DE2346023A1

DE2346023A1 - Radwinkelmessgeraet

Info

Publication number: DE2346023A1
Application number: DE19732346023
Authority: DE
Inventors: Hermann Robert Geul
Original assignee: Sun Electric Nederland NV
Current assignee: Sun Electric Nederland NV
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1973-09-12
Publication date: 1974-03-28
Also published as: CA999426A; NL7212387A; FR2199109A1; GB1447668A; IT995309B; JPS5053066A; US3888592A; FR2199109B3

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE

Μβ HANAU ■ KOMERSTR.1» · POSTFACH 7M · TEL iMOI · TELEQRAMME: HANAUPATENT . TELEX. 41S47Mp*t

SUN ELECTRIC (NEDERLAND) N. V. 11. September 1973 Amsterdam, Niederlande Str/Jg - 11 006 Radwlnkelmeßgerät

DI· Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Durchführen von RadwinkeImessungen an Fahrzeugen, die mit einem mit dem Jeweiligen Rad zusammenwirkenden optischen System zum Abbilden von einer oder mehreren Marken oder Mustern auf einer Bildwand versehen ist, ferner mit einem oder mehreren In der Bildwand liegenden lichtempfindlichen Elementen und mit Mitteln zum Bewirken einer relativen Bewegung zwischen einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen und der oder den Marken bzw. Mustern, wobei die Bewegung durch eine Wlnkelverschiebung eines Bildwerfers hinsichtlich einer VergieIchsstelIung verursacht wird und wobei während dieser Bewegung Signale erzeugt werden, aus deren Werten bei Vergleichsstellungen der Jeweilige Radwinkel abgeleitet werden kann.

Eine derartige Einrichtung ist an sich aus den deutschen Offenlegungsschriften 1 930 737 und 1 956 128 bekannt. Dabei wird die Bewegung des Rasters über, die Bildebene, während welcher die lichtempfindlichen Elemente beleuchtet werden, durch eine Bewegung des Bildwerfers um eine horizontale und/oder vertikale Achse ausgeführt, oder um eine Achse, welche mit der horlzon-

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talen «Inen spitzen Winkel einschließt. Die zu messenden Radwinkel werden aus den Positionen des Bildwerfers auf die Vergleichsmomente abgeleitet, in denen sich Vergleichs!Inlen des Rasters mit bestimmten lichtempfindlichen Elementen decken.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die elektrischen Signale, welche den Radwinkel repräsentieren und welche den Anzeige-Instrumenten oder logischen Schaltungen zugeführt werden, als eine Funktion der Position des Bildwerfers selbst abgeleitet werden müssen, so daß eine mechanische Kupplung zwischen Bildwerfer und Positionsabtastelementen notwendig ist.

Öle Erfindung bezweckt, el ne Vorrichtung der obengenannten Gattung in solcher Weise auszubilden, daß deren Aufbau einfach ist und daß eine größere Genauigkeit erreichbar ist. Oie Ei— findung basiert auf dem Gedanken, daß mittels eines geeigneten Rasters, projiziert vom Bildwerfer auf die lichtempfindlichen Elemente, diese Elemente Signale erzeugen, welche zur Ableitung des Radwinkels gezählt werden können.

Öle Signale der lichtempfindlichen Elemente werden also selbst für die Bestimmung drnr Radwinkel direkt benutzt, so daß die Radwinkel nicht aus ύτ Position des Bildwerfers abgeleitet zu werden brauchen.

Oie Einrichtung umfaßt zum Beispiel einen Bildwerfer, der sich dafür eignet, über einen Spiegel eine Anzahl In regelmäßigem Abstand zueinander liegender Marken auf die auf derselben Seite des Spiegels liegende Bildwand zu projizieren, die zumindest ein von den Marken bestrichenes lichtempfindliches Element enthält und wobei entweder der Bildwerfer und dl· Bildwand oder der Spiegel über einen beschränkten Winkel um eine horizontale bzw. vertikale Achse verschwenkt werden kann.

