DE4211715A1 - Vorrichtung zur Wegmessung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wegmes­ sung, insbesondere zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen, mit ei­ ner Bodenplatte, einer auf der Bodenplatte, vorzugsweise auf Rollen, in eine Richtung verschiebbar gelagerten Prüfplatte, einer die Prüfplatte in Nullstellung zurückstellende Zentrier­ einrichtung und einer Wegmesseinrichtung zur Ermittlung der Verschiebung der Prüfplatte.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind seit Jahren aus der Praxis bekannt. Dabei handelt es sich grundsätzlich um Wegmeßvorrichtungen, bei denen der Weg zweier relativ zueinander bewegbarer Teile ermittelt wird. Dabei kann es sich um jedes nur denkbare System handeln, bei dem beispielsweise ein Teil ortsfest und ein anderes Teil beweglich, d. h. relativ beweglich zu dem ortsfesten Teil, angeordnet ist. Diese Relativbewegung gilt es zu ermitteln.

Lediglich aus Gründen einer einfachen Beschreibung wird nach­ folgend ausschließlich auf eine ganz besondere Ausführungsform der in Rede stehenden Vorrichtung Bezug genommen, nämlich auf eine Vorrichtung zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen.

Unter der Spur eines Kraftfahrzeuges ist der Abstand der Rei­ fenmitte zweier Räder derselben Achse zu verstehen. Laufen die Räder nicht absolut parallel zueinander, dann üben diese auf den Straßenbelag eine aufeinander zugerichtete oder voneinander weggerichtete Kraft aus. Dieses Phänomen wird bei bislang aus der Praxis bekannten Vorrichtungen zur Spurprüfung, bei soge­ nannten Schnellspurprüfern, genutzt, indem dort nämlich das Kraftfahrzeug zumindest einseitig, d. h. mit jeweils einem Rei­ fen, über eine etwa einen Meter lange Platte fährt. Diese nach­ folgend als Prüfplatte bezeichnete Platte ist in seitlicher Richtung beweglich gelagert, so daß die zuvor erörterte Kraft­ komponente eine Auslenkung der Platte nach rechts oder links bewirken kann, je nachdem, wie die Räder mit Vor- oder Nachspur eingestellt sind. Die Auslenkung der Prüfplatte erfolgt beim Überfahren der Platte aufgrund der vorhandenen Vor- oder Nach­ spur. Wird die Prüfplatte insgesamt überfahren, läßt sich auf­ grund der Plattenauslenkung die Spureinstellung vorzugsweise in der Einheit "mm/m" erkennen bzw. ermitteln. Solche Einrichtun­ gen werden in erster Linie in KFZ-Werkstätten benötigt, um die Spur von Kraftfahrzeugen auf schnelle und kostengünstige Art und Weise überprüfen zu können.

Bekannte Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind derart ausgelegt, daß die Prüfplatte auf Kugeln oder Rollen gelagert ist. Die Zentrierung der Prüfplatte, d. h. die Rückstellung der Prüfplatte in ihre Nullage, wird bei der bekannten Vorrichtung mit zwei Federn erreicht, die beidseitig der Prüfplatte - in Richtung der Verschiebbarkeit der Prüfplatte - wirken. Die Aus­ lenkung der Prüfplatte wird mittels eines Potentiometers oder eines linearen Weggebers auf induktive Weise aufgenommen. Da sowohl der Potentiometer als auch der lineare Weggeber bzw. Teile davon bei der Auslenkung der Prüfplatte mechanisch ver­ schoben werden, unterstehen diese Teile einem enormen mechani­ schen Verschleiß, so daß ein erheblicher Wartungs- bzw. Repara­ turaufwand erforderlich ist. Des weiteren ist zu berücksichti­ gen, daß Vorrichtungen der in Rede stehenden Art in äußerst schmutziger Umgebung eingesetzt werden. Folglich gelangen Schmutzpartikel zu den Potentiometern oder Weggebern und verur­ sachen dort eine Behinderung der mechanischen Schiebebewegung, so daß auch insoweit die Betriebssicherheit erheblich in Frage gestellt ist.

