjulet för mät- tavlans inställning i utgångsläge, k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda mättavlan (60; 60') omfattar dels en långsträckt, vertikal skiva (65) anordnad höj- och sänkbar på en bäranodning (62, 64, 66) med fot (70), vilken via ett ställorgan, t.ex. en ver- tikalt omställbar skruv (61), vilar inställbart på underlaget (H) på sådant sätt, att skivans (65) lutning i dess eget plan kan stäl- las in, dels en visare (80; 80'), vilken sträcker sig utefter ski- vans praktiskt taget hela höjd, lagrad i en punkt (85; 85') nära skivans undre kant och svängbar åt båda sidor från ett centralt nolläge med vísarspetsen följande en vinkelgraderad skala (92), varvid visaren (O; 80'), och företrädesvis även tavelskivan (65), utefter hela sin längd är försedd med en mittlinje (82; 82'), vilken i visarens nolläge representerar mättavlans vertikala koor- dinataxel eller referenslinje, varjämte företrädesvis såväl visa- re (82; 82') som tavelskiva (65) är försedda med ytterligare refe- renslinjer vinkelräta mot den vertikala.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att mättavlan (60; 60') är försedd med en libell'(88) eller liknan- de organ, som är anbragt på tavelskívan (65) och anordnat vridbart kring en mot skivan vinkelrät axel i ändamål att vid eventuell si- G doförflyttníng av mättavlan medge kontroll av huruvida tavlahs lut- p. 459 615 ning i det egna planet ändras under förflyttningen.

8. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att visaren (80; 80') nära spetsen är försedd med minst en, längs mittlínjen (82; 82') anordnad springa eller smalt fönster (81, 83), i vilket den nämnda vinkelskalan (92) framträder, samt att visaren, t.ex. före avläsning, är lâsbar (87) i inställt läge utefter ska- lan, vilken upptar en gradering för var och en av de aktuella vink- larnacamber (G), KPI (ß) och caster (V).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att visaren (80') uppbär två svängbara, på var sida om visarens mittlinje (82') symmetriskt placerade hjälpvisare (95), vilkas lag- ringspunkter är anordnade nedtill på visaren (80') nära dennas egen lagringspunkt (85') på tavelskivan (65) på sådant sätt, att hjälp- visarna (95), vilka uppvisar räta referenslinjer (99) som sträcker sig utefter deras hela längd och skär deras lagringspunkter, är svängbara från ett förvaringsläge längs huvudvisaren (80') till ett verksamt, utfällt läge, i vilket deras referenslinjer (99) sträcker sig vinkelrätt mot huvudvisarens (80') mittlinje (82'), därvid dels sammanfallande till sin riktning, dels skärande hu- vudvisarens lagringspunkt (85') på tavelskivan (65), så att mät- tavlan (60') som helhet kommer att uppvisa en horisontell koordi- nat- eller referenslinje ungefärligen lika lång som den vertikala.

10. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n'a d av att ett separat diagramblad (90) upptagande mättavlans (60; 60') nämnda vinkelskala (92) i dubbelt utförande på så sätt, att två skalor, vardera utformade för markering av samtliga tre framvagns- vinklar, delas på mitten av en vertikal mittlinje på diagrambladet 1459 615 20 med skalornas nollpunkter liggande på denna linje, så att diagram- bladet (90), med visaren (80; 80') i neutrallä e, kan orienteras 8 och med hjälp av lämplig kläm- eller fästorgan (91) fästas i rätt läge på mättavlans skiva (65) genom att diagrambladets (90) vertikala mittlinje iakttas genom visarens fönster (8l; 83), var- vid det ena framhjulets vinklar markeras på den ena skalan och det motsatta hjulets vinklar på den andra, t.ex. genom att en penna införas i visarfönscrec (91).