DE3522179A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung optischer messungen an eingebauten windschutzscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung optischer Messungen nach der Durchstrahlmethode an Windschutzscheiben, mit einem Lichtstrahlensender und einem Lichtstrahlenempfänger, dessen Signale einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt werden.

Für die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeugs ist die ungestörte Sicht des Fahrers durch die Windschutzscheibe von wesentlicher Bedeutung. Die Durchsicht durch die Windschutzscheibe kann, außer durch Verschmutzung der Windschutzscheibe, die sich leicht beseitigen läßt, durch Oberflächenfehler bzw. Oberflächenverletzungen der Glasscheibe beeinträchtigt werden, die sich nicht beseitigen lassen. Zu solchen Oberflächenfehlern zählen Fehler in der Planparallelität der Glasscheiben, wie Keilfehler, dioptrische Fehler oder durch die Biegung der Glasscheiben hervorgerufene Formfehler. Diese Fehler werden in der Regel im Herstellwerk der Windschutzscheibe bei den üblichen Kontrollen erkannt, und die betreffenden Glasscheiben werden aussortiert und gar nicht erst in Fahrzeuge eingebaut. Die Beeinträchtigung der Sicht durch Oberflächenverletzungen der Glasscheiben erfolgt jedoch in der Regel erst nach längerer Benutzung des Fahrzeugs durch die Beanspruchung der äußeren Oberfläche, beispielsweise durch Steinschlag und durch die verkratzende Beanspruchung der Oberfläche durch die Scheibenwischer bei verschmutzter Oberfläche. Diese Oberflächenverletzungen führen zur Bildung von Streulicht, was insbesondere des Nachts bei Einstrahlung des Scheinwerferlichts entgegenkommender Fahrzeuge zu einer erheblichen Sichtbehinderung des Fahrers führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich für die Durchführung von Messungen der optischen Eigenschaften von in Fahrzeugen eingebauten Windschutzscheiben eignet. Die Vorrichtung soll insbesondere ohne besondere Vorbereitungsmaßnahmen für serienmäßige Messungen an eingebauten Windschutzscheiben geeignet und für Fahrzeuge der unterschiedlichsten Form und Größe universell einsetzbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Lichtstrahlensender am Ende des einen Armes, und der Lichtstrahlenempfänger am Ende des anderen Armes eines gabelförmigen Supports angeordnet ist, und daß der gabelförmige Support aus einer biege- und torsionssteifen Konstruktion besteht und in etwa horizontaler Ausrichtung höhenverstellbar an einem verfahrbaren Ständer angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine mobile Meßvorrichtung geschaffen, mit der an eingebauten Windschutzscheiben nach dem Durchstrahlungsprinzip arbeitende optische Messungen mit einem Minimum an Maßnahmen zum Einrichten der Meßapparatur durchgeführt werden können. Da Sender und Empfänger an den Enden der beiden Arme eines gabelförmigen, in der Höhe verstellbaren Supports an einem verfahrbaren Stativ angeordnet sind, kann die Meßanordnung unter Beibehaltung der gegenseitigen Zuordnung von Lichtstrahlensender und -empfänger insgesamt lediglich durch Verfahren des Ständers und unter Veränderung der Lage des gabelförmigen Supports auf dem Ständer in die gewünschte Meßposition verbracht werden. Zu diesem Zweck muß lediglich ein Türfenster des Fahrzeugs geöffnet werden. Die Vorrichtung wird dann insgesamt in die gewünschte Arbeitsstellung gefahren, wobei der eine Arm des gabelförmigen Trägers durch die Fensteröffnung in das Wageninnere verbracht wird, und der andere Arm sich außerhalb des Fahrzeugs vor der Windschutzscheibe befindet. Sender und Empfänger behalten ihre optische Ausrichtung zueinander während des Instellungbringens der Vorrichtung unverändert bei, so daß unter normalen Umständen eine Neujustierung von Sender und/oder Empfänger nicht erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Durchführung von Streulichtmessungen an gebrauchten bzw. älteren Fahrzeugen, und soll die quantitative Erfassung der Streulichteffekte an Fahrzeugen, die mehr oder weniger große Fahrleistungen hinter sich haben, ermöglichen.