Gelangt gar Wasser zu den Potentiometern oder Weggebern, so können diese nicht zuletzt auch aufgrund von Korrosion in ihrem Betrieb derart beeinträchtigt werden, daß eine sichere Arbeits­ weise auch insoweit nicht mehr möglich ist. Schließlich ist die Verwendung der Potentiometer bzw. linearen Weggeber mit ihren mechanisch zu betätigten Teilen nicht nur in der Wartung bzw. in der Reparatur, sondern auch von der grundsätzlichen Kon­ struktion her gesehen äußerst kostenintensiv.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wegmessung, insbesondere eine Vorrichtung zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen, anzugeben, bei der eine betriebssichere Arbeitsweise bei konstruktiv einfacher Ausge­ staltung realisiert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wegmessung, insbesondere zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen, bei der die zuvor aufge­ zeigte Aufgabe gelöst ist, ist durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 beschrieben. Danach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß die Zentriereinrichtung als sich quer zur Verschieberichtung erstreckendes, zumindest mit einem Ende an der Bodenplatte festgelegtes elastisches Mittel ausgebildet ist und daß das elastische Mittel in Richtung sei­ nes anderen Endes mit der Prüfplatte wirkverbunden ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß eine hinrei­ chende Zentrierung der Prüfplatte mit einfachen Mitteln dadurch erreicht werden kann, daß eine Zentriereinrichtung als sich quer zur Verschieberichtung erstreckendes, zumindest mit einem Ende an der Bodenplatte festgelegtes elastisches Mittel ausge­ bildet ist, wobei das elastische Mittel in Richtung seines an­ deren Endes mit der Prüfplatte wirkverbunden ist. Mit anderen Worten ist das elastische Mittel der Zentriereinrichtung zumin­ dest an einem Ende mit der Bodenplatte wirkverbunden. Des wei­ teren ist das elastische Mittel ebenso mit der Prüfplatte wirk­ verbunden wobei die Verbindungsstelle von der Verbindungsstelle des elastischen Mittels mit der Bodenplatte abweichen muß, da­ mit die Elastizität des elastischen Mittels überhaupt zum Tra­ gen kommt. Beispielsweise könnte die Prüfplatte am gegenüber­ liegenden Ende des elastischen Mittels an das elastische Mittel angelenkt sein. Ebenso kommt jedoch auch ein anderer Bereich in Frage, wobei hier lediglich sichergestellt sein muß, daß die Anlenkung des elastischen Mittels an der Prüfplatte hinreichend weit von der Anlenkung des elastischen Mittels an der Boden­ platte entfernt ist.

Im Hinblick auf eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Anlenkung des elastischen Mittels sowohl an die Bodenplatte als auch an die Prüfplatte ist das elastische Mittel mit beiden En­ den an der Bodenplatte festgelegt und in etwa mittig mit der Prüfplatte wirkverbunden. Unter Festlegung des elastischen Mit­ tels ist hier keineswegs eine völlige Arretierung des elasti­ schen Mittels zu verstehen, sondern vielmehr eine in etwa form­ schlüssige Aufnahme des elastischen Mittels an dessen Endberei­ chen. In etwa mittig ist dann das elastische Mittel mit der Prüfplatte wirkverbunden, so daß eine Auslenkung des elasti­ schen Mittels - mittig - dazu führt, daß das elastische Mittel entweder gedehnt oder gebogen und dabei von den Endbereichen her zur Mitte hin gezogen wird. Als elastisches Mittel könnte beispielsweise eine quer zur Auslenkung verlaufende Feder, ein starkes Gummiband oder ein elastisches Profil, etc. verwendet werden.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des zuvor bereits erwähnten ela­ stischen Mittels ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn das elastische Mittel als Blattfeder ausgebildet ist. Diese Blatt­ feder würde bei Verschiebung der Prüfplatte quer zur Längser­ streckung der Blattfeder gebogen werden und würde aufgrund sei­ ner Eigenelastizität die Prüfplatte nach Entlastung wieder in die Nullage zurück verbringen. Hinsichtlich einer Anlenkung bzw. Halterung der Blattfeder ist es von weiterem Vorteil, wenn die Bodenplatte an den Endbereichen der Blattfeder jeweils zwei Haltestifte oder dgl. zum endseitigen Halten der Blattfeder aufweisen würde. Mit anderen Worten wäre die Blattfeder links und rechts durch die Haltestifte oder dgl. umgeben, wobei sich die Haltestifte vorzugsweise senkrecht zur Bodenplatte er­ strecken würden. Dadurch wäre die Blattfeder zumindest endsei­ tig in einer vorgegebenen Position gehalten und könnte sich zur Mitte hin aufgrund einer Verschiebung der Prüfplatte durch Bie­ gen verlagern.

