DE202012001029U1

DE202012001029U1 - Vorrichtung zur Messung des Stellwinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs

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Publication number: DE202012001029U1
Application number: DE201220001029
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2012-03-05
Anticipated expiration: 2022-01-31

Abstract

Vorrichtung zur Messung des Stellwinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet daß auf einer Wasserwaage auf deren Profil einseitig feststellbar, C- oder kastenförmige Schieber gegen den Druck einer geführten Feder verschiebbar angeordnet sind, die einen oder mehrere als Lichtzeiger verwendbare Projektoren tragen, sowie Befestigungsbohrungen zur Aufnahme von, mit Prismenrollen versehenen Wellen enthalten und diese Anordnung, mit Hilfe von zwei, optional drei, Prismenrollen, vorzugsweise in der Innenkontur des Lenkrads eines Fahrzeugs durch Federdruck unterstützt horizontal zentrierbar ist und daß in der, sich durch die Lenkradbewegung ergebende Bahn des/der Lichtzeiger(s) temporär angebrachte Projektionsflächen mit Markierungen befinden an welchen die Horizontalstellung des Lenkrades von außerhalb des Fahrzeugs erkennbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feinmessung und Anzeige des Stellwinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs bei Geradeauslaufstellung und bewirkt die Vereinfachung der Arbeiten bei der Einstellung der Achsgeometrie, der gelenkten/lenkbaren Räder an Fahrzeugen, d. h. des Geradeauslaufs im Zusammenhang mit der Stellung des Lenkhebels, bzw. Lenkrades und besteht im wesentlichen aus einer, auf dem Lenkrad eines Fahrzeugs befestigbaren Wasserwaage in Verbindung mit einer oder mehreren, von außerhalb des Fahrzeugs ablesbaren Anzeige(n) des Winkels der augenblicklichen Lenkradstellung.
Zweck der Erfindung ist, die Vereinfachung der Arbeiten bei der Einstellung der Achsgeometrie der gelenkten Räder an Fahrzeugen, besonders im Hinblick auf die Stellung des Lenkrades und damit des Lenkhebels an Fahrzeugen dadurch zu erleichtern und zu vereinfachen, daß auf dem Lenkrad ein Drehwinkelsensor in Form einer Wasserwaage und/oder einer anderweitigen Neigungswinkelsensorik montiert ist, deren Anzeige von ausserhalb des, auf einer Hebebühne stehenden Fahrzeugs anzeig- und/oder ablesbar ist. Die richtige Einstellung dieser Daten hat bei der Benutzung des Fahrzeugs einen wesentlichen Einfluß auf den Geradeauslauf, den Reifenverschleiß und die Fahrsicherheit.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hilfsvorrichtung anzugeben, die bei Einstellarbeiten an der Achsgeometrie von Fahrzeugen mittels Sensoren dem Einstellenden präzise Informationen über die Stellung des Lenkrades so übermittelt, daß die Stellung des Lenkrades während der Einstellarbeiten außerhalb des Fahrzeugs erkennbar ist. Die, durch diese Vorrichtung übermittelten Daten können optional in Qualitätssicherungssysteme übernommen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll insbesondere auch bei Fahrzeugen einfacherer Bauart, z. B. Baumaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, oder älteren Kraftfahrzeugen welche keine integrierten elektronischen Sensorsysteme, (On Board Diagnosesysteme), besitzen ebenso einsetzbar sein wie bei modernen Fahrzeugen welche elektronische Sensorsysteme besitzen. Hieraus soll die Vorrichtung mittels geeigneter Schnittstellen mit diesen Systemen verbindbar sein, und bei Bedarf einen Datenaustausch ermöglichen.
Bekannt sind elektronische Lenkrad-Wasserwaagen, ( DE 10 2005 042 446 oder DE 10 2008 016 045 ), und konventionelle Wasserwaagen, ( DE 20 2007 012 552 ), als auch über die Schwerkraft wirkende Hilfseinrichtungen zur Abstimmung der Lenkgeometrie von Fahrzeugen, ( DE 23 40 630 ), sowie Systeme, welche in Verbindung mit den sogenannten OBD, (On Board Diagnose), Systemen zur Achseinstellung einsetzbar sind, ( DE 699 35 475 oder 10 2006 029 109 ), oder mehrere dieser Merkmale aufweisen, ( DE 10 2008 016 045 ). Des weiteren sind aus dem Baubereich universell verwendbare elektronische und/oder konventionell einsetzbare Wasserwaagen und Nivelliergeräte die teilweise mit Lasern ausgerüstet sind zum Einsatz bei Richtarbeiten bekannt.