Ebenso wie der gabelförmige Support besteht auch der verfahrbare Ständer aus einer mechanisch stabilen biege- und torsionssteifen Konstruktion. Diese Maßnahme trägt dazu bei, daß Schwingungen des mechanischen Lagerungssystems für die Meßeinrichtung, die zu Fehlmessungen oder zu Verfälschungen der Meßergebnisse führen können, ausgeschlossen oder zumindest weitestgehend vermieden werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Die Zeichnungen zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, und zwar zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gemäß der Ebene I-I der Fig. 2 ausgeführte Ansicht der Vorrichtung von der Bedienungsseite;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gemäß der Ebene II-II der Fig. 1 dargestellte Vorderansicht der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Vorrichtung;

Fig. 4 die Anordnung und die Befestigung von Sender und Empfänger an dem gabelförmigen Support, und

Fig. 5 den verschwenkbaren Empfänger in einer anderen Winkelstellung.

Die dargestellte Vorrichtung soll als Streulichtmeßgerät zur quantitativen Erfassung der Lichtstreueffekte an in Fahrzeugen eingebauten Windschutzscheiben eingesetzt werden. Die optisch- elektronische Ausgestaltung der eigentlichen Meßanordnung, nämlich der Lichtstrahlensender 1 und der Lichtstrahlenempfänger 2, sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Für den Sender 1 und den Empfänger 2 kann man bekannte Prüfanordnungen verwenden, wie sie in ihrem grundsätzlichen Aufbau beispielsweise in der DIN 4646 Teil 2 angegeben sind. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich auch für die Durchführung anderer optischer Prüfungen geeignet, die nach dem Durchstrahlungsverfahren arbeiten und deren Prüfanordnung einen Lichtstrahlensender und einen Lichtstrahlenempfänger umfaßt.

Der Lichtstrahlensender 1 ist am Ende eines Armes 4 in rechtwinkeliger Ausrichtung zu dem Arm 4 angeordnet, während der Lichtstrahlenempfänger 2 am Ende eines parallel zu dem Arm 4 angeordneten Armes 5 angeordnet ist, und zwar ebenfalls in rechtwinkeliger Ausrichtung seiner Achse zu der Achse des Armes 5. Sender 1 und Empfänger 2 sind an den beiden Armen 4,5 sorgfältig auf der optischen Achse ausgerichtet. Grundsätzlich können Sender 1 und Empfänger 2 starr mit den Armen 4 bzw. 5 verbunden sein, doch empfiehlt es sich, den Empfänger 2 über ein Gelenk 6 mit senkrechter Drehachse an dem Arm 5 zu befestigen, und zumindest für den Sender 1 Justiereinrichtungen vorzusehen, mit deren Hilfe gegebenenfalls eine Nachjustierung des Senders vorgenommen werden kann.

Die beiden Arme 4 und 5 sind Teile eines gabelförmigen Supports 3, der insgesamt aus einer biege- und torsionssteifen Konstruktion besteht, und der infolge seiner mechanischen Stabilität nicht nur eine vibrationsfreie und schwingungsfreie Lagerung des Senders und des Empfängers gestattet, sondern auch sicherstellt, daß die Ausrichtung von Sender und Empfänger auf ihrer optischen Achse gewährleistet bleibt. Dabei ist es grundsätzlich gleichgültig, welchen Querschnitt und welche Abmessungen diese den gabelförmigen Support 3 bildenden Konstruktionsteile haben, solange die erforderliche Stabilität gegeben ist. Im dargestellten Fall umfaßt der gabelförmige Support 3 die beiden Arme 4 und 5 und den Querträger 7, die zu einer festen Konstruktion miteinander verschweißt sind.

Der gabelförmige Support 3 ist auf einem fahrbaren Ständer so gelagert, daß er auf dem fahrbaren Ständer in allen drei Raumkoordinaten verschoben werden kann. Darüber hinaus kann der Support auch noch um eine oder mehrere Achsen schwenkbar gelagert sein. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, den Support mit den Meßgeräten bei praktisch jedem Fahrzeugtyp in die richtige Stellung zu bringen, bei der der Sender sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und die Lichtstrahlen auf die Windschutzscheibe richtet, und der Empfänger sich im Fahrzeuginnenraum befindet. Um die Meßeinrichtung ein die Meßstellung zu bringen, wird das Türfenster auf der Fahrerseite des Fahrzeugs geöffnet, und der Arm 5 mit dem Empfänger 2 durch das geöffnete Fenster hindurchgeschoben.