Damit sich nun die Blattfeder hinreichend durchbiegen und somit die Prüfplatte hinreichend verschieben kann, ist die Blattfeder endseitig mit Spiel zwischen den Haltestiften positioniert. Entsprechend einer maximalen Auslenkung der Blattfeder bzw. ei­ ner maximalen Verschiebbarkeit der Prüfplatte ragt die Blattfe­ der endseitig über die Haltestifte hinaus, wobei das Maß des Hinausragens auf die maximale Durchbiegung der Blattfeder abge­ stimmt sein muß. In weiter vorteilhafter Weise weist die Blatt­ feder endseitig, d. h. an beiden Enden, eine Verdickung oder dgl. auf, so daß die Blattfeder bei Auslenkung nicht aus dem Bereich zwischen den Haltestiften herausrutschen kann. Ein sol­ ches Herausrutschen würde eine Reparatur der Vorrichtung zwin­ gend erforderlich machen. Die endseitige Verdickung könnte in Form von Bolzen, quer eingedrehten Schrauben mit entsprechenden Muttern oder dgl. realisiert sein.

Nun ist es grundsätzlich möglich, die maximale Verschiebbarkeit der Prüfplatte durch die maximale Biegbarkeit der Blattfeder und somit durch die Länge der Blattfeder über die Haltestifte hinaus vorzugeben. Dadurch wäre jedoch die Gefahr gegeben, daß die Blattfeder bei zu starker Beanspruchung über den elasti­ schen Bereich hinaus - plastisch - verformt oder gar zerstört werden könnte. Folglich ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die Verschiebbarkeit der Prüfplatte durch diese selbst bzw. durch die Wechselwirkung zwischen Bodenplatte und Prüf­ platte vorgegeben ist. Dazu übergreift die Prüfplatte die Bo­ denplatte zumindest in Verschieberichtung mit Spiel, wobei die­ ses Spiel die maximale Verschiebbarkeit der Prüfplatte und so­ mit die maximale Auslenkung des elastischen Mittels vorgibt. Dabei bilden einerseits die übergreifende Seitenwandungen der Prüfplatte, andererseits entsprechende Seitenwandungen der Bo­ denplatte gemeinsam einen Anschlag, wobei dieser Anschlag sowohl linksseitig als auch rechtsseitig der Prüfplatte vorge­ sehen ist. Somit ist das elastische Mittel bzw. die Blattfeder so auszulegen, daß eine Durchbiegung bzw. Dehnung im Hinblick auf die konstruktiv geschaffenen Anschläge möglich ist, ohne den elastischen Bereich des elastischen Mittels bzw. der Blatt­ feder zu überschreiten.

Im Hinblick auf die Ermittlung der Auslenkung bzw. Verschiebung der Prüfplatte ist es von besonderem Vorteil, wenn die Wegmeß­ einrichtung der Bodenplatte zugeordnet ist und gegen das ela­ stische Mittel mißt. Folglich wird an vorgebbaren Stellen die Durchbiegung bzw. Lageänderung des elastischen Mittels gegen­ über der feststehenden Bodenplatte ermittelt. Die Wegmeßein­ richtung könnte einen vorzugsweise kontaktlos arbeitenden Weg­ meßsensor aufweisen, der gegen das elastische Mittel mißt. Ebenso wäre eine kontaktbehaftete Abstands- bzw. Wegmessung möglich, wobei hier wiederum enorme Nachteile in der Instandhal­ tung auftreten, zumal die kontaktbehaftete Abstands- bzw. Weg­ messung Störeinflüssen durch Schmutz, Wasser und dgl. ausge­ setzt ist.

Je nach Material des elastischen Mittels könnte der Wegmeßsen­ sor induktiv, nach dem Wirbelstromprinzip oder gar kapazitiv arbeiten.