Eine Einrichtung zum Durchführen von Radwinkelmessungen an Fahrzeugen, die ein mit dem Jeweiligen Rad zusammenarbeitendes

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optisches System zum Abbilden von einer oder mehreren Marken oder Mustern auf einer Bildwand versehen Ist, ferner mit einem oder mehreren In der Bildwand liegenden lichtempfindlichen Elementen und mit Mitteln zum Bewirken einer relativen Bewegung zwischen einen oder mehreren lichtempfindlichen Elementen und der oder den Harken bzw. Mustern, wobei die Bewegung durch eine Winkelverschiebung eines Bildwerfers hinsichtlich einer Vergleichsstellung verursacht wird und wobei wahrend dieser Bewegung Signale erzeugt werden, aus deren Werten bei Vergleichsstellungen der Jeweilige Radwinkel abgeleitet werden kann, zeichnet sich erfIndungsgemSß vorzugsweise dadurch aus, daß die relative Bewegung dadurch erhalten wird, daß das lichtempfindliche Element oder die lichtempfindlichen Elemente In bezug auf die auf der Bildwand abgebildeten Bilder gesetzt werden, wobei mittels des lichtempfindlichen Elements bzw. der lichtempfindlichen Elemente die den zu bestimmenden Radwinkel darstellenden Signale erhalten werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beiliegenden Zeichnung.

Es zeigen:

Flg. I eine schematische Darstellung In der Fahrzeugebene,

Flg. 2 einen schematischen Aufriß vom Vorderteil eines Fahrzeugs, welcher das Prinzip der Radwinkelvermessung naher erläutert.

Flg. 3 in schematicher Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der bei der Ausführungsform nach Fig. 3 verwendeten Schaltkreise,

Flg. 5 einen schematischen Aufriß einer anderen AusfUhrungsform,

u 0 9 8 1 :< / η 4 1 u

-A-

FIg. 6 ein Blockschaltbild einer hierbei verwendeten elektronischen Schaltung,

Fig. 7 In Ansicht eine Abwandlung der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 verwendeten Linienfiguren,

Fig. 8 das Wirkungsprinzip einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 9a und 9b hierbei verwendete Linienfiguren, Flg. 10a und 10b das Prinzip des Auslesens der Meßergebnisse,

Fig. 11 In skizzenhafter Darstellung eine AusfOhrungsform der Erfindung,

Fig. 12 in schematI scher Ansicht das hierbei verwendete Abtastsystem und das Meß Iinienmuster,

Fig. 13 ein Blockschaltbild der bei dieser Ausführungsform verwendeten elektronischen Schaltung,

Fig. 14a und 14b eine Abwandlung der bei der Ausführungsform gemäß den Ftg. 11 und 12 verwendeten Meß-I I ηlenfIguren,

Flg. 15 In Ansicht eine weitere AusfUhrungsform,

Fig. 16 In größerem Maßstab die hierbei angewendete Abtast- und Projektionsapparatur,

Flg. 17a und 17b in Ansicht die Bildwand mit den Meßlinienfiguren dieser Ausführungsform,

Fig. 18 ein Blockschaltbild der bei der Ausführungsform nach der Fig. IS verwendeten elektronischen Schaltung,

Flg. 19 das Prinzip der Radsturzvermessung und

Flg. 20 ein Blockschaltbild der bei der Radsturzvermessung angewendeten elektronischen Schaltung.

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Di« Figuren 1 und 2 zeigen in Drauf- und Ansicht sehr schematisch «inen Teil des Vordergestells eines Kraftfahrzeugs und dienen zur Erläuterung des Prinzips der erfIndungsgemäßen Radwinke !bestimmung.

Die Vorderräder 1 und 2 eines Kraftfahrzeugs, dessen Längsachse durch die Linie 3 «fiedergegeben ist, stehen in dem in Flg. 1 dargestellten Fall mit ihren Vorderseiten näher beieinander als mit Ihren Hinterseiten. Bei einigen Kraftfahrzeugen stehen die Vorderräder in der Geradeausstellung zueinander völlig parallel. Dann ist die Spur ■ 0. Auch kommt es vor, daß die Vorderseiten der Räder weiter voneinander entfernt stehen als die Hinterseiten. In diesem Fall haben diese Räder eine negative (Voi—)Spur (Nachspur).