Die beiden Arme 4,5 des Supports 3 sind über spielfrei einstellbare Rollen auf einem Rahmen 9 in Richtung des Doppelpfeils P 1 verschiebbar gelagert. Die Verschiebung erfolgt von Hand, und zwar mit Hilfe der Handgriffe 10. Der Support 3 kann auf dem Rahmen 9 in jeder beliebigen Stellung mit Hilfe einer von Hand bedienbaren Feststellbremse 12 festgelegt werden.

Der Rahmen 9 ist seinerseits über spielfrei einstellbare Rollen 14 auf einem Rahmen 15 in Richtung des Doppelpfeils P 2 quer zur Richtung P 1 verschiebbar gelagert. Mit Hilfe der Feststellbremse 16 kann der Rahmen 9 auf dem Rahmen 15 in jeder beliebigen Stellung festgelegt werden. Der Support 3 läßt sich auf diese Weise in der Art eines Kreuzschlittens in der horizontalen Ebene beliebig bewegen.

Die Lagerung des Supports 3 auf dem Rahmen 9 kann ebenso wie die Lagerung des Rahmens 9 auf dem Rahmen 15 über andere geeignet Roll- oder Gleitführungen erfolgen, beispielsweise über Kugellaufbuchsen.

Der Rahmen 15 ist seinerseits an einem Führungsrohr 18 befestigt, das auf der Stativsäule 19 in Richtung des Doppelpfeils P 3 verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung in dieser vertikalen Richtung erfolgt bespielsweise über einen Spindeltrieb 20,21 mit Hilfe eines Elektromotors 22, wobei die Spindelhülse 21 an dem an dem Führungsrohr 18 angeordneten Lager 23 angreift, und die Spindel 20 einschließlich des Antriebsmotors 22 auf einer Konsole 24 gelagert sind, die an der Stativsäule 19 befestigt ist.

Die Stativsäule 19 steht unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 26 auf einer Konsole 27, und ist um den Drehzapfen 28 drehbar gelagert. Die Verdrehung um diese vertikale Drehachse (Doppelpfeil P 4) erfolgt von Hand über die Handgriffe 10. In der gewünschten Winkelstellung wird die Stativsäule 19 mit Hilfe der Feststellbremse 29 festgelegt.

Die die Stativsäule 19 tragende Konsole 27 ist auf einer Plattform 30 befestigt, die auf zwei U-Profilen 31 ruht. Die U-Profile 31 bilden mit dem Rahmen 32 das Fußgestell des Ständers. Der Rahmen 32 ist auf feststellbaren Lenkrollen 33 gelagert, so daß ein fahrbarer Wagen gebildet wird, der mit Hilfe des Schiebegriffs 34 verfahren wird. Anstelle der Lenkrollen 33, die unmittelbar auf dem Fahrboden laufen, können auch starre Rollen vorgesehen sein, die auf einer Schienenbahn laufen. Auch in diesem Fall muß wenigstens eine der Rollen durch eine Feststellbremse blockierbar sein.

An denjenigen Stellen der Vorrichtung, die eventuell mit Teilen des Fahrzeugs in Berührung kommen können, sind Polster 36 angeordnet, so daß, falls ein Kontakt erfolgt, Erschütterungen der Vorrichtung und/oder Beschädigungen des Fahrzeugs vermieden werden. Außerdem können an den Armen 4,5 Sensoren 37 angeordnet sein, die bei Berührung ein Signal geben, durch das der Elektromotor 22 unmittelbar stillgesetzt wird.

Um den Einstrahlwinkel α zur Horizontalen gegebenenfalls verändern zu können, ist der Rahmen 15 an dem Führungsrohr 18 um die Achse M-M verschwenkbar gelagert. Zu diesem Zweck sind an dem Führungsrohr 18 zwei Drehzapfen 38 angeordnet, auf denen der Rahmen 15 über entsprechende Drehlager gelagert ist. Die Winkelverstellung erfolgt von Hand mit Hilfe des Spindelschlosses 39, dessen eine Spindel 40 an dem Führungsrohr 18, und dessen andere Spindel 41 an dem Rahmen 15 angelenkt ist. Falls die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich für die Durchführung von Streulichtmessungen vorgesehen ist, ist eine solche Verschwenkungsmöglichkeit nicht unbedingt erforderlich, so daß in diesem Fall der Rahmen 15 an dem Führungsrohr 18 starr befestigt sein kann.

Auf dem Rahmen 32 des fahrbaren Ständerwagens ist zweckmäßigerweise die gesamte elektronische Einrichtung 43 für die Auswertung der Meßsignale, sowie ein Monitor 44 und/oder ein Drucker angeordnet, der das fertige Meßprotokoll liefert. Gegebenenfalls kann die elektronische Auswerte-Einrichtung auch auf dem hinteren Teil des Supports 3 selbst angeordnet sein und sich auf dem Querträger 7 abstützen.

Der am Ende des Armes 4 befestigte Lichtstrahlensender 1 ist, wie im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist, in der horizontalen Richtung X und in der vertikalen Richtung Y verschiebbar, und um die Achse Z-Z verschwenkbar gelagert. Die Justiermöglichkeit in diesen verschiedenen Richtungen ist erforderlich, um die Ablenkung, die die Lichtstrahlen bei nicht senkrechtem Einfall auf die Glasscheibe erfahren, zu kompensieren.

Die Justierung in der Richtung des Doppelpfeils X erfolgt mit Hilfe der Rändelschraube 45, die über einen Feintrieb die beiden keilförmig ausgebildeten Platten 46 und 47 in der Ebene ihrer Keilflächen verschiebt. Die beiden Platten 46 und47 sind mittels einer Schwalbenschwanzführung 48 miteinander verbunden. Die Platte 47 trägt ihrerseits die beiden gegeneinander verschiebbaren Platten 49,50, die ebenfalls über die Schwalbenschwanzführung 51 miteinander verbunden sind. Die Verschiebung in Richtung des vertikalen Doppelpfeils Y erfolgt mit Hilfe der Rändelschraube 52, mit der ein entsprechender Feintrieb betätigt wird. Die Platte 50 schließlich trägt die beiden gegeneinander um die Achse Z-Z verdrehbaren Platten 53 und 54, von denen die Platte 54 mit Hilfe der Rändelschraube 55 über einen geeigneten Feintrieb verdreht wird. Auf der Platte 54 ist der Lichtstrahlensender 1 auf geeignete Weise befestigt.

Eine Justierung des Lichtstrahlenempfängers 2, der am Ende des Arme 5 angeordnet ist, ist nicht erforderlich. Der Empfänger 2 ist jedoch mit dem Arm 5 über ein Gelenk 6 verbunden und kann um eine vertikale Achse in eine Richtung parallel zum Arm 5 verschwenkt werden. Diese Schwenkmöglichkeit ist zweckmäßig, da der Empfänger 2 unter Umständen das Einfahren der Meßeinrichtung in die Meßposition erschwert oder gar unmöglich macht, wenn er auf der optischen Achse ausgerichtet ist. Aus diesem Grund wird der Empfänger vor dem Einfahren des Supports in die Meßposition parallel zum Arm 5 verschwenkt und erst nach Erreichen der Meßposition wieder auf die optische Achse ausgerichtet. In dieser auf die optische Achse ausgerichteten Stellung wird das Gelenk 6 durch den Magneten 58 arretiert, der mit der Stirnfläche einer Rändelschraube 59 zusammenwirkt. Die Rändelschraube 59 gestattet Korrekturen der Winkelstellung des Gelenks 6.

Die verschiedenen beschriebenen Teile der Vorrichtung sind so dimensioniert, daß die Meßeinrichtung selbst bei allen Fahrzeugtypen an die zu untersuchende Fläche der Windschutzscheibe vor dem Fahrzeugführer herangebracht werden kann. Das fahrbare Fußgestell wird dabei möglichst nahe an das Fahrzeug herangeschoben, wie insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist. Gegebenenfalls kann man die Konstruktion des Fußrahmens auch so wählen, daß man ihn auch bis unter das Fahrzeug schieben kann, sofern das nicht durch das Vorderrad verhindert wird.

Um die beschriebene Meßvorrichtung in die Meßposition zu bringen, wird zunächst das Türfenster auf der Fahrerseite geöffnet. Sodann wird mit dem Schiebegriff 34 der Wagen in die Nähe des Fahrzeugs gefahren und durch Einschalten des Motors 22 der Support auf die erforderliche Höhe gebracht. Anschließend wird der Empfänger 2 um das Gelenk 6 in eine Richtung parallel zum Arm 5 geschwenkt. Der Wagen wird nun mit Hilfe des Schiebegriffs 34 an das Fahrzeug herangeschoben, wobei gegebenenfalls der Arm 5 bereits durch das- Fenster hindurchgeschoben wird. In der Endstellung werden die Räder 33 blockiert. Der gabelförmige Support 3 wird sodann mit Hilfe der Handgriffe 10 in die Meßposition gebracht. Nach Erreichen der Meßposition werden der Support 3 und der Rahmen 9 durch Betätigen der Feststellbremsen arretiert, und der Empfänger wird durch Verschwenken um das Gelenk 6 auf die optische Achse A ausgerichtet. Gegebenenfalls erfolgt nun ein Nachjustieren des Senders 1 durch Betätigen einer oder mehrerer der Rändelschrauben 45,52 und 55. Nunmehr kann der Meßvorgang beginnen.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Durchführung optischer Messungen nach dem Durchstrahlungsprinzip an Windschutzscheiben, mit einem Lichtstrahlensender und einem Lichtstrahlenempfänger, dessen Signale einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahlensender (1) am Ende des einen Armes (4), und der Lichtstrahlenempfänger (2) am Ende des anderen Armes (5) eines gabelförmigen Supports (3) angeordnet ist, und daß der gabelförmige Support (3) aus einer biege- und torsionssteifen Konstruktion besteht und in etwa horizontaler Ausrichtung höhenverstellbar an einem verfahrbaren Ständer angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Support (3) an dem verfahrbaren Ständer in Richtung der Arme (4,5) verschiebbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Support (3) in der Art eines Kreuzschlittentriebs auf einem Rahmen (9) verschiebbar gelagert ist, der seinerseits in Richtung quer zur Richtung der Arme (4,5) verschiebbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) an einem senkrechten Führungsrohr (18) befestigt ist, das auf einer Ständersäule (19) höhenverschiebbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenverstellung des Führungsrohres (18) auf der Ständersäule (19) über einen motorischen Antrieb (20,21,22) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständersäule (19) um ihre Achse drehbar gelagert und in der gewünschten Winkelstellung durch eine Feststellbremse (29) festlegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den gabelförmigen Support (3) tragende Rahmen (9) auf einem Rahmen (15) verschiebbar gelagert ist, der seinerseits an dem Führungsrohr (18) um eine horizontale Achse (M-M) verschwenkbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Support (3) auf dem Rahmen (9), und der Rahmen (9) auf dem Rahmen (15) jeweils durch eine Feststellbremse (12,16) arretierbar sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständersäule (19) auf einem mit feststellbaren Lenkrollen (33) versehenen fahrbaren Rahmen (32) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahlenempfänger (2) mit dem Arm (5) über ein Gelenk (6) mit vertikaler Drehachse verbunden ist, das eine Verschwenkung des Empfängers (2) von der Arbeitsstellung in eine parallel zum Arm (5) ausgerichtete Stellung erlaubt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Empfänger (2) in seiner Arbeitsstellung über einen mit einer verstellbaren Anschlagschraube (59) zusammenwirkenden Magneten (58) feststellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahlensender (1) an dem Arm (4) über Feineinstellvorrichtungen (45 bis 55) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4,5) des Supports (3) mit Berührungssensoren (37) versehen sind, die bei Berührung des Fahrzeugs den die Hubbewegung des Supports bewirkenden Motor (22) abschalten.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Armen (4,5) und/oder an dem Fußrahmen (32) stoßdämpfende Polster (36) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinheit (43), ein die Meßergebnisse darstellender Monitor (44) und ggf. ein die Meßergebnisse protokollierender Drucker auf dem verfahrbaren Ständer angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Lichtstrahlensender (1) und dem Lichtstrahlenempfänger (2) bestehende Prüfanordnung eine Einrichtung zur Messung des an der Windschutzscheibe auftretenden Streulichts ist.