Üblicherweise werden Einstellarbeiten an der Achsgeometrie von Fahrzeugen dadurch vorgenommen, daß das Fahrzeug auf einer Hebebühne steht, die lenkbaren Räder auf schwimmend gelagerten Auflageflächen stehen und das Lenkrad, waagrecht ausgerichtet ist, wodurch sich der Lenkhebel und die damit verbundenen Bauteile der Lenkung in der, – für die Einstellung der Achsgeometrie wichtigen, – Mittelstellung befinden.
Die, meist mit Hilfe der Augen vorgenommene Einstellung des Lenkrades wird zunehmend dadurch erschwert, daß die Lenkräder durch den Einbau von Airbags und Bedienelementen eine starke Oberflächenprofilierung und teilweise Bedienelemente oder andere Designelemente aufweisen die bei der Einstellung, bedingt durch unterschiedlichen seitlichen Lichteinfall, die Einstellung des Lenkrads zusätzlich erschweren und zu subjektiven Einschätzungen führen.
Durch die, bei den Achs-Einstellarbeiten auftretenden Kräfte wird das Lenkrad in der Regel verdreht oder es wirken bei festgestelltem Lenkrad durch die Einstellarbeiten Kräfte auf das Lenksystem die Verschiebungen der einzelnen Auflagepunkte der Achsaufhängungen gegenüber einer lastfreien Aufnahme des Fahrzeugs, bzw. seiner Lenkgeometrie zur Folge haben.
Bei den meisten Fahrzeugen, insbesondere Automobilen sind wesentliche Teile der Achs-/Radaufhängungen aus Gründen der Geräuschdämmung in Elastomerteilen gelagert. Nach einiger Betriebszeit besitzen diese Elastomerteile unterschiedliche Verschleiß-, bzw. Ermüdungsgrade welche unterschiedliche Trag- und Verformungseigenschaften der einzelnen Lager zur Folge haben. Deshalb ist eine lastneutrale Aufnahme der Achsgeometrie während der Einstellarbeiten erforderlich, die sich an den tatsächlichen Trageigenschaften dieser Lager orientiert.
Nach Messungen der Istwerte werden erforderliche Einstell-, bzw. Korrekturarbeiten vorgenommen, wobei sich die Geradeausstellung des Lenkrades durch die dabei auftretenden Kräfte in den meisten Fällen wieder verstellt. Anschließend wird geprüft ob das Lenkrad noch gerade steht und nach Korrektur weitere Kontrollmessungen und/oder Korrekturen vorgenommen. Dieser Vorgang kann einen erheblichen Zeitaufwand erfordern und führt in vielen Fällen nicht zum gewünschten Ergebnis, nämlich dem Geradeauslauf des Fahrzeugs im späteren Gebrauch.
Die bekannten Feststelleinrichtungen für Lenkräder, welche während der Einstellarbeiten an der Achsengeometrie das Lenkrad in einer, nach dem subjektiven Eindruck des Einstellenden vorzunehmenden Einstellung mittels eines Hakens gegen das Bremspedal fixieren/verspannen, haben eine, von der Resteleastizität der obengenannten Elastomerlager abhängiger Dejustage zur Folge, die sich erst später, im Fahrbetrieb bemerkbar macht.
Dieses Problem ist dadurch verursacht, daß die Achsaufhängungen der meisten Fahrzeuge, insbesondere bei Personenkraftwagen in elastischen Buchsen gelagert sind, die unterschiedliche Verschleißgrade aufweisen und bei einer Fixierung des Lenkrades durch die, bei den Einstellarbeiten auftretenden Kräfte einseitig aus Ihrer Ruheposition geschoben werden und sich bei der späteren Messung nicht vollständig in dieselbe zurückstellen.
Die bekannten Verfahren und Einrichtungen sind seit langem in der Praxis eingeführt und werden angewendet. Nachteilig dabei ist, daß die meisten der neu entwickelten Systeme auf OBD-ausgerüsteten Fahrzeugen beruhen oder das Meßergebnis von außerhalb des Fahrzeugs nicht erkennbar ist was die Messungen bei älteren Fahrzeugen ohne OBD-System erschwert. Oft sind die bekannten Systeme auch auf die Fahrzeuge einzelner Hersteller abgestimmt.
Da bei der Einstellung der Achs-, insbesondere der Lenkgeometrie, schon geringe Abweichungen von den Sollwerten neben erhöhtem und/oder einseitigem Reifenverschleiß zu Problemen beim Bremsen aus hoher Geschwindigkeit führen ist der vorhandene Stand der Technik, – insbesondere im Hinblick auf die Einstellungsmöglichkeiten der Achsgeometrie bei älteren Fahrzeugen welche noch nicht mit elektronischer Sensorik ausgerüstet sind, – verbesserungswürdig.