Im Hinblick auf eine ganz besonders einfache und insoweit vor­ teilhafte Ausgestaltung könnte die Wegmeßeinrichtung einen mit dem elastischen Mittel der Wegmeßeinrichtung verbundenen Deh­ nungsmeßstreifen aufweisen, der die mechanische Verformung des elastischen Mittels ermitteln würde. Im konkreten Falle der Verwendung einer Blattfeder als elastisches Mittel könnte der Dehnungsmeßstreifen fest mit der Blattfeder verbunden sein, so daß der Dehnungsmeßstreifen die mechanische Verformung der Blattfeder ermittelt. In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte beidseitig der Blattfeder ein Dehnungsmeßstreifen vorge­ sehen sein, so daß die mechanische Verformung der Blattfeder sowohl bei einer Dehnung bzw. Durchbiegung nach links als auch bei einer Dehnung bzw. Durchbiegung nach rechts reproduzierbar und exakt feststellbar ist.

Schließlich sollte in ganz besonders vorteilhafter Weise eine Blattfeder verwendet werden, die eine lineare Kennlinie auf­ weist. Der Dehnungsmeßstreifen diente dann zur Ermittlung der auf die Blattfeder wirkenden Kraft, so daß vorzugsweise über einen Rechner mit entsprechendem Rechenprogramm aufgrund der Proportionalität zwischen Weg und Kraft die Auslenkung der Blattfeder im Zeitverlauf ermittelbar ist. Durch die voranste­ hende Ausgestaltung läßt sich die Auslenkung bzw. Verschiebung der Prüfplatte mit einfachen Mitteln und absolut störsicher er­ mitteln, wobei der Wartungsbedarf einer so ausgestatteten Vor­ richtung der in Rede stehenden Art minimiert ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, den Gegenstand der vor­ liegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Pa­ tentansprüche, andererseits auf die Erläuterung eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungs­ beispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung, geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, wobei es sich hier um eine Vorrichtung zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen handelt und

Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht die Bodenplatte der Vorrichtung aus Fig. 1 mit eingelegter Blattfeder.

Fig. 1 zeigt im Rahmen eines Ausführungsbeispiels der vorlie­ genden Erfindung eine Vorrichtung zur Spurprüfung bei Kraft­ fahrzeugen. Die Vorrichtung weist eine Bodenplatte I, eine auf der Bodenplatte 1 auf Rollen 2 in eine Richtung verschiebbar gelagerte Prüfplatte 3, eine die Prüfplatte 3 in die Nullstel­ lung zurückstellende Zentriereinrichtung 4 und eine Wegmeßein­ richtung 5 zur Ermittlung der Verschiebung der Prüfplatte 3 auf.

Erfindungsgemäß ist die Zentriereinrichtung 4 als sich quer zur Verschieberichtung erstreckendes, mit beiden Enden an der Bo­ denplatte 1 festgelegtes elastisches Mittel, nämlich als Blatt­ feder 6, ausgebildet. Das elastische Mittel ist in etwa mittig mit der Prüfplatte 3 wirkverbunden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen gemeinsam, daß die Bodenplatte 1 an den Endbereichen der Blattfeder 6 jeweils zwei Haltestifte 7 zum endseitigen Halten der Blattfeder 6 aufweist. Die Blattfeder 6 ist dabei mit Spiel zwischen die Haltestifte 7 gelegt und ragt entsprechend einer maximalen Auslenkung der Blattfeder 6 end­ seitig über die Haltestifte 7 hinaus. Endseitig der Blattfeder 6 sind Verdickungen 8 vorgesehen, so daß die Blattfeder 6 bei Auslenkung der Prüfplatte 3 nicht aus dem Bereich zwischen den Haltestiften 7 herausrutschen kann.

Fig. 1 läßt des weiteren erkennen, daß die Prüfplatte 3 die Bo­ denplatte 1 in Verschieberichtung mit Spiel übergreift und daß dieses Spiel die maximale Verschiebbarkeit der Prüfplatte 3 und somit die maximale Auslenkung des elastischen Mittels bzw. der Blattfeder 6 vorgibt. Sowohl die übergreifende Seitenwandungen 9 der Prüfplatte 3 als auch die entsprechenden Seitenwandungen 10 der Bodenplatte 1 bilden dabei jeweils gemeinsam einen An­ schlag.

In den Figuren ist des weiteren angedeutet, daß die Wegmeßein­ richtung 5 in Form eines mit dem elastischen Mittel bzw. mit der Blattfeder 6 verbundenen Dehnungsmeßstreifen 11 ausgebildet ist. Dieser Dehnungsmeßstreifen 11 ermittelt die mechanische Verformung der Blattfeder 6. Dazu ist der Dehnungsmeßstreifen 11 fest mit der Blattfeder 6 verbunden. Die hier verwendete Blattfeder 6 weist eine lineare Kennlinie auf, so daß der Deh­ nungsmeßstreifen 11 zur Ermittlung der auf die Blattfeder 6 wirkenden Kraft dient, wenn die Blattfeder 6 aufgrund einer Verschiebung der Prüfplatte 3 zwangsweise durchgebogen wird. Bei einem in den Figuren nicht gezeigten Rechner mit entspre­ chendem Rechenprogramm läßt sich dann aufgrund der Proportiona­ lität zwischen Weg und Kraft die Auslenkung der Blattfeder 6 im Zeitverlauf ermitteln.

Die voranstehend beschriebene, lediglich ein Ausführungsbei­ spiel der erfindungsgemäßen Lehre darstellende Vorrichtung er­ spart einen hohen Aufwand an mechanischen Kleinteilen und ist somit preiswert und wartungsfreundlich.

Abschließend sei hier hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre durch das voranstehende Ausführungsbeispiel lediglich er­ läutert, aber keineswegs beschränkt wird.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Wegmessung, insbesondere zur Spurprüfung bei Kraftfahrzeugen, mit einer Bodenplatte (1), einer auf der Bodenplatte (1), vorzugsweise auf Kugeln oder Rollen (2), in einer Richtung verschiebbar gelagerten Prüfplatte (3), einer die Prüfplatte (3) in die Nullstellung zurückstellende Zen­ triereinrichtung (4) und einer Wegmeßeinrichtung (5) zur Er­ mittlung der Verschiebung der Prüfplatte (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier­ einrichtung (4) als sich quer zur Verschieberichtung er­ streckendes, zumindest mit einem Ende an der Bodenplatte (1) festgelegtes elastisches Mittel ausgebildet ist und daß das elastische Mittel in Richtung seines anderen Endes mit der Prüfplatte (3) wirkverbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel mit beiden Enden an der Bodenplatte (1) festgelegt ist und in etwa mittig mit der Prüfplatte (3) wirk­ verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel als Blattfeder (6) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (1) an den Endbereichen der Blattfeder (6) je­ weils zwei Haltestifte (7) oder dgl. zum endseitigen Halten der Blattfeder (6) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (6) endseitig mit Spiel zwischen den Haltestif­ ten (7) liegt und entsprechend einer maximalen Auslenkung der Blattfeder (6) endseitig über die Haltestifte (7) hinausragt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (6) endseitig eine Verdickung (8) oder dgl. auf­ weist, so daß die Blattfeder (6) bei Auslenkung nicht aus dem Bereich zwischen den Haltestiften (7) herausrutschen kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prüfplatte (3) die Bodenplatte (1) zumin­ dest in Verschieberichtung mit Spiel übergreift und daß dieses Spiel die maximale Verschiebbarkeit der Prüfplatte (3) und so­ mit die maximale Auslenkung des elastischen Mittels vorgibt, wobei einerseits die übergreifende Seitenwandungen (9) der Prüfplatte (3), andererseits entsprechende Seitenwandungen (10) der Bodenplatte (1) jeweils gemeinsam einen Anschlag bilden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung (5) der Bodenplatte (1) zugeordnet ist und gegen das elastische Mittel mißt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung (5) einen vorzugsweise kontaktlos arbei­ tenden Wegmeßsensor aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegmeßsensor je nach Material des elastischen Mittels in­ duktiv, nach dem Wirbelstromprinzip oder kapazitiv arbeitet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung (5) einen mit dem ela­ stischen Mittel der Wegmeßeinrichtung (5) verbundenen Dehnungs­ meßstreifen (11) aufweist, der die mechanische Verformung des elastischen Mittels ermittelt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (11) fest mit der Blattfeder (6) ver­ bunden ist und die mechanische Verformung der Blattfeder (6) ermittelt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (6) eine lineare Kennlinie aufweist und daß der Dehnungsmeßstreifen (11) zur Ermittlung der auf die Blattfeder (6) wirkenden Kraft dient, so daß vorzugsweise über einen Rech­ ner mit entsprechendem Rechenprogramm aufgrund der Proportiona­ lität zwischen Weg und Kraft die Auslenkung der Blattfeder (6) im Zeitverlauf ermittelbar ist.