DE2840267A1 - Radeinstellsystem - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. WeickmxiNN, Όιγ-i..-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska ·>

8000 MÜNCHEN 86, DEN * c POSTFACH 860820 ' **' ^^eP· 1978

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

D2o/cb

FMC CORPORATION

East Randolph Drive
Chicago, 111./V.St.A.

Radeinstellsystem.

Priorität: 16. September 1977, USA, Nr. 833 o38

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radeinstellsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein
Verfahren zur Bestimmung der Spurwinkel der Vorderräder eines
Fahrzeuges.

Für das richtige Funktionieren und auch für die Lebensdauer
der Reifen der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges ist es notwendig, daß seine Vorderräder richtig ausgerichtet sind. Deshalb sind Radeinstellvorrichtungen und Verfahren erfunden worden, um genaue Messungen der Radsturz-, Nachlauf- oder Vorlauf- und Spurwinkel von Kraftfahrzeugen zu ermitteln, beispielsweise bis zu einer Genauigkeit von + 2,54/64 cm oder + 1/32 für die Spurwinkel. Solche Messungen können mit ziemlich einfachen Instrumenten ausgeführt werden und sind auch ausgeführt worden.
Um jedoch effektiv zu sein, muß ein Radeinstellsystem schnell, genau und bequem für den Durchschnittsmechaniker sein, beispielsweise einen, welcher durchschnittliches Können und Training aufweist, wobei es eine schnelle und leichte
Messung während der Einstellung der Ausrichtungsparameter erlaubt.

Bevor fortgefahren wird, einige Probleme von Systemen des Standes der Technik aufzuführen, werden einige Ausrichtungsparameter kurz erläutert. Der Radsturzwinkel ist der Winkel zwischen der Ebene eines Rades und der Vertikalen, wie er von der Vorder- oder Rückseite des Fahrzeuges gesehen wird. Der Vor- oder Nachlaufwinkel ist der Winkel zwischen der Lenkachse des Rades und der Vertikalen, wie er von der Seite des Fahrzeuges gesehen wird. Der Neigungswinkel der Lenkachse ist der Winkel zwischen der Lenkachse und der Vertikalen, wie er von der Vorder- oder
Rückseite des Wagens gesehen wird. Der individuelle Spurwinkel oder die Spur, auf die in der Beschreibung der Erfindung direkt Bezug genommen wird, ist der Winkel zwischen der Ebene eines
.Vorderrades und einer vertikalen Ebene durch die längslaufende Mittellinie des Wagens oder im Fall, wo kein Bezug auf die

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längslaufende Mittellinie möglich ist, einer vertikalen Ebene, die senkrecht auf der querverlaufenden Linie steht, welche die Schnittpunkte der Radachse mit der Lenkachse eines jeden Vorderrades verbindet. Der totale Spurwinkel ist der von den Ebenen der beiden Vorderräder eingeschlossene Winkel, welcher gleich der Summe der individuellen Spurwinkel ist. Wenn die Räder richtig ausgerichtet worden sind, sind die individuellen Spurwinkel, d. h. die rechte und die linke Spur, gleich und folglich je eine Hälfte der totalen Spur. Zusätzlich ist, wenn die Vorderräder des Fahrzeuges richtig ausgerichtet sind, die Lenkung in Mittelstellung, so daß das Fahrzeug sich geradeaus bewegt, wenn das Lenkrad sich in seiner Mittelstellung befindet.

Ein typisches opto-mechanisches Einstellsystem enthält ein Paar Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen, wobei jede Anordnung an der Außenseite der Felge eines Vorderrades befestigt ist, so daß der Projektor auf jeder Seite einen Strahl gegen den Empfänger der Einrichtung auf dem gegenüberliegenden Rad richtet. Ausrichter dieser Sorte sind beispielsweise in den US-Patenten 3 953 134 und 3 393 455 offenbart. Die Empfänger oder Strahlenbündel enthalten Skalen, welche Linien enthalten, die besondere Winkel oder Abstandsbeträge anzeigen, wobei die Skalen, für das spezielle Fahrzeug eingeschlossen, angeblich den individuellen Spurwinkel entsprechend der Überschneidungsstelle des vom gegenüberliegenden Rades ausgesandten Lichtstrahlbündels mit dem Empfänger anzeigt. Auf die Mittellinie des Wagens oder indirekt auf diese ist aufgrund eines oder beider Hinterräder direkt kein Bezug genommen.

Die vorstehend angegebenen Einstellsysteme sind im Stand der Technik als vom Querspurtyp angegeben. Kurz, sie messen die individuelle Spur eines Vorderrades als eine Funktion der linearen Verschiebung eines Lichtstrahlbündels aus einem Projektor, welcher am Rad befestigt ist, bezüglich einer Bezugslinie in der Ebene des Empfängers. Es ist lange behauptet worden, daß

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solche Systeme sehr unbequem zu gebrauchen sind, wenn große Fluchtfehlerprobleme vorhanden sind, beispielsweise im Fall von neu installierten Kugelgelenken und anderen vorderen Aufhängungsteilen. Ein besonderes Problem liegt darin, daß nur eine einzige Messung und Einstellung eines jeden Rades oft nicht befriedigende Ergebnisse liefert, wenn einer oder beide anfänglichen individuellen Spurwinkel stark unkorrekt sind. Obwohl das Lenkrad festgeklemmt ist, so daß das andere Rad ungestört ist, während eine Einstellung der Spur an einem Rad vorgenommen wird, ist bei der Spurablesung des anderen Rades eine Änderung festzustellen, wenn die Einstellung gemacht wird. Folglich liefern Systeme des Standes der Technik oft falsche individuelle Spurablesungen, welche anzeigen, daß eine Einstellung für beide Räder erforderlich ist, wenn in Wirklichkeit nach fortlaufenden Einstellungen herausgefunden wird, daß ein Rad überhaupt keine Einstellung benötigt, d. h. der wahre Wert der individuellen Spur korrekt von Anfang an war. Letzteres Problem ist ärgerlich und störend, wenn die Einstellung des Rades die mühsame, aber unnötige Arbeit des Lösens und Wiederfestmachens einer verrosteten Spurstange einschließt.

In jüngerer Zeit entwickelte Querspursysteme benutzen eine elektronische Empfangseinrichtung anstelle optischer Ziele, die zum direkten Ablesen durch das Betriebspersonal bestimmt · sind. Einige andere bekannte Systeme des Standes der Technik, welche solche Vorrichtungen benutzen, sind in den US-Patenten 3 865 492 und 3 782 821 offenbart. Anstelle einer direkten visuellen Anzeige, die am Ziel selbst geliefert wird, benutzt das elektronische System fotoempfindlicher Elemente am Ziel, um Signale zu erzeugen, die von der Winkelposition von Lichtquellen abhängen, die an dem Rad befestigt sind, dessen Winkelposition bestimmt werden soll. Solche Signale können von logischen Schaltungen verarbeitet werden, um ein weiteres Signal abzuleiten, welches angeblich dem individuellen Spurwinkel des Rades entspricht. Die elektronischen Systeme ent-

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halten auch Mittel zur Aufzeichnung des so errechneten individuellen Spurwinkels der Räder. Wenn der Winkel, der elektronisch aufgezeichnet ist, der für das eingestellte Rad gewünschte ist, kann der Mechaniker die Einstellung dieses Rades einstellen und mit der Einstellung des anderen Rades fortfahren.

Obwohl elektronische Ablesungen vorgesehen sind, sind in einem System, in welchem ein Strahlprojektor auf einem Rad befestigt ist, der ein Strahlenbündel auf einen Strahlstellungsempfänger auf dem anderen Rad richtet, aufeinanderfolgende Einstellungen des rechten und linken Vorderrades noch in der gleichen Weise auszuführen, wie es in Verbindung mit der Diskussion des optomechanischen Radeinstellsystems erwähnt worden ist. In der Praxis bedeutet dies, daß der Mechaniker eine Einstellung eines Rades vornehmen muß, bis die elektronische Instrumentenanzeige die richtige Spurablesung für dieses Rad anzeigt. Dann wird er das gegenüberliegende Rad einstellen, bis die Spurablesung korrekt ist oder innerhalb der Normen liegt. Jedoch, sobald die zweite Einstellung durchgeführt wird, passiert es oft, daß der vorher eingestellte Spurwinkel für das erste Rad unkorrekt sein wird, wobei die Wahrscheinlichkeit dieses Ereignisses vom ursprünglichen Betrag des Fluchtfehlers des zweiten Rades abhängt. Der Mechaniker muß dann zum ersten Rad zurückkehren und dieses in die Norm bringen, und indem er dies tut, findet er dann das zweite Rad unkorrekt ausgerichtet. Eine weitere Einstellung muß dann für das zweite Rad durchgeführt werden und dann die Einstellablesung für das erste Rad wiederum überprüft werden.

Es ist einzusehen, daß die erforderlichen aufeinanderfolgenden Einstellungen und Wiedereinstellungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, anstrengend und zeitraubend sind. Darüber hinaus kann es passieren, wie es vorstehend angedeutet ist, daß am Anfang nur ein Rad eingestellt werden muß, obwohl die anfänglichen Ablesungen des Einstellsystems anzeigen, daß eine Einstellung für beide Räder notwendig ist.

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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radeinsteil system der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine schnelle problemlose und ausreichend genaue Einstellung der individuellen Spuren der Vorderrräder eines Fahrzeuges ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen 2 und 3 hervor.

Außerdem wird ein vorteilhaftes Verfahren zum Bestimmen der Spurwinkel der Vorderräder eines Fahrzeuges in einem weiteren Anspruch angegeben.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine verbesserte Methode sowie eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der Vorderräder eines Fahrzeuges geschaffen ist, welche die Problems oder Fehler der Querspur-Radeinstellmethoden und -einrichtungen des Standes der Technik überwindet. Grundsätzlich liefert die vorliegende Erfindung Mittel zum Ausgleichen fehlerhafter Ablesungen bei Querspur-Einstelleinrichtungen und -methoden des Standes der Technik, deren Fehler die Folge relativer Längsverschiebungen der an gegenüberliegenden Vorderrädern befestigten Empfangs- und Projektionsanordnungen sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Fehlerbetrag, welcher durch eine solche Verschiebung verursacht wird, als Funktion der Differenz zwischen Spurxvinkel bestimmt, welche von den Ausgabegeräten der Empfangsanordnungen angezeigt werden. Spezieller, der Fehler jeder Ablesung der Spurwinkel, die direkt durch die Empfangsanordnungen und die -diesen zugeordneten Rechenschaltungen angezeigt werden, wird als bestimmter Prozentsatz der Differenz in den Ablesungen wiedererkannt.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Strahlen-

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bündel aus Licht oder anderer Strahlungsenergie von jedem der Vorderräder eines Fahrzeuges entlang eines Weges ausgesandt, welcher im wesentlichen normal zur Ebene des Rades steht, von welchem das Strahlenbündel ausgesandt ist, so daß es eine gegenüberliegende von einem Paar Empfangseinrichtungen trifft, welche an den Vorderrädern befestigt sind. Wie in bekannten Einstellverfahren des Standes der Technik werden die Spuruinkel der Vorderräder entsprechend dem Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Mittellinie oder Bezugslinie des Lichtstrahlbündels mit der Empfangsebene und der Null-Bezugslinie des Empfängers bestimmt, wobei der linke Spurwinkel von einem Empfänger abgelesen wird, welcher auf dem rechten Rad,und der rechte Spurwinkel von einem Empfänger abgelesen wird, welcher auf dem linken Rad befestigt ist. Es ist festgestellt worden, daß solche Messungen Verschiebefehlern unterworfen sind und darüber hinaus, daß solche Verschiebefehler durch ein einfaches Verfahren korrigiert werden können. Der Spurwinkel, der für ein erstes der beiden Räder bestimmt wird, wird vom Spurwinkel des zweiten Rades abgesogen. Diese Differenz wird mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor multipliziert, von welchem gefunden wurde, daß er von der Rahmengröße des Fahrzeuges und der Beziehung der Mull-Bezugs linie des Empfängers zu der Lenkachse des Rades, auf welchem er befestigt ist, abhängt. Das Produkt dieser Multiplikation wird vom Spurwinkel abgezogen, welcher für das erste Rad festgestellt wurde und zu dem Spurwinkel hinzugefügt, welcher für das zweite Rad festgestellt wurde, um dadurch korrigierte Werte für die Spurwinkel zu erhalten, welche im wesentlichen gleich den wahren individuellen Spurwinkeln sind.

In der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird ein Korrekturfaktor von etwa o,28 verwendet, um korrigierte Spurwinkel für einen wesentlichen Teil der gegenwärtigen Kraftfahrzeugpopulation zu erhalten.

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Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine linke und rechte Strahlprojektions- und Empfangsanordnung, die am linken und rechten Vorderrad eines Kraftfahrzeuges so befestigt sind, daß der Strahlprojektionsteil einer der Anordnungen ein Strahlenbündel aussendet, welches ein Empfangs teil der anderen Anordnung trifft und umgekehrt. Der Ernpfangsteil einer jeden Anordnung ist so ausgebildet, daß er ein Signal erzeugt, '.•reiches die Lage eines verwendeten Strahlenbündels anzeigt, und eine Recheneinrichtung, die operativ den Projektions- und Empfangsteilen der Anordnungen zugeordnet ist, liefert eine Anzeige des individuellen Spurwinkels eines jeden Rades. Die erzeugten individuellen Spurivinkelsignale werden vorzugsweise als Eingangssignale für eine weitere Recheneinrichtung verwendet, welche eines der Signale vom anderen abzieht, dann die Differenz mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor multipliziert, um ein Korrektursignal zu liefern, welches dann vom einen Spurv/inkelsignal abgezogen und zum anderen Spurwinkelsignal hinzugefügt wird. Die korrigierten Spursignale können dann auf eine Anzeigeeinrichtung gegeben werden, um die korrekten individuellen Spurwinkel des linken und rechten Rades anzuzeigen. Es ist günstig, wenn solche Vorrichtungen kontinuierlich korrigierte linke und rechte Spurablesungen gleichzeitig mit der Einstellung entweder des linken oder rechten Vorderrades erzeugen, wobei nur eine einzige Einstellung für jedes der entsprechenden Vorderräder notwendig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, welches die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung an den Vorderrädern befestigt zeigt,

Fig. 2 das Vorderteil des in Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftfahrzeuges vergrößert, wobei die Parameter des Kraftfahr-

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zeuges und des Einstellsystems, welche für die Bestimmung des Querspur-Korrekturfaktors, der im Verfahren und in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung benutzt wird, veranschaulicht,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der linken Radprojektionsund Empfangsanordnung, welche in Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht von oben auf die Projektions- und Empfangsanordnung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 6 eine vergrößerte isometrische Darstellung eines Strahlenbündelempfangsteiles der Projektions- und Empfangsanordnung nach den Fig. 3 und 4.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Methode und eine Vorrichtung zur Messung der Ausrichtung der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges, wie es vorstehend angegeben wurde. Die Methode und die zur Durchführung der Methode benutzte Vorrichtung verwenden nur Messungen der relativen Winkelbeziehungen der Vorderräder eines Fahrzeuges, ungeachtet der Beziehung der Vorderräder zu den Hinterrädern oder irgendeines anderen Teiles des Fahrzeuges. In einfachsten Worten ausgedrückt macht das verbesserte Ausrichtungssystem der vorliegenden Erfindung Gebrauch von einem ausgewählten Korrekturfaktor, welcher benutzt wird, wenn die angenähert richtigen, einzelnen Spurwinkel der Vorderräder des Kraftfahrzeuges aus Messungen gewonnen sind, welche von an sich bekannten, an den Vorderrädern befestigten Instrumenten in an sich bekannter Weise gemacht werden. Die Verbesserung kann allgemein auf Systeme zum Einstellen der Querspur angewendet werden und die Erfindung ist in keiner Weise auf die hier dar-

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gestellte spezielle Ausführungsform der Vorrichtung beschränkt.

Nach den Figuren enthält die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Paar Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14, wovon jede einen Befestigungsmechanismus 16 zum drehbaren und abnehmbaren Anbringen der Anordnungen an das linke bzw. rechte Vorderrad LW bzw. RW eines Kraftfahrzeuges MV enthält. Ein elektronischer Rechenschaltkreis 18 (Fig. 1) ist vorgesehen, um Signale aus dem Empfangsteil der Anordnungen 12 und 14 zu erhalten und daraus korrigierte Spuranzeigesignale abzuleiten, welche dem wahren Wert der linken und rechten einzelnen Spurwinkel der Räder LW und RW entsprechen. Eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung 2o ist mit dem Ausgang des Rechenschaltkreises verbunden, um den errechneten Wert des Spurwinkels anzuzeigen, wobei solche Anzeigeeinrichtungen in herkömmlicher Weise bipolare Meßinstrumente 25 und 28 enthalten, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Strahlprojektionsund Empfangsanordnungen 12 und 14 richten ein Lichtstrahlbündel auf die gegenüberliegende Einrichtung, wobei die rechte Einrichtung ein Strahlenbündel RB und die linke Einrichtung ein linkes Strahlenbündel LB aussendet (Fig. 1 und 2). Jede der Anordnungen 12 und 14 ist an ihrem betreffenden Rad befestigt, so daß das davon ausgesandte Lichtstrahlbündel die Ebene des Rades durchstößt, von welchem das Strahlenbündel rechtwinkelig abstrahlt, beispielsweise entlang eines Weges, welcher im wesentlichen parallel zur Achse des Rades verläuft, von welchem ein Lichtstrahlbündel ausgesandt wird. Endlich enthält jede der Anordnungen 12 und 14 Teile zum Feststellen des Strahlenbündels, welches von der gegenüberliegenden Anordnung ausgesandt wird und zur Erzeugung eines Ausgangssignales, welches dem individuellen Spurwinkel des Rades, von welchem das Strahlenbündel ausgesandt wurde, entspricht. Die Konstruktionseinzelheiten der Projektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 wird dargelegt, nachdem zuerst die Faktoren, welche bei der Bestimmung der wahren individuellen Spurwinkel

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beim Gebrauch von herkömmlichen Einstellmeßeinrichtungen vom Querspurtyp relevant sind und die Ursache der vorstehend erwähnten, von Querspur-Einstelleinrichtungen des Standes der Technik erhaltenen fehlerhaften Ablesungen besprochen worden sind.

In der Fig. 2 ist eine hypothetische Vorderradeinstellung dargestellt, in welcher der tatsächliche individuelle linke Spurwinkel (Spurwinkel des linken Rades LW) - im folgenden mit O₁ bezeichnet - als Null angenommen ist und der tatsächliche individuelle rechte Spurwinkel - mit 0 bezeichnet - positiv und zudem übertrieben dargestellt ist, was bedeutet, daß ein solcher Spurwinkel für gewöhnlich bei einem tatsächlichen Kraftfahrzeug nicht vorgefunden wird. Mit dieser Einstellung ist das linke Rad LW bezüglich der Mittellinie des Fahrzeuges geradeaus gerichtet, wobei die Ebene des Rades senkrecht zu einer horizontalen Linie W-W ist, welche durch jede Lenkachse SA in der Ebene der Projektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 geht. Die Lenkachsen SA sind als die aufrechten Achsen definiert, um welche die Räder sich drehen, wenn sie gelenkt werden. Das rechte Rad RW ist derart auf Vorspur eingestellt, daß seine Ebene einen Winkel 0 mit einer senkrecht zur Linie W-W verlaufenden Linie einschließt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Ebene, in welcher die Linien der Fig. 2 gezeichnet sind, nicht notwendig die Drehachsen der Räder schneidet; in der dargestellten Ausführungsform liegt die Ebene tatsächlich unter den Drehachsen, da die Projektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 unter den Achsen liegen, wie es aus Fig. 3 hervorgeht.

Wie bei Querspureinstellern des Standes der Technik empfängt der Empfangsteil der linken Projektions- und Empfangsanordnung 12 das Strahlenbündel RB von der gegenüberliegenden Anordnung 14 und gibt ein Signal ab, von welchem in der Vergangenheit im allgemeinen angenommen worden ist, daß es direkt proportio-

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nal zum tatsächlichen individuellen rechten Spurwinkel O des gegenüberliegenden rechten Rades RW ist, von welchem das Strahlenbündel ausgesandt wird. Es wurde jedoch gefunden, daß das Signal vom wahren Spurwinkel O abhängt, aber nicht notwendig proportional dazu ist. Wenn die rechte Projektions- und Empfangsanordnung 14 so ausgerichtet wurde, daß eine Linie C-C (Fig. 2), welche in der Ebene des Empfangsteiles oder Ziels der Anordnung 14 liegt, parallel zu einer Linie B-B in der Ebene des Empfangsteiles oder Zieles der Anordnung 12 (beispielsweise verschwinden Q und Θ-, ) wäre, würde das Strahlenbündel RB die linke Anordnung 12 auf einer vertikal sich erstreckenden Basis- oder Null-Linie BL (Fig. 2 und 3) treffen, was bewirken würde, daß die Anordnung 12 ein Signal abgibt, welches einem individuellen Spurwinkel Null für das rechte Rad RW entspricht. Wenn das rechte Rad nach innen verdreht wird, um einen immer größeren positiven Spurwinkel einzunehmen, schneidet das Strahlenbündel RB die Linie B-B des Ziels der Anordnung 12 in einem entsprechend immer größer werdenden Abstand R (Fig. 2) .

Bei bekannten Einrichtungen des Standes der Technik, welche opto-mechanische und vollelektronische Einsteller vom Querspurtyp umfassen, welche Lichtstrahlbündel zu den Vorderrädern eines Fahrzeuges und von ihnen weg senden, ist bei der Winkelverschiebung einer am Rad befestigten Projektions- und/oder Empfangsanordnung, die vom Spurwinkel des zugeordneten Rades herrührt, entdeckt worden, daß sie manchmal einen Verschiebefehler in der angezeigten Spurablesung einführt, wie es vorstehend angedeutet worden ist. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat entdeckt, daß ein vorbestimmter und konstanter Korrekturfaktor CF errechnet und zur Erzeugung einer korrigierten Spurwinkelablesung benutzt werden kann, wenn die angezeigte Spurwinkelablesung fehlerhaft ist. Beim Ansehen der Fig. 2 wird zunächst beobachtet, daß, obwohl das linke Rad LW einen wahren Spurwinkel von Null besitzt, die rechte Pro-

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jektions- und Empfangsanordnung 14 eine Abweichung L des Schnittpunktes des Strahlenbündels LB mit der Basislinie BL des Empfängers feststellt; folglich bringt der Empfänger der Anordnung 14 eine Ablesung hervor, welche fehlerhaft ist. Der Fehler in der angenommenen Darstellung in Fig. 2 wäre direkt durch den Abweichungsabstand L angezeigt, welcher, wie es zu sehen ist, auf der Tatsache beruht, daß der Empfänger der Anordnung 14 sich um einen Punkt SA dreht, der während der Drehung des Rades RW seitlich und längsseits davon entfernt ist.

Der von der Ablesung hervorgerufene Fehler in dem von der linken Projektions- und Empfangsanordnung 12 nach Fig. 2 direkt erzeugten Signal weicht auch leicht von der Zeichnung selbst ab. Kurz, es ist entdeckt vrorden, daß Systeme des Standes der Technik vom beschriebenen Typ nur genau sind, wenn der wahre rechte und linke Spurwinkel gleich sind. Anwendung dieser Entdeckung auf die Zeichnung nach Fig. 2, wenn das linke Rad LW auf Vorspur eingestellt wurde, bis sein tatsächlicher Spurwinkel O₁ = 0 wäre, bewegte sich der Schnittpunkt des StrahlenbündeLs RB von der Basislinie BL weiter weg in Richtung der Empfangszone der Anordnung 12 mit dem neuen Abweichungswert R, der dann repräsentativ für den wahren Spurwinkel des rechten Rades RW wäre, als der kleinere Wert von R, wie er in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn die Projektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 relativ zueinander so ausgerichtet sind, daß die Basislinien BL eines jeden Empfängers einer Anordnung beide gleich auf der Vorderseite der Linie W-W (Fig. 2) durch die Lenkachsen des Rades eingestellt sind, sind die Abstände R und L in den Empfängerebenen gleich und folglich sind es auch die von den Empfängern direkt angezeigton Spurwinkel. Wenn solch eine symmetrische Einstellung vorliegt, repräsentieren die angezeigten Spurwinkel genau die wahren Spurwinkel. Wenn jedoch die Basislinie BL auf der Vorderseite einer querlaufenden Bezugs-

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achse wie der Linie W-W nicht in gleicher Weise verschoben sind, und die Versetzungen R und L nicht gleich sind, ist der angezeigte Spurwinkel fehlerhaft. Die relative Längsverschiebung der Basislinien (das ist "Null"-Bezugsmarken) der Empfänger kann folglich als die Fehlerquelle angesehen werden. Die von den Empfängern angezeigten Winkel können, wenn eine solche Bedingung vorliegt, entsprechend der vorliegenden Erfindung als nur eine Näherung des wahren Spurwinkels von erster Ordnung angesehen werden.

In Zusammenfassung hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß, wenn die Ablesungen der Querspur-Einstellvorrichtungen nicht gleich sind, der größere gemessene Spurwinkel tatsächlich kleiner als der wahre individuelle Spurxtfinkel des zugeordneten Rades, und der kleinere gemessene Spurwinkel in Wirklichkeit größer als der wahre Spurwinkel des zugeordneten Rades ist. Der Korrekturfaktor CF ist in der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen, eine einfache Erhöhung zu errechnen, durch welche die kleinere Ablesung erniedrigt und die größere Ablesung erhöht werden kann, so daß die daraus resultierenden korrigierten Ablesungen angenähert angeben, wie die Ablesungen tatsächlich sein sollen, um die einzelnen Spurwinkel der Räder anzuzeigen.

Darüber hinaus hat der Erfinder herausgefunden, daß ein einziger Korrekturfaktor bei Querspur-Einstellsystemen benutzt werden kann, um die Systeme in die Lage zu versetzen, Spurwinkel für einen großen Teil einer Anzahl von Kraftfahrzeugen korrekt zu messen, wodurch die Berechnung von angenähert korrekten Spurwinkeln ohne Wechsel des Korrekturfaktors für unterschiedliche individuelle Fahrzeugtypen ermöglicht ist.

Die in der Fig. 2 veranschaulichten Winkel und Abstände, welche zur Analysierung der vorliegenden Erfindung gebräuchlich sind, sind folgende: F ist die Rahmenbreite zwischen den Über-

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schneidungen der Lenkachsen SA; A ist der seitliche Versatz von den Steuerachsen der Vorderräder von einer Linie B-B oder C-C in einer Ebene der Oberfläche des Ziels oder der Empfangsζone, wobei dieser Versatz oder Abstand längs einer Linie P, bzw. P gemef^sen ist, die von der jeweiligen Lenkachse SA so wegführt, daß sie senkrecht zur entsprechenden Linie B-B bzw. C-C steht; B ist der Längsversatz der Null-Bezugslinie BL der Empfangszone von den vorher erwähnten Linien P₁ oder P , wobei der Versatz oder Abstand B längs der Linie B-B bzw. C-C gemessen ist; R ist die lineare Abweichung des Strahlenbündels RB von der Basislinie BL, gemessen längs der Linie B-B in der Ebene des Ziels der Einstellanordnung 12; L ist die entsprechende lineare Abweichung des Strahlenbündels LB von der Basislinie BL in der Ebene C-C der Einstellanordnung 14; D ist der Projektionsabstand von der Anordnung 14, gemessen längs einer Linie, die senkrecht zur Ebene C-C steht und der sich zur Basislinie BL der Einstellanordnung 12 erstreckt; D, ist der entsprechende Projektionsabstand von der Ebene B-B der Einstellanordnung 12 zur Basislinie BL der gegenüberliegenden Anordnung 14; T ist der Winkel, der durch das rechte Spursignal repräsentiert wird, das von der Anordnung 12 erzeugt wird, wobei dieser Winkel vom Strahlenbündel RB und der Linie zwischen den Basislinien BL der Einstellanordnungen einge- . schlossen ist; und T, ist der entsprechende Winkel, welcher ■ durch das.linke Spursignal repräsentiert wird, das von der Anordnung 14 hervorgerufen wird, wobei dieser Winkel vom Lichtstrahl und der Linie zwischen den Basislinien BL eingeschlossen ist.

Ein ziemlich universeller Korrekturfaktor CF ist für einen großen Teil einer Population von Kraftfahrzeugen bestimmt worden, welche Sportfahrzeuge, kleine, nach USA importierte Limousinen, US-Limousinen mittlerer Größe, große US-Limousinen, Sportwagen und US-Kleinlastwagen- oder -Transportereinheiten umfassen. Tabelle I legt die relevanten, auf das Fahr-

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gestell bezogenen Parameter F, A und B (siehe Fig. 2) für diese Fahrzeuge dar, wobei herkömmliche Querspur-Einstellmechanismen, wie die vorstehend beschriebenen Anordnungen 12 und 14, benutzt wurden.

TABELLE I

Auf Fahrgestell bezogene Parameter

CF

T_rc bei Tic bei CF=.28 CF=.28

Mini-Sport	.1°	.o8ol6°	.ol984°	.Ο1811	.3289	• o97o5	.oo295°
F = 38-2,54 cm	.2	.16o39	.o396o	.Ο3615	.3279	.19421	.ΟΟ578
A = 25-2,54/2 cm	.4	.32o9o	.Ο7918	.o7228	.3272	.38859	.oll5o
B = 263-2,54/16 cm	.8	.64226	.15782	.144o5	.3256	.7779ο	.Ο2218
O1 = 0	USA		importiert)
Kleine Limousine (nach	.1	.o8191	.Ο1793	.2835	.o9977	.ooo25
F =44-2,54 cm	.2	.1638ο	.Ο3587	.2836	.19954	•ooo41
A = 25-2,54/2 cm	.4	.3278ο	.Ο7158	.2826	.39935	.ooo73
B = 263-2,54/16 cm	.8	.65596	.1428ο	.2814	.79929	.ooo72
O1 = 0
Mittlere US-Limousine	.1	.o82o8	.Ο1665	.2793	.Iooo4 -	.ocoo3
F= 50-2,54 cm	.2	.16415	.Ο3331	.2795	.2ooo7 -	.oooo5
A= 14-2,54 cm	.4	.32839	.Ο6646	.2788	.4oo3o -	.ooo33
B = 263-2,54/16 cm	.8	.65726	.13262	.2775	.8ol31 -	.ool25
O1 = 0
Große US-Limousine	.1	.Ο8331	.Ο1956	.25o4	.Iol97 -	.oo2ol
F= 56-2,54 cm	.2	.16668	.o39o7	.2498	.2o4o2 -	.oo4o3
A= 18-2,54 cm	.4	.33352	.Ο7813	.2489	.4o83o -	.ΟΟ832
B = 263-2,54/16 cm	.8	.66743	.1559ο	.2479	.81718 -	•ol713
O1 = 0
Sportwagen	.1	.o8o43	.3215	.Ο9747	.ΟΟ252
F = 56-2,54 cm	.2	.16o9o	.32ol	.195ol	.oo496
A= 18-2,54 cm	.4	.32189	.32o4	.39ol4	.oo988
B = 263-2,54/16 cm	.8	.64415	.3192	.78o86	-O1919
O1 = o

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TABELLE I (Fortsetzung)

Auf Fahrgestell ^. T_rc bei T_lc bei

bezogene Parameter r r 1 CF=.28 CF=.28

US-Kleinlastwagen oder -Transporteinheiten

F=7o-2,54 cm .1 .08I8I .0I8I8 .2859 .o9963 .ooo36

Α = 2ο·2,54 cm .2 .16367 .o3633 .2853 .19933 .ooo67

B = 369-2,54/16 cm .4 .32747 .o7256 .2845 .38884 .ooll9

O₁ = 0 .8 .65532 .14475 .2834 .79828 .ool79

Aus Tabelle I kann abgeschätzt werden, daß entsprechend der vorliegenden Erfindung die Anwendung eines Korrekturfaktors CF von 0,28 eine Menge von korrigierten Spurwerten T und T, für die angegebenen Fahrzeuge liefert, welche innerhalb eines Bereiches von 1/2 bis 3 % Abweichung vom tatsächlichen oder wahren Spurwinkelwert T_r und T₁ korrigiert sind. Dieser Varianzbereich ist ausreichend genau, da die Einstellnormen gewöhnlich einen Fehler von + 1/32° für jedes Rad erlauben. Folglich ist die vorliegende Erfindung auf eine große Majorität von derzeit ge:-äuchlichen Fahrzeugen anwendbar. ^x

Die Ableitungen, die benutzt wurden, um die in Tabelle I angegebenen Daten zu ermitteln, sind folgende:

R=B- (A sin 0 +B cos 0 )

+ TAN θ (A + F + A cos Q^ - B sin Q₃J (Gl. 1)

oder
R= (A + F) TAN ©_r - B cos G₃. (1 - cos 0_r) (Gl. IA)

(Gl. 2)

L = A sin 0 + B cos O - B _ A TAN O - B Z¹ -1

— 31 . "~ *■ l„„_ r\

Der Wert für die Projektionsabstände D₁ und D kann folgendermaßen errechnet werden:

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~ξ_ο~ 2340267

D = A + F + A cos O - B sin O (Gl. 3)

^Dl
D = - R sin O (Gl. 4)

^r cos O

Endlich sind die Winkel, welche durch die von den Einstellanordnungen 12 bzw. 14 erzeugten Spursignale T bzw. T₁ repräsentiert sind, durch die Gleichungen

R cos O

T = ARCTAN (Gl. 5)

L cos Q
T₁ = ARCTAN (Gl. 6)

gegeben.

Ein Korrekturfaktor für die verschiedenen Fahrzeuge bei dem in Tabelle I angegebenen entsprechenden Spurwinkel kann nach der folgenden Gleichung errechnet werden:

Q-T
CF = φ =£ (61. 7)

Aus dem Vorhergehenden hat der Erfinder erkannt, daß durch Multiplizieren der Differenz in den angezeigten Spurwinkelsignalen (d. h. T - ^Ti) ^mit einem Faktor CF = o,28 und dann durch Hinzufügen des erhaltenen Wertes zu T und durch Abziehen desselben von T₁ individuelle Spurwinkelwerte erzeugt werden können, welche höchstens 3 % von den wahren Werten abweichen. Folglich kann ein konstanter Korrekturfaktor von o,28 benutzt werden, um automatisch die notwendigen Korrekturen bei herkömmlichen Querspur-Einstellsystemen durchzuführen.

Um den Korrekturfaktor beim Bestimmen der angenähert wahren Spurwinkel eines Fahrzeuges zu benutzen, wird die Differenz

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zwischen der linken und rechten Spurwinkelablesung der linken und rechten Anordnung 12 und 14 ermittelt, diese Differenz wird mit dem Korrekturfaktor multipliziert und das sich so ergebende Produkt von der kleineren Ablesung abgezogen und zur größeren der Spurablesung hinzugefügt. Die folgenden Gleichungen geben die Beziehungen der gemessenen individuellen rechten und linken Spurwinkel T bzw. T, und die entsprechenden korrigierten rechten und linken Spurwinkel T bzw. ^Tlc ^an:

T = T - CF (T₁ - T ) (Gl. 8)

und T_lc = T₁ + CF (T₁ - T_r) (Gl. 9)

Ein Blockschaltbild der Schaltung zur Durchführung dieser Rechnungen aufgrund der von den fotoempfindlichen Empfängern erzeugten Spurwinkelsignale ist in der Fig. 5 dargestellt. Während angegeben wurde, daß ein mittlerer Korrekturfaktor (CF) von annähernd o,28 wünschenswert ist, ist in der Schaltung zwecks Vereinfachung ein Korrekturfaktor von o,25 benutzt. Die Fotodetektorvorrichtung 62a und 62b, die Filterschaltkreise 86 und der Gray code/Binärwandler 88 nach Fig. 5werden nachstehend beschrieben. Die Signale ST₁ und ST aus den Wandlern 88 werden voneinander abgezogen, indem das linke Spursignal ST, auf einen Inverter 21 gegeben wird und dann das invertierte Signal und das rechte Spursignal ST auf einen binären Additionsschaltkreis 22 gegeben werden. Der Ausgang des Addierers 22 enthält dann ein verbleibendes Signal, welches ST - ST₁ entspricht. Dieses verbleibende Signal wird auf einen Dividierschaltkreis 23 gegeben, welcher ein auf ihn gegebenes Eingangssignal durch 4 teilt und welcher aus zwei herkömmlichen, in Serie geschalteten Dividierschaltkreisen besteht, die jeweils ein Eingangssignal durch 2 dividieren. Der Dividierschaltkreis 23 führt tatsächlich eine

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Multiplikation mit dem Korrekturfaktor o,25 durch. Das Ausgangssignal des Dividierers 23 wird auf einen Additionsschaltkreis 24 zusammen mit dem Signal ST gegeben, um ein korrigiertes rechtes Spursignal ST zu erzeugen. Dieses Signal
wird auf einen herkömmlichen Digital/Analogwandler 3o gegeben, dessen Ausgang mit dem Meßinstrument 25 verbunden ist, welches den korrigierten Spurwinkel in Graden anzeigt. Das
Signal aus dem Dividierschaltkreis 23 wird auch durch einen Inverter 26 invertiert und auf einen weiteren Additionsschaltkreis 27 zusammen mit dem linken Spursignal ST gegeben. Der Additionsschaltkreis 27 liefert dadurch das korrigierte linke Spursignal ST₁ , welches den wahren linken
Spurwinkel Q, darstellt. Das korrigierte linke Spursignal
ST. , das in digitaler Darstellung vorliegt, wird auf einen herkömmlichen Digital/Analogwandler 31 gegeben, dessen Ausgang mit dem Anzeigeinstrument 28 verbunden ist. Auf diese
Weise liefert die Schaltung nach Fig. 5 automatisch analoge Ergebnisse, welche entsprechend den Gleichungen 8 und 9 die korrigierten Spurwinkel angeben.

Es sei an dieser Stelle festgestellt, daß die grundlegende elektronische Schaltung nach Fig. 5 auf eine große Vielfalt von Querspur-Einstellvorrichtungen anwendbar ist, welche
gegenüberliegende Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen aufweisen, wobei jede solche Anordnung ein individuelles
Spurablesesignal erzeugt, welches der Winkel- oder linearen Verschiebung zwischen Bezugsachsen, die mit dem Strahlenbündel und der Empfangszone in Verbindung stehen, entspricht.
Die dargestellte Ausführungsform der Einstellanordnungen 12 und 14 soll demgemäß auch nur als eine Veranschaulichung
eines einzigen solchen elektronischen Querspursystems zur
Erzeugung solcher Signale verstanden sein und sollte nicht
als Einschränkung der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise angesehen werden.

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Eine geeignete Konstruktion für den Befestigungsmechanismus 16 der Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 ist in dem US-Patent 3 7o9 451 gezeigt. Der darin offenbarte Befestigungsmechanismus befestigt ein Ausrichtungsgerät fest an der Felge R eines Kraftfahrzeugrades, derart, daß das Ausrichtungsgerät parallel zur Felgenebene und folglich zur Ebene des Rades ausgerichtet ist. Jeder der Befestigungsmechanismen 16 der vorliegenden Erfindung, wie sie insbesondere in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, enthalten einen Haltearm 32, welcher von der Felgenebene abgesetzt und durch ein Paar getrennter paralleler Stäbe 33 bestimmt ist. Ein Ende eines jeden Stabes 33 ist fest durch einen Querstab 34 gehalten, welcher räumlich getrennte längliche Finger 36 besitzt, die fest mit seinen äußeren Enden verbunden sind. Die Finger 36 sind in gleichen Abständen an gegenüberliegenden Seiten des Tragearms 32 getrennt angeordnet und sind normal zu einer Ebene angeordnet, welche die Stäbe 33 enthält und stehen in einem wesentlichen Abstand von dieser Ebene hervor. Eine Klemmvorrichtung 48 ist an gegenüberliegenden Enden der Stangen 33 gleitend aufgenommen, so daß der Befestigungsmechanismus an Räder unterschiedlichen Durchmessers angepaßt werden kann. Ein Kupplungsmechanismus, der ebenfalls in dem bereits erwähnten US-Patent 3 7o9 451 beschrieben ist, kann benutzt werden, um die Klemmvorrichtung 48 an den Stäben 33 in irgendeiner ausgewählten Position zu verriegeln. Ein Querstab 4o ist an seinem Mittelpunkt drehbar mit dem Körper der Klemmvorrichtung 48 mittels einer abgesetzten Schraube 49 verbunden. Ein Paar Finger 42 ist an den Enden des Querstabes 4o befestigt und erstreckt sich davon nach außen in einer zu den vorstehend erwähnten Fingern 36 parallelen Richtung. Die Finger 36 und 42 besitzen hinreichende Länge, um den Tragearm 32 in einer Ebene zu halten, welche außerhalb der Radfelge R¹ angeordnet und parallel zur Radfelge ist, wenn die Enden der Finger an die Felge geklemmt sind. Der Befestigungsmechanismus 16 enthält weiterhin ein

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tragendes Gleitstrück 45, an welchem der Körper der Anordnungen 12 oder 14 drehbar befestigt ist. Dies ist mittels einer kurzen Well 45a durchgeführt, welche fest an der Oberfläche des Gleitstücks 45 angebracht ist und im rechten Winkel davon nach außen steht. Das Gleitstück 45 ist längs der Stäbe 33 an eine ausge^vählte Stelle gesetzt, so daß die Achse der kurzen Welle 45a genau mit der Drehachse des Rades zusammenfällt, auf welcher die Einstellanordnung befestigt ist.

Die Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 sind im wesentlichen die gleichen, wie sie in der am 3. März 1977 angemeldeten US-Patentanmeldung Ser. Nr. 773 638 (entspricht der deutschen Patentanmeldung P 3-&Q9 ^Q3^ <<e-Sl-) dargestellt ist. Die Offenbarung dieser Anmeldung ist durch Aktenzeichen hier aufgenommen und folglich kann für weitere Einzelheiten in der Konstruktion und Arbeitsweise der Strahlprojektionsund Empfangsanordnungen 12 und 14 darauf Bezug genommen werden.

Jede der Einstellanordnungen 12 und 14 enthält ein Gehäuse 46, welches eine Buchse 46a besitzt, die auf der Welle 45a, die vom tragenden Gleitstück 45 hervorsteht, gelagert ist. Das Gehäuse 46 ist so angebracht, daß es frei um die Achse der Welle 45a, die mit der Drehachse des Rades, an welchem sie befestigt ist, zusammenfällt, frei schwingen kann. Folglich bleibt, wenn das Rad gedreht wird, das Gehäuse in einer im wesentlichen stationären Lage. Ein zylindrisches Gehäuseteil 5o ist in das untere Ende des Gehäuses 46 in einer horizontalen Lage eingesetzt und in ihm gehalten. Das zylindrische Gehäuseteil 5o enthält einen Laser 52, welcher ein Laserstrahlbündel LS erzeugt. Dieses Strahlenbündel ist entlang der Achse des Gehäuses auf einen Spiegel 54 gerichtet, der am vorderen Ende des Gehäuses befestigt ist. Der Spiegel 54 hat eine ebene Spiegelfläche und eine räumliche Orientierung derart, daß das Laserstrahlbündel LS in Richtung Ziel der ge-

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genüberliegenden Einstellanordnung reflektiert wird. Folglich richtet, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, das Laserstrahlbündel der linken Einstellanordnung 12 ein linles Strahlenbündel LB auf das Ziel an der rechten Einstellanordnung 14.

Zwischen dem Laser 52 und dem Spiegel 54 ist ein optisches Ablenksystem für Strahlenbündel befestigt, welches bewirkt, daß der Laserstrahl LS periodisch in einer im wesentlichen vertikalen Ebene ablenkbar ist, bevor er den Spiegel 54 trifft. Eine bevorzugte Ausführungsform für ein solches System ist in der erwähnten US-Patentanmeldung Ser. Nr. 773 638 dargestellt. Diese Ausführungsform enthält ein Prisma 56, welches eine rechteckförmige äußere Gestalt aufweist und in der Nähe des Lasers 52 so angeordnet ist, daß seine Achse im rechten Winkel zum ausgesandten Laserstrahlbündel LS liegt, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Das Prisma 56 ist auf einer Welle befestigt, welche von einem Motor 58 angetrieben wird, so daß das Prisma um die besagte Achse in einer vorbestimmten Geschwindigkeit sich dreht. Das optische System enthält weiter eine plane Zylinderlinse 57, welche zwischen dem Prisma 56 und dem Spiegel 54 befestigt ist. Die Oberfläche der Zylinderlinse, die dem Laser 52 zugewandt ist, ist eben und vertikal angeordnet und ihre gegenüberliegende Oberfläche, welche dem Spiegel 54 zugewandt ist, ist zylindrisch und hat eine Drehachse, welche die Mittellinie des Laserstrahls schneidet. Wie es vom Fachmann durchschnittlichen Könnens zu verstehen ist, wird das Laserstrahlbündel vom Prisma durch Brechung über die zylindrische Oberfläche der Linse 57 auf und ab bewegt und die Linse 57, deren Brennpunkt einen bestimmten Abstand vom Spiegel 54 lokalisiert die oberen und unteren Grenzen des reflektierten Laserstrahlbündels auf der Oberfläche des Spiegels 54.

Jede der Einstellanordnungen 12 und 14 enthält weiter ein

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fotoempfindliches Empfangselement oder einen Empfänger 62, der am vorderen Ende des zylindrischen Gehäuseteiles 5o befestigt ist. Es sei angemerkt, daß der Spiegel 54 des Strahlprojektionsteiles der Einstellanordnungen und das Empfangselement 62 beide auf der Vorderseite der Vorderräder LW und RW derart befestigt sind, daß sie ungehinderte Wege für die Strahlenbündel LB und RB, die quer zur Vorderseite des Fahrzeuges ausgesandt werden, bereitstellen. Folglich sind die Empfänger 62 an der Unterseite des vorderen Endes des zylindrischen Gehäuses 5o neben dem Spiegel 54 befestigt, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Einstellanordnungen 12 und 14 so konstruiert und ausbalanciert sind, daß sie von ihren zugeordneten Befestigungsgeräten 16 horizontal ausgerichtet herabhängen, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist.

Jeder Empfänger 62 (in den Einzelheiten in Fig. 6 dargestellt) enthält ein Gehäuse 64, welches auf einer Seite eine im wesentlichen rechtwinkelige Öffnung 66 aufweist, welche den Umriß der Empfangszone in den Empfangsebenen C-C oder B-B (Fig. 2) darstellt. Eine Vielzahl von Lichtleitern 76 ist innerhalb der Öffnung 66 in gegenseitig aneinandergrenzenden und horizontal angeordneten Lagen befestigt, wobei deren aktiven oder Licht aufnehmenden Flächen die Öffnung auskleiden. Am Ende einer jeden Lichtleitung befindet sich eine fotoempfindliche Zelle 8o, wobei jede Zelle so ausgeführt ist, daß sie ein elektrisches Signal liefert, um die Lichtaufnahme aus dem Lichtstrahlbündel LB oder RB, welches periodisch auf und ab über den Detektor streicht, in einer Lichtleitung anzuzeigen. Die aktiven Oberflächen der Lichtleiter sind mit Mustern von offenen Feldern OA und abgedeckten Feldern MA versehen - die offenen Felder erlauben dem Licht in den Lichtleiter einzudringen und längs seiner Achse übertragen zu werden und die abgedeckten Felder verhindern den Eintritt von Licht in den Lichtleiter. Das Muster auf den

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Lichtleitungen (wie es in Fig. 6 dargestellt ist) repräsentiert ein optisches "Gray-Code"-Muster, so daß die resultierenden elektrischen Ausgangssignale aus den Fotozellen 80 binäre Gray-Code-Signale sind. Die auf diese Weise von der Vielzahl von Fotozellen 80 erzeugten binären Signale werden auf den entsprechenden Gray-Code-Binärwandler 88 (siehe Fig. 5) gegeben, um in der vorstehend angedeuteten Weise verarbeitet zu werden.

Die Empfangs- oder Zielzone, welche durch die Öffnung 66 bestimmt ist, enthält die Basis- oder Null-Bezugslinie BL, welche sich vertikal durch sie hindurch erstreckt, wie es schematisch in der Fig. 6 angedeutet ist. Verständlicherweise wird die Basislinie BL als die Basis benutzt, von welcher aus alle Messungen in der horizontalen Ebene berechnet werden. Wenn das vertikal hin und her gehende Lichtstrahlbündel LB auf den Abschnitt (beispielsweise ihren kleinsten Zuwachs), der auf der Basislinie liegt, auftrifft, erzeugt der Detektor 62 eine Kombination von binären Einsen und Nullen, welche eine Ablesung "Null" für den Spurwinkel anzeigt. Die Basislinie ist direkt unterhalb des Spiegels 54 des zugeordneten Lichtprojektors angeordnet, so daß, wenn die Anordnungen 12 und 14 jeweils auf Spurwinkel Null stehen, die Strahlen RB und LB in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen. Wenn die Spurwinkel sich ändern, bewegen sich die Strahlenbündel RB und LB horizontal relativ zu den Basislinie BL. Wie es aus Fig. 6 zu entnehmen ist, wird das Strahlenbündel RB um den Abstand R abgelenkt, welcher entsprechend den binären Signalen errechnet werden kann, welche erzeugt werden, wenn das Strahlenbündel RB die Lichtleiter beleuchtet, welche in der Empfangsebene längs der Linie RB angeordnet sind.

Einzelheiten der Funktion und Arbeitsweise der.Lichtleiter sind in der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung Ser. Nr. 773 638 dargelegt, wobei darin festgestellt ist, daß die Lei-

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tungen vorzugsweise aus klarem Kunststoff, wie beispielsweise Lucite ^, oder anderem Material gebildet sind, welches einen hohen Brechungsindex besitzt und eine Vielzahl von Streuzentren für Licht enthält. Die inaktiven Oberflächen der Leiter können mit einer lichtundurchlässigen Farbe bedeckt sein um zu verhindern, daß Licht zwischen benachbarten Leitern übertragen wird.

Umgebendes Licht kann bewirken, daß die Lichtleiter 76 falsche Signale erzeugen, welche die gewünschten Ausgangssignale stören könnten. Es sei jedoch daran erinnert, daß die Lichtstrahlbündel LB und RB periodisch über die Oberfläche der Empfangsfläche des Detektors 62 sich hin und her bewegen. Diese Hin- und Herbewegung bewirkt, daß jede Fotozelle 8o eines jeden Empfängers eine AusgangsSignalfrequenz erzeugt, welche der Frequenz der Hin- und Herbewegung des zugeordneten Lichtstrahlbündels entspricht. Herkömmliche Filterschaltkreise 86 (Fig. 5) erhalten die Ausgangssignale aus den Zellen 8o, um die falschen Signale, welche durch umgebendes Licht erzeugt werden können, zu eliminieren.

Der übrige Teil der elektronischen Schaltung der vorliegenden Erfindung ist vorstehend bereits beschrieben worden. Zusammenfassend enthalten die von den Wandlern 88 abgegebenen Signale die gemessenen rechten und linken Spursignale ST und ST,, die voneinander substrahiert werden, um ein Restsignal (ST -ST ) zu liefern, wobei das Restsignal mit dem ausgewählten Korrekturfaktor CF multipliziert wird und das Produktsignal (ST_r~ST )/4 dieser Multiplikation zum gemessenen Signal, welches den größeren Spurwinkel repräsentiert, hinzuaddiert und von dem gemessenen Signal, welches den kleineren Spurwinkel repräsentiert, abgezogen wird. Die so korrigierten Signale ST und ST werden auf die Anzeigegeräte 25 und 28 gegeben, um die richtigen Spurwinkel der Räder LW und RW anzuzeigen.

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Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Beziehungen der gemessenen und korrigierten Spurwinkel, wie sie in den Gleichungen 8 und 9 dargelegt sind, durch die Aussage zusammengefaßt werden können, daß die korrigierten Spurwinkel den gemessenen Spurwinkeln mit Berichtigungen entsprechen, welche an letzteren entsprechend einem bestimmten Differenzanteil zwischen den gemessenen Winkeln vorgenommen sind. Spezieller ausgedrückt wird ein Winkelzuwachs zum größeren der gemessenen Winkel hinzuaddiert und der gleiche Betrag vom kleineren der gemessenen Winkel abgezogen und dieser Winkelbetrag verkörpert einen bestimmten Anteil der Differenz zwischen den gemessenen Winkeln. Demgemäß ist die Schaltung nach Fig. 5 lediglich als Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform zu verstehen, welche eine gewählte Folge von mathematischen Operationen an den Eingangssignalen aus den Empfangseinrichtungen darstellt. Andere Folgen und folglich andere Schaltungen sind dem Fachmann durchschnittlichen Könnens naheliegend.

Es sei hervorgehoben, daß ein wichtiger Vorteil einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung darin liegt, daß die "angezeigten" Spurwinkel immer im wesentlichen korrekt sind. Folglich sind auch die Ausgangsablesungen immer im wesentlichen korrekt, auch wenn solche Ablesungen sich laufend ändern können, wenn Einstellungen an der Radausrichtung durchgeführt werden. Der Ausgleich des Längsfehlers eines Spurwinkels wird gleichzeitig mit der Änderung eines solchen Fehlers durchgeführt, welche durch die Einstellung eines oder beider Räder hervorgerufen wird. Ferner, wenn ein Anfangsspurwinkel eines Rades innerhalb der Norm liegt, zeigt die Einrichtung diese Tatsache richtig an, ungeachtet des relativen Spurwinkels des anderen Rades. Die Möglichkeit, daß die angegebenen Spurwinkel anzeigen, daß eine Einstellung eines Rades geändert werden sollte, wenn sie nicht notwendig ist, ist folglich gesichert. Andere wesentliche Vorteile des

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elektronischen Einstellsystems nach der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß beide Räder gleichzeitig durch zwei Mechaniker eingestellt werden können, weil die Ablesungen für beide Räder korrekt sind, unabhängig davon, wie schnell die Einstellungen durch jeden von den zwei am Wagen arbeitenden Mechanikern durchgeführt werden.

Wie es den Fachleuten auf dem Gebiet der Radeinstellung bekannt ist, ist es extrem schwierig, wenn manchmal nicht sogar unmöglich, Strahlprojektionsanordnungen an den Felgen der Räder so zu befestigen, daß das davon ausgesandte Strahlenbündel die Ebene des Rades in einem rechten Winkel durchstrahlt. Folglich wird der ausgesandte Strahl typischerweise eine kegelförmige Drehfläche erzeugen, wenn das Rad gedreht wird. Das Strahlenbündel erzeugt dann einen Kreis auf der Empfangsfläche des Empfängers, welcher allgemein als "Laufkreis" bezeichnet wird oder im Fall der hier beschriebenen Strahlprojektionseinrichtung einen "Schwingungsgang" in der horizontalen Ebene. Bei jeder gegebenen Drehstellung des Rades ist die Lage des Strahlenbündels im "Schwingungsgang" einen horizontalen Abstand längs der Empfängerebene von einer zentralen Stelle entfernt, wo es sich befinden würde, wenn das Strahlenbündel parallel zur Drehachse des zugehörigen Rades ausgesandt würde. Die Kompensation dieses Einstellfehlers, wel- eher dem Auslaufen zugeschrieben wird, kann erhalten werden, indem ein erster Wert der Horizotalabweichung aufgezeichnet wird, wenn das Rad in einer Drehstellung sich befindet, dann das Rad um 18o gedreht wird, um eine andere Drehstellung für einen zweiten Wert zu erhalten und dann die beiden Werte gemittelt werden. Dies kann von Hand oder automatisch durch eine elektronische Schaltung, dxe in die Rechenschaltung 18 aufgenommen ist, ausgeführt werden.

Die verbesserte Methode nach der vorliegenden Erfindung kann mit Querspur-Einstellsystemen der meisten Typen, welche

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Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen verwenden, die an den Vorderrädern gegenüberliegend befestigt sind, benutzt werden, insbesondere mit Systemen vom elektronischen Typ, wo die einzelnen Spurwinkel automatisch errechnet werden. Die Methode umfaßt die folgenden Schritte: Die Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen werden abnehmbar an den Vorderrädern eines Kraftfahrzeuges befestigt, so daß die von den gegenüberliegenden Anordnungen ausgesandten Strahlenbündel im wesentlichen normal zu den Ebenen der Räder, von welchen sie ausgesandt werden, sind und den Empfangsteil der gegenüberliegenden Einrichtung treffen. Näherungen erster Ordnung der Spurwinkel der Vorderräder werden entsprechend der normalen und herkömmlichen Arbeitsweise solcher Einrichtungen ermittelt. Der Wert einer ersten Näherung erster Ordnung wird von dem für eine andere Näherung bestimmten entsprechenden Wert abgezogen. Diese Differenz wird dann mit einem Korrekturfaktor für den Längsfehler multipliziert, welcher abhängt von dem seitlichen Versatz zwischen der Ebene des Empfängers und der Lenkachse, um welche der Empfänger bewegt wird, vom Abstand zwischen den Überschneidungen der Lenkachsen des Rades und von dem längsseitigen Versatz zwischen der Bezugsstelle des Empfängers und der Lenkachse. Das Produkt aus der vorhergehenden Multiplikation wird dann von der ersten der Näherungen erster Ordnung abgezogen und zur anderen Näherung erster Ordnung hinzugefügt, um die tatsächlichen individuellen Spurwinkel für die entsprechenden Räder zu erhalten.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   IJ Radeinstellsystem mit abnehmbar a. jedem der Vorderräder eines Kraftfahrzeuaes befestigten Projektionsanordnungen zum Aussenden eines Lichtstrahlbündels, wobei jedes der Strahlenbündel längs eines Weges ausgesandt wird, welcher im wesentlichen normal zur Ebene des Rades ist, von welchem das Strahlenbündel ausgesandt wird, mit abnehmbar an jedem der Räder befestigten Empfangsanordnungen zum Feststellen der Lage des vom gegenüberliegenden Rad ausgesandten Strahlenbündels, mit Signalerzeugungseinrichtungen zur Abgabe eines Spuranzeigesignales für jedes Rad, wobei jedes Spuranzeigesignal der winkelmäßigen oder linearen Verschiebung zwischen Bezugsachsen entspricht, die den Projektionsanordnungen und den Empfangsanordnungen zugeordnet sind,und mit einer auf die Spuranzeigesignale ansprechenden Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Spurwinkels der Vorderräder, gekennzeichnet durch eine Substrahiereinrichtung (21, 22 in Fig. 5) zum Substrahieren eines (ST.. ) der Spuranzeigesignale vom anderen Spuranzeigesignal (ST ),um ein Differenzsignal (ST -ST,) zu erzeugen, eine Multiplikationseinrichtung (23) zum Multiplizieren des Differenzsignales (ST -ST,) mit einem vorgewählten Korrekturfaktor (CF, in Fig. 5 speziell = 1/4 gewählt) , um ein Korrektursignal ((ST _ST, ) · CF) zu erzeugen, eine weitere Substraktionseinrichtung (26, 27) zum Subtrahieren des Korrektursignales ((ST _ST,) · CF) vom einen Spuranzeigesignal (ST,), um ein korrigiertes Spursignal (ST-J-(ST -ST,) " CF) zu erzeugen, welches, wenn es auf die Anzeigeeinrichtung (2o) gegeben wird, einen angezeigten Spurwinkel erzeugt, der im wesentlichen gleich dem tatsächlichen Spurwinkel des zugeordneten Rades (LW in Fig. 1 oder 2) ist, und durch einen Addierschaltkreis (24) zum Hinzuaddieren des Korrektursignals ((ST^-ST,) · CF) zum anderen Spuranzeigesignal (ST_ä), um.dadurch iin weiteres korrigiertes

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   ORIGINAL INSPECTED

   Spursignal (ST -(ST -ST₁) · CF) zu erzeugen, welches, wenn es auf die Anzeigeeinrichtung (2o) gegeben wird, einen angezeigten Spurwinkel erzeugt, der im wesentlichen gleich dem tatsächlichen Spurwinkel des zugeordneten Rades (RW in Fig. oder 2) ist.
2. 2. Radausrichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (CF) einen Zahlenwert von etwa o,28 hat.
3. 3. Radeinstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (CF) gleich 1/4 ist.
4. 4. Verfahren zur Bestimmung der Spurwinkel der Vorderräder eines Fahrzeuges, bei dem ein erstes Strahlenbündel von einem ersten Vorderrad im wesentlichen in Richtung des gegenüberliegenden zweiten Vorderrades und ein zweites Strahlenbündel vom. zweiten Vorderrad in Richtung des ersten Vorderrades ausgesandt wird, bei dem die Lage des ersten bzw. zweiten Strahlenbündels neben dem ersten bzw. zweiten Rad festgestellt wird und bei dem jeweils der Spurwinkel des ersten bzw. zweiten Rades entsprechend der Information aus den Lichtstrahlbündeln und ihrer Feststellung bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelbetrag ermittelt wird, der einen bestimmten Bruchteil der Differenz der Spurwinkel entspricht, daß der größere der Spurwinkel durch Hinzufügen des Winkelbetrages erhalten wird, wodurch ein abgewandelter Spurwinkel geliefert wird, welcher im wesentlichen gleich dem tatsächlichen Spurwinkel desjenigen Rades entspricht, welches den größeren Spurwinkel besitzt, und daß der kleinere der Spurwinkel durch Abzug des Winkelbetrages erniedrigt wird, wodurch ebenfalls ein abgewandelter Spurwinkel entsteht, welcher im wesentlichen gleich dem tatsächlichen Spurwinkel desjenigen Rades ist, welches den kleineren Spurwinkel besitzt.

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