Die Vorspur wird normalerweise als ein Längenmaß, nämlich als Verringerung (oder wie hier: als Vergrößerung) des Abstandes der Vorderräder voneinander, vorn gegenüber hinten - gemessen am Felgenrad und in Höhe der Achse - bestimmt. Sie kann aber auch als Winkel ausgedrückt werden. In dem dargestellten Fall Ist die Spur in Graden dem Winkel A.B.C gleich, wobei die Linien AB und CB parallel zu den Radebenen sind. Die optische Bestimmung der Vorspur erfolgt In folgender Welse:

An Jedem Rad I und 2 wird mittels geeigneter Klemmen ein Spiegel 4 bzw. 5 befestigt, und zwar derart, daß der Spiegel parallel zur Ebene des Rades 1 bzw. 2 ist. Gegenüber Jedem der Räder 1 und 2 werden in geeignetem Abstand Kombinationen aus einem Projektor und einer Bildwand angeordnet. So Ist dem Rad 1 ein Projektor 6 mit einer Bildwand 7 und dem Rad 2 mit Spiegel 5 ein Projektor 8 mit einer Bildwand 9 zugeordnet.

Die Bildwerfer 6 projizieren In der Richtung senkrecht zur Längsachse 3 des Fahrzeugs gemäß der optischen Achse des Bildwerfers, welche durch eine Linie 10 angegeben ist, ein Bild, z. B. eine Lichtmarke 13. Der Strahlengang verläuft über den

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Spiegel 4, der einen Winkel οι. nit der Parallelen zur Längsachse 3 des Fahrzeugs bildet. Der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl 11 und dem reflektierten Strahl 12 wird dann 2 oC ^ gleich sein. Der Abstand I. zwischen der Linie IO und dem Bildpunkt 13 auf der Bildwand 7 ist sodann, wenn der Abstand zwischen der Bildwand und dem Spiegel bekannt Ist, ein HaQ für Winkel 2 <£. . In ähnlicher Weise wird eine von dem Bildwerfer 8 über den Spiegel 5 unter einen Winkel Λ- zur Achsenparallelen projiziert« Lichtmarke in einem Punkt 14 zurückgeworfen werden, der in einem Abstand I. zur Linie 10 erscheint und damit ein Maß für den Winkel 2 ot_ 1st. Aus den Abstünden I, bzw. I- kann der Wert des Winkels 2ctj bzw. 2 <X-bestimmt werden. Der Gesamtvorspurwinkel β Ist <x . ♦ Ct₂

(2 CX₁ ♦ 2 OC₂)

Di· Flg. 2 zeigt sind Ansicht gegen das Fahrzeugrad 2, aus der hervorgeht, daß die Radebene einen Winkel /"mit der Senkrechten bildet. Das Rad weist einen positiven Sturz auf. Dieser Winkel /" kann gleichfalls mittels eines Spiegels bestimmt werden, der parallel zur Ebene des Rades 1 befestigt Ist und mit einem Bildwerfer 17 und einer Bildwand 18 zusammenwirkt. Wenn die optische Achse 19 des Bildwerfers horizontal Ist, wird eine von dem Bildwerfer 17 auf den Spiegel 16 gewoi— fene Lichtmarke auf der Bildwand 18 mit einem Abstand 23 zur optischen Achse dargestellt. Dieser Abstand 23 ist, wenn der Abstand von der Bildwand zum Spiegel bekannt ist, «In HaB für den Sturzwinkel <Γ .

Eine Bewegung von einem lichtempfindlichen Element oder mehreren lichtempfindlichen Elementen In der Bildwand hinsichtlich der von dem Bildwerfer erzeugten Marken bzw. Muster erzeugt direkt aus den während dieser Bewegung zwischen Vergleiche-Stellungen von den lichtempfindlichen Elementen sich ergebenden elektrischen Signalen eine Ableitung für den Radwinkel. Die

U 0 9 8 1 3 / 0 U U

Flg. 3 zeigt in scheinst] scher Darstellung eine sich auf dieses Prinzip gründende Ausführungsform. 0Ie Fig. 4 zeigt hierzu das Blockschaltbild der hierbei verwendeten Apparatur. Die Einrichtung nach Fig. 3 besteht aus zwei Projektoren 20, 21, wobei vor jeden Bildwerfer eine Bildwand 22, 23 angeordnet ist. Deutlichkeitshalber sind in der Darstellung über bzw. unter den Bildwerfern 20, 21 nochmals die Bildwände 22, 23 mit den darauf abgebildeten Mustern eingezeichnet.

Jedes Rad 24, 25, dessen Spur gemessen werden soll, tragt einen Spiegel 26, 27, der in bekannter Weise senkrecht zur Radachse angebracht ist.

Die beiden Bildwerfer projizieren ein aus einem Raster 28, 29 aus vertikalen Linien bestehendes Bild. Die Bildwerfer werden derart hinsichtlich der Räder angeordnet, daß, wenn das Rad 24 und damit der Spiegel 26 parallel zur Längsachse des Fahrzeugs stehen, die erste Linie 30 des Rasters 28 sich durch ein Pro-* Jektlonszentru« 20a bewegt und auch auf eine Photozelle 31 in der Bildwand 22 fallt. Für den Bildwerfer 21 gilt, daß bei geradeaus gerichtetem Rad 25 die erste Linie 32 des Rasters 29 sich durch ein Projektionszentrum 21 bewegt und auch auf eine Photozelte 33 In der Bildwand 23 fallt. Die wirksamen Offnungen der Photozellen 31 und 33 sind kleiner als der Abstand der projI zierten Rasterlinien abzüglich einer Linienstärke. Weiter ist In der Bildwand 23 eine zusätzliche Photozelle 34 angeordnet, deren Zweck noch näher beschrieben werden wird.

0Ie Einrichtung arbeitet in folgender Weise:

Vor dem Anfang der RadwinkeImessung wird das Lenkrad ganz nach I Inks gedreht, so daß die beiden projlzierten Bilder außerhalb der entsprechenden Projektionszentren und Photozellen liegen. Darauf wird das Lenkrad nach rechts gedreht, wodurch sich die projizierten Bilder gegenüber den Photozellen bewegen. Zuerst wird der Zustand "b" In Fig. 3 erreicht, In welchem die vordere

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Rasterlinie 30 auf die Photozelte 31 füllt. Diese Photozelle gibt sodann ein Signal, das den Anfang der Zahlung der an der Photozelle 3! vorübergehenden Linien des Rasters 28 einleitet. Daraufhin wird der Zustand "c" in Fig. 3 eintreten. Die erste Rasterlinie 32 des Rasters 29 fällt auf d!e PhotozeI I· 33. Diese Photozelle gibt ein Signal, das die Zahlung der von der Photozelle 31 beim Vorbeigehen der Linien des Rasters 28 abgegebenen Impulse beendet. Die Gesamtzahl der gezählten Impulse ist dann ein Maß für den Winkel zwischen den beiden Radern 24 und 25 und also auch für die Vorspur.

Wenn die Räder eine negative Spur (Nachspur) aufweisen, wird dieselbe durch die Zählung der vorübergehenden Linien durch die Photozelle 33 bestimmt.

Damit verhütet werden kann, daß dadurch Fehler entstehen, daß am Anfang der Vermessung das Lenkrad nicht ganz nach links gedreht ist, wird die Photozelle 34 vorgesehen. Diese kann nur dann (durch Raster I I πien) beleuchtet werden, wenn alle Rasterlinien des jeweiligen Bildes in der richtigen Richtung neben dem beteiligten Projektionszentrum projiziert sind, also wenn der Zustand "a" eintritt. Die Funktion dieser Photozelle, die •Iso «in Signal gibt, wenn diese Voraussetzung vorliegt, kann auch von einem Schaltglled übernommen werden, das mit einer die Rüder stützenden drehbaren Platte gekuppelt Ist.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der verhältnismäßig einfachen bei obiger AusfUhrungsform verwendeten elektronischen Apparatur. Dadurch, daß das. Lenkrad ganz nach links gedreht wird, Ist die Photozelle 