Die erfindungsgemäße Aufgabe ist dadurch gelöst, daß auf dem Lenkrad eines Fahrzeugs in einer, beim Aufsetzen zur Lenkradgeometrie selbstzentrierenden, und vorzugsweise an der Lage der Lenkradspeichen orientierten Haltevorrichtung eine Drehwinkelmeßvorrichtung in Form einer Wasserwaage mit einem oder mehreren optischen Anzeigevorrichtungen, z. B. LED-Projektor(en), Laser(n), kleiner Leistung, und/oder einem elektronischen Neigungssensor befestigbar ist, mit deren Hilfe die Information über die Stellung des Lenkrades von außerhalb des Fahrzeugs erkennbar ist. Hierbei funktionieren die Projektoren zusammen mit, an den Fenstern des Fahrzeugs temporär befestigbaren Projektionsflächen als Lichtzeiger, die jede Änderung des Drehwinkels des Lenkrades durch Abweichung von den Markierungen der Projektionsflächen anzeigen.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, auf den Speichen des Lenkrads eines Fahrzeugs eine Vorrichtung aufzusetzen, welche sich an der Geometrie des Lenkrades an dessen Innendurchmesser und Speichen ausrichtet und deren Auflagepunkte auf gleichen Radien auf den Speichen des Lenkrades aufliegen. Die planare Ausrichtung wird durch das V-förmige Umfangsprofil der drehbar gelagerten Prismenrollen gewährleistet.
Zur Anwendung bei Lenkrädern geringerer Einbauneigung, z. B. bei LKW's, Omnibussen, Sonderfahrzeugen, ist die Winkelsensoranordnung gegenüber der Halterung um die Verbindungslinie zwischen den beiden horizontal angeordneten Prismenrollen, (60.30 und 70.30), der Vorrichtung vertikal schwenkbar gelagert.
Die Anpassung an Lenkräder unterschiedlicher Durchmesser ist über einen weiten Bereich dadurch einstellbar, daß die Wellen, (60.10 und 70.10), in einem Raster aus mehreren Befestigungsbohrungen/-gewinden, (10.21 und 10.31), umsetzbar oder z. B. in einer T-Nut verschieb- und feststellbar sind.
Die Stromversorgung erfolgt über eingebaute Batterien oder Akkumulatoren, bzw. über einen Anschluß am Zigarettenanzünder, über den auch die Akkumulatoren aufgeladen werden können.
Eine erweiterte Variante, in der die Meßdaten auf Qualitätssicherungssysteme übertragbar sind, benutzt für die Stromversorgung eine, mit dem Neigungswinkelsensor verbundene Datenschnittstelle, z. B. eine USB-Schnittstelle, die über Kabel oder z. B. Bluetooth-Schnittstelle drahtlos mit weiteren Geräten verbunden sein kann.
Da Fahrzeuge älterer Baujahre und der größte Teil der landwirtschaftlich genutzten Fahrzeuge, sowie Sonderfahrzeuge in den meisten Fällen keine OBD-Systeme, (On Board Diagnose Systeme), besitzen, bei diesen jedoch die exakte Einstellung der Achsgeometrie den gleichen Einfluß auf den Geradeauslauf des Fahrzeugs und den Reifenverschleiß und damit auf die Fahrsicherheit hat, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an diesen Fahrzeugen einsetzbar.
Die in den Zeichnungen dargestellten Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind so dargestellt, daß die einzelnen Funktionen besser erkennbar sind. In einer fertigungstechnisch optimierten Variante sind die Funktionsteile im Gehäuse des Geräts integriert. Hierbei wird das Gehäuse geteilt und gegen eine Feder abgestützt, ineinanderschiebbar, mit einer teleskopartigen Funktion versehen.
Einige Teile sind nicht maßstäblich dargestellt, da in der Realität wesentlich kleinere Baugrößen realisierbar sind und künftig eine weitere Miniaturisierung zu erwarten ist, was die Herstellung integrierter Baugruppen weiter vereinfacht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist anhand unterschiedlicher, sich teilweise erganzender Beispiele dargestellt und beschrieben.
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Einbau in das Lenkrad, (90.00) eines Fahrzeugs. 2. zeigt die in 1 dargestellte Variante der Vorrichtung teilweise auseinandergezogen, ohne Lenkrad von der Rückseite.
Da für diesen Zweck verwendbare Wasserwagen und Neigungswinkelsensoren mechanischer und elektronischer Bauart in vielen Varianten bekannt sind, wurde auf deren Darstellung verzichtet. Anstelle dessen wurde ein Rechteckprofil dargestellt das den Sammelbegriff „Wasserwaage”, (10.10), symbolisiert und einen oder mehrere bekannte Sensoren zur Messung des Ist-Drehwinkels des Lenkrades enthalten kann, die mit einer Einrichtung zur Übertragung der Meßdaten dieser Sensoren, z. B. einer Bluetooth-Schnittstelle an eine, externe, vorzugsweise im Arbeitsbereich der Einstellarbeiten angeordnete Anzeige, (40.10), und/oder angeschließbare Qualitätssicherungssysteme übertragen.
Die externe Anzeige, (40.10), zeigt dem Monteur während der Einstellarbeiten die Istwerte z. B. digital, (40.11), oder analog, sowie die Korrekturrichtung, (40.12), an. Die hierzu erforderliche Sensorik und Übertragungstechnik stellt lediglich eine Kombination bekannter Baugruppen dar und kann als bekannt angenommen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei C-förmigen Schiebern, (10.20 und 10.30) die über die Längskanten der Wasserwaage, (10.10), reichen. Anstelle der C-förmigen Schieber, die das Profil der Wasserwaage, (10.10), nicht vollständig umgreifen, können auch geschlossene Kastenprofile verwendet werden, die das Wasserwaagenprofil vollständig umgreifen.
Einer dieser Schieber, z. B. der Schieber links, (10.20), ist zum Beispiel mittels Klemmschraube oder anderer bekannter Technik auf dem Profil der Wasserwaage, (10.10), arretiert. Der andere Schieber rechts, (10.30), ist auf dem Profil der Wasserwaage, (10.10), verschiebbar angeordnet.
Durch Bohrungen in den beiden Schiebern, (10.20 und 10.30), ist eine Federstange, (10.41), geführt, die Endanschläge, (10.42 und 10.43), besitzt, mit welchen die, durch die, auf der Federstange angeordnete Spiralfeder, (10.40), bewirkte Bewegung des Schiebers rechts, (10.20), begrenzt wird.
Eines oder beide Schieber, (10.20 und 10.30), enthalten, vorzugsweise unterhalb der Bohrungen für die Federstange in einem Raster angeordnet mehrere Befestigungsbohrungen, (10.31 und 10.21), zum einsetzen der Wellen, (60.10 und 70.10), für die Prismenrollen, (60.30 und 70.30). Diese Befestigungsbohrungen, (10.31 und 10.21), sind in einem Raster angeordnet und erweitern den Anwendungsbereich der Vorrichtung auf Lenkräder unterschiedlicher Durchmesser.
Am andern Ende der Wellen, (60.30 und 70.30), befinden sich die Lagerzapfen, (60.11 und 70.11), zur Aufnahme der Prismenrollen, (60.30 und 70.30), oder der geteilten Prismenrollen, (80.40/80.41 und 80.50/80.51), mit den dazwischenliegenden Lageraugen, (80.21 und 80.31), der Teleskopschere, (80.00). In die Enden der Lagerzapfen sind Befestigungsmöglichkeiten, z. B. Gewinde eingearbeitet in welche die Befestigungsschrauben, (60.20 und 70.20), eingedreht werden können. Die Länge der Wellen, (60.10 und 70.10), ist so bemessen, daß zwischen der Wasserwaage und den innerhalb des Lenkrads befindlichen Aufbauten, (Airbag, Bedien- und Designelemente), ausreichend Freiraum ist. Die Wellen, (60.10 und 70.10), für die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), sind vorzugsweise rund ausgeführt und am, der Wasserwaage, (10.10), zugewandten Ende, z. B. mit einem Gewinde zum einschrauben in die Befestigungsbohrungen, (10.31 und 10.21), versehen.
Die äußere Umfangsfläche der Wellen, (60.10 und 70.10), kann mit einer Profilierung versehen sein, die die Griffigkeit der Oberfläche verbessert und so das Umsetzen in den Befestigungsbohrungen, (10.21 bzw. 10.31), erleichtert.
Zum Gebrauch wird die Vorrichtung gegen den Druck der Feder, (10.40), mit den Prismenrollen, (60.30 und 70.30), in das Lenkrad eingesetzt, durch die Selbstzentrierung gegen den Lenkradkranz, (90.30), ausgerichtet und liegt gleichzeitig im Lenkradkranz, (90.30), und den quer verlaufenden Lenkradspeichen, (90.10 und 90.20), an, wenn sich die Anlagepunkte im Lenkradkranz, (90.30), deutlich erkennbar ausserhalb dessen größten Innendurchmessers befinden.
Die Positionierung der Vorrichtung erfolgt im oberen oder unteren Bereich des etwa auf Geradeausfahrt eingestellten Lenkrades, (90.00).
Die Vorrichtung ist so in das Lenkrad eingesetzt, daß die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), in den horizontal verlaufenden Schnittbereichen zwischen Lenkradspeichen, (90.10 und 90.20), und Lenkradkranz, (90.30), sitzen. Durch die Prismenform des Rollenprofils zentriert sich die Vorrichtung zum Lenkradprofil selbst.
Wenn die Auflagepunkte der Prismenrollen, (60.30 und 70.30), im Lenkradkranz, (90.30), in der Nähe des größten Innendurchmessers des Lenkrades liegen ist eine sichere Ausrichtung nicht mehr gewährleistet. In diesem Fall wird die Teleskopschere, (50.00), eingesetzt.
Die Teleskopschere, (50.00), ist an ihrem oberen Ende mit einer Prismenrolle, (50.10), versehen, um deren Achse die beiden Teleskoparme, (50.20 und 50.30), gegeneinander schwenkbar gelagert sind.
Die Teleskoparme, (50.20 und 50.30), sind gegen den Druck einer Feder in der Länge veränderlich und an ihren Enden mit Abstützflächen, (50.21 und 50.31), versehen, die den Radien der Prismenrollen, (60.30 und 70.30), angepaßt sind.
Die Teleskopschere, (50.00), wird mit den Abstützflächen, (50.21 und 50.31), in die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), eingesetzt und nach zusammendrücken derselben mit der Prismenrolle, (50.10), in den Innendurchmesser des Lenkradkranzes, (90.30), eingeklinkt. Durch die Federspannung der Teleskoparme, (50.20 und 50.30), ist gewährleistet, daß die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), in den Bezugspunkten, die zwischen Lenkradspeichen, (90.10 und 90.20), und Lenkradkranz, (90.30), gebildet werden sicher aufliegt.
Auf einem oder beiden Schiebern, (10.20 und 10.30), sind Projektoren, (20.10 und 30.10), fest oder lösbar befestigt, die zum Beispiel mit einem Halbleiterlaser oder wegen der höheren Augensicherheit besser mit einer vorzugsweise farbigen, grünen oder roten Leuchtdiode betrieben werden. Die Leuchtstärke ist so dimensioniert, daß die projizierten Markierungen außerhalb des Fahrzeugs bei Tageslicht oder heller Beleuchtung problemlos erkennbar sind.
Um eine randscharfe Abbildung der Markierungen zu erreichen sind die Projektoren, (20.10 und 30.10), vorzugsweise mit einer telezentrischen Optik versehen, mit deren Hilfe die Lichtzeiger auf die Frontscheibe, bzw. die Seitenfenster des Fahrzeugs gesendet werden.
In die Projektoren, (20.10 und 30.10), eingebaut oder an diesen verdrehbar angebaut oder verdrehbar aufsteckbar sind Module, (20.11 und 30.11), die Teilerprismen, klappbare Spiegel oder Winkelspiegel enthalten, welche die Lichtzeiger, (20.12, 20.13, 30.12 und 30.13), nach Bedarf zu Seitenfenster und/oder Frontscheibe des Fahrzeugs ablenken.
Im Bereich der auf die Fenster auftreffenden Lichtzeiger, (20.12, 20.13, 30.12 und 30.13), sind an Frontscheibe und/oder Seitenfenstern Projektionsflächen, (20.20, 20.30, 30.20 und 30.30), befestigbar, die vorzugsweise an den, zur Fahrzeugaußenseite gewandten Flächen mattiert und mit einer Markierung, (20.21, 20.31, 30.21 und 30.31), versehen sind.
Die Befestigung der Projektionsflächen auf den Fensterflächen erfolgt für den Zeitraum der Messungen vorzugsweise mittels Saugnäpfen, (20.22, 20.32, 30.22 und 30.32), derart, daß das Lenkrad, (90.00), mit der Wasserwaage ausgerichtet, und die Projektionsfläche(n) mit ihrer(n) Markierung(en) auf den Ort, (die Orte), des auftreffenden Lichtstrahls, (der auftreffenden Lichtstrahlen), verschoben wird, (werden). Die Markierungen auf den Oberflächen der Projektionsflächen sind auf einfache Weise dadurch herstellbar, daß die Flächen mit einer Schablone abgedeckt, und die freibleibenden Bereiche sandgestrahlt werden.
Hierbei erfüllen die Lichtstrahlen die Aufgabe von Lichtzeigern, (20.12, 20.13, 30.12 und 30.13), der bei jeder Bewegung des Lenkrads, (90.00), von der Markierung der jeweiligen Projektionsfläche abweicht und auf diese Weise von außerhalb des Fahrzeugs beobachtbar und durch verdrehen, bzw. verstellen der vertikalen Achse eines der gelenkten Räder, – ohne die Hebebühne abzusenken, – einstellbar ist.
Alternativ können die beiden Projektoren durch einen, z. B. in einem Kugelkopf schwenk- und feststellbaren Projektor ersetzt werden, der nach ausrichten des Lenkrades auf die jeweils verwendete Projektionsfläche ausgerichtet wird. Die Qualität der Messung bleibt dabei erhalten.
3 zeigt eine weitere vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Aufbau entspricht weitgehend der in 1 und 2 beschriebenen Variante, unterscheidet sich jedoch durch den Aufbau und die Befestigungsart der Teleskopschere, (80.00), und der Prismenrollen, (60.30 und 70.30), die in diesem Fall geteilt sind.
Die gefederten Arme, (80.20 und 80.30), der Teleskopschere, (80.00), sind, wie im vorbeschriebenen Beispiel in der Achse der Prismenrolle, (80.10), drehbar gelagert und besitzen an ihren Enden Lageraugen, (80.21 und 80.31), welche zwischen den, in diesem Ausführungsbeispiel zweiteiligen Prismenrollen vorn, (80.40 bzw. 80.50), und den Prismenrollen hinten, (80.41 bzw. 80.51), auf den, an die Wellen, (60.10 bzw. 70.10), angeformten Lagerzapfen, (60.11 bzw. 70.11), verdrehbar gelagert sind.
Im zusammengebauten Zustand werden die geteilten Prismenrollen, (80.40 und 80.41, bzw. 80.50 und 80.51), zusammen mit den Lageraugen, (80.21 und 80.31), der Teleskopschere durch die Befestigungsschrauben, (60.20 bzw. 70.20), auf den Lagerzapfen, (70.11 bzw. 60.11), in ihrer Position gehalten.
Zum Gebrauch wird die Vorrichtung in das Lenkrad, (90.00), eingesetzt, wobei durch die Federwirkung der Teleskopschere, (80.00), die Prismenrollen – unabhängig von der Lage der Querachse zwischen den Prismenrollen, (80.40 und 80.41, bzw. 80.50 und 80.51), zum größten Innendurchmesser des Lenkrads, – sicher in den Schnittpunkten zwischen Lenkradkranz, (90.30), und dessen Speichen, (90.10 und 90.20), anliegen.
Die Funktion der Vorrichtung zu 1, 2 und 3. Zum Einsetzen der Vorrichtung in das Lenkrad werden die beiden Schieber, (10.20 und 10.30), gegen den Druck der Feder, (10.40), zusammengedrückt und ober- oder unterhalb der annähernd quer verlaufenden Lenkradspeichen, (90.10 und 90.20), in den Lenkradkranz, (90.30), des ungefähr auf Geradeausfahrt eingestellten Lenkrades, (90.00), so eingesetzt, daß die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), in den horizontal verlaufenden Schnittbereichen zwischen Lenkradspeichen und Lenkradkranz sitzen. Durch die Prismenform des Rollenprofils zentriert sich die Vorrichtung zum Lenkradprofil in Richtung der Lenkradachse selbst.
In der Regel wird der obere Bereich des Lenkrades, (90.00), zum einsetzen der Vorrichtung verwendet, da dieser Bereich meist den größeren freien Raum besitzt um dem Fahrer die Durchsicht auf die Armaturen zu ermöglichen.
Wenn die Auflagepunkte der Prismenrollen im Lenkradkranz in der Nähe des größten Innendurchmessers des Lenkrades liegen ist eine sichere Ausrichtung nicht mehr gewährleistet. In diesem Fall wird die Teleskopschere, (50.00), mit ihren Abstützflächen, (50.21 und 50.31), die den Radien der Prismenrollen, (60.30 und 70.30), angepaßt sind, im dargestellten Beispiel mit den Abstützflächen, (50.21 und 50.31), in die Prismenrollen, (60.30 und 70.30), eingesetzt und nach zusammendrücken der Teleskopschere, (50.00), mit der Prismenrolle, (50.10), in den oberen Bereich des Lenkrades eingeklinkt. Hierdurch ist eine sichere Ausrichtung der Vorrichtung zur Querachse des Lenkrades in jeder Position gewährleistet.
Die Messung mit Lichtzeiger wird durchgeführt nachdem die Vorrichtung wie vorbeschrieben in das Lenkrad, (90.00), eingesetzt ist. Das Lenkrad, (90.00), wird mit Hilfe der Wasserwaage, (10.10), horizontal ausgerichtet. Anschließend werden nach Bedarf die Projektoren links, (20.10), und/oder rechts (30.10), eingeschaltet.
Am Auftreffpunkt der projizierten Lichtstrahlen auf der Front- oder den Seitenfenstern werden die Projektionsflächen, (20.20, 20.30, 30.20 und 30.30), mit Hilfe der Gummisauger, (20.22, 20.32, 30.22 und 30.32), so positioniert, daß die Lichtzeiger, (20.12, 20.13, 30.12 und 30.13), bei ausgerichtetem Lenkrad, (90.00), innerhalb der Markierungen, (20.21, 20.31, 30.21 und 30.31), der Projektionsflächen auftreffen. Dabei ist zu beachten, daß die Markierung quer zur Drehrichtung des Lenkrades angeordnet werden.
Diese Form der Messung ist hauptsächlich für Fahrzeuge älterer Bauart und Sonderfahrzeuge vorgesehen.
Die Anzeige der Meßwerte über das externe Display, (40.10), welches sich vorzugsweise im Bereich der durchzuführenden Arbeiten befindet oder aus diesem Bereich einsehbar ist erfolgt durch einen Neigungswinkelsensor, (nicht dargestellt), zum Beispiel über eine Bluetooth-Schnittstelle drahtlos oder z. B. mit Kabel über eine andere bekannte Datenschnittstelle. Hierbei können die Meßwerte problemlos in bekannte oder künftige Qualitätssicherungssysteme übernommen werden.
Dadurch, daß die Winkelstellung des Lenkrades über die Lichtzeiger, bzw. das im Arbeitsbereich ablesbare Display außerhalb des Fahrzeugs, auch auf der angehobenen Hebebühne ablesbar ist, kann die Einstellung der, mit dem Lenkrad in Verbindung stehenden Räder jederzeit von außerhalb des Fahrzeugs überprüft werden. Korrekturen der Lenkradstellung erfolgen auf einfache Weise durch verstellen der, während der Messung schwimmend gelagerten Räder.
Dadurch, daß die Abmessungen der Vorrichtung relativ klein sind, und die Lenkbewegung nicht behindern, können die Meßdaten auch währende der Probefahrt mit unterschiedlichen Lastzuständen erfaßt und über die Datenschnittstelle(n) aufgezeichnet werden ohne den Fahrer zu behindern.
Zur besseren Erfassung der Beschreibungsinhalte werden nachfolgend die in den Abbildungen und dem Text verwendeten Begriffe definiert. Gleiche Nummern bedeuten baugleiche Teile, die jedoch applikationsbedingt unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Die Bezeichnungen vorn/hinten, bzw. links/rechts beziehen sich auf die in 1 dargestellte Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Einbau in ein zu vermessendes Fahrzeug in Fahrtrichtung.
Bezugszeichenliste

10.10: Wasserwaage, als Rechteckprofil dargestellt, auf dem die übrigen Teile der Vorrichtung montierbar sind.
10.20: Schieber links als C-Profil, über die vier Längskanten, fest oder verschiebbar auf der Wasserwaage, (10.10), angeordnet. Kann auch geschlossenes Rechteckhohlprofil sein.
10.21: Befestigungsbohrung(en) für die Welle der Prismenrolle.
10.30: Schieber rechts als C-Profil, über die vier Längskanten, fest oder verschiebbar auf der Wasserwaage, (10.10), angeordnet. Kann auch geschlossenes Rechteckhohlprofil sein.
10.31: Befestigungsbohrung(en) für die Welle der Prismenrolle.
10.40: Spiralfeder auf Federstange.
10.41: Federstange.
10.42: Endanschlag auf Federstange links.
10.43: Endanschlag auf Federstange rechts.
20.10: Projektor links für ein optisches Signal, (Diodenlaser oder LED-Projektor mit vorzugsweise telezentrischer Optik).
20.11: Modul mit Spiegel, Kippspiegel oder Teilerprisma verdrehbar.
20.12: Lichtzeiger links axial.
20.13: Lichtzeiger links radial, (für rechtsgelenkte Fahrzeuge).
20.20: Projektionsfläche links mit Markierung, Befestigung z. B. mit Saugnäpfen an Seitenfenster links.
20.21: Markierung auf der Außenseite der Projektionsfläche, z. B. mattierter Bereich, zur parallaxenfreien Ablesung.
20.22: Saugnäpfe.
20.30: Projektionsfläche links vorn mit Markierung, Befestigung z. B. mit Saugnäpfen an der Frontscheibe.
20.31: Markierung auf der Außenseite der Projektionsfläche, z. B. mattierter Bereich, zur parallaxenfreien Ablesung.
20.32: Saugnäpfe.
30.10: Projektor rechts für ein optisches Signal, (Diodenlaser oder LED-Projektor mit vorzugsweise telezentrischer Optik und Kippspiegel oder Teilerprisma).
30.11: Modul mit Spiegel, Kippspiegel oder Teilerprisma verdrehbar.
30.12: Lichtzeiger rechts axial.
30.13: Lichtzeiger rechts radial. (für linksgelenkte Fahrzeuge).
30.20: Projektionsfläche rechts mit Markierung, Befestigung z. B. mit Saugnäpfen an Seitenfenster links.
30.21: Markierung auf der Außenseite der Projektionsfläche, z. B. mattierter Bereich, zur parallaxenfreien Ablesung.
30.22: Saugnäpfe.
30.30: Projektionsfläche rechts vorn mit Markierung, Befestigung z. B. mit Saugnäpfen an der Windschutzscheibe.
30.31: Markierung auf der Außenseite der Projektionsfläche, z. B. mattierter Bereich, zur parallaxenfreien Ablesung.
30.32: Saugnäpfe.
40.10: Externes Display im Arbeitsbereich mit digitaler und/oder analoger Anzeige der Korrekturrichtung und korrespondierender Datenschnittstelle zur Datenschnittstelle der Wasserwaage.
40.11: Anzeige des Korrekturwinkels.
40.12: Anzeige der Korrekturrichtung.
50.00: Teleskopschere, gefedert, aufsetzbar.
50.10: Prismenrolle oben.
50.20: Teleskoparm links gefedert.
50.21: Abstützfläche links.
50.30: Teleskoparm rechts gefedert.
50.31: Abstützfläche rechts.
60.10: Welle für Prismenrolle(n) links.
60.11: Lagerzapfen für Prismenrolle(n) links.
60.20: Befestigungsschraube für Prismenrolle links.
60.30: Prismenrolle links.
70.10: Welle für Prismenrolle(n) rechts.
70.11: Lagerzapfen für Prismenrolle(n) rechts.
70.20: Befestigungsschraube für Prismenrolle rechts.
70.30: Prismenrolle rechts.
80.00: Teleskopschere drehbar gelagert.
80.10: Prismenrolle oben.
80.20: Teleskopscherenarm rechts gefedert mit Lagerauge, (80.21).
80.21: Lagerauge links.
80.30: Teleskopscherenarm links gefedert, mit Lagerauge, (80.31).
80.31: Lagerauge rechts.
80.40: Prismenrolle geteilt, vorn rechts.
80.41: Prismenrolle geteilt, hinten rechts.
80.50: Prismenrolle geteilt, vorn links.
80.51: Prismenrolle geteilt, hinten links.
90.00: Lenkrad.
90.10: Lenkradspeiche links.
90.20: Lenkradspeiche rechts.
90.30: Lenkradkranz.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005042446 [0005]
DE 102008016045 [0005, 0005]
DE 202007012552 [0005]
DE 2340630 [0005]
DE 69935475 [0005]
DE 102006029109 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Messung des Stellwinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet daß auf einer Wasserwaage auf deren Profil einseitig feststellbar, C- oder kastenförmige Schieber gegen den Druck einer geführten Feder verschiebbar angeordnet sind, die einen oder mehrere als Lichtzeiger verwendbare Projektoren tragen, sowie Befestigungsbohrungen zur Aufnahme von, mit Prismenrollen versehenen Wellen enthalten und diese Anordnung, mit Hilfe von zwei, optional drei, Prismenrollen, vorzugsweise in der Innenkontur des Lenkrads eines Fahrzeugs durch Federdruck unterstützt horizontal zentrierbar ist und daß in der, sich durch die Lenkradbewegung ergebende Bahn des/der Lichtzeiger(s) temporär angebrachte Projektionsflächen mit Markierungen befinden an welchen die Horizontalstellung des Lenkrades von außerhalb des Fahrzeugs erkennbar ist.
Vorrichtung zur Messung des Stellwinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sich außerhalb eines zu vermessenden Fahrzeugs im Arbeitsbereich, in dem die Einstell- und Meßarbeiten an dessen lenkbaren Rädern durchgeführt werden eine Anzeigeeinrichtung befindet die den Ist-Winkel des Lenkrads und die Richtung der erforderlichen Korrektur anzeigt die, vorzugsweise drahtlos, z. B. über eine Bluetooth-Schnittstelle mit einem in oder auf der Wasserwaage befindlichen, ebenfalls mit einer Einrichtung zur Datenübertragung versehenen Neigungssensor verbunden ist.
Vorrichtung zur Messung des Stellswinkels am Lenkrad eines Fahrzeugs, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert einer Wasserwaage, z. B. die Information über die Lage der Luftblase oder eines kugelförmigen Schwimmers in einer Wasserwaagenlibelle durch eine Kamera erfaßt und zeitgleich auf einen außerhalb des Fahrzeugs befindliches Anzeigesystem, z. B. einen Bildschirm übertragen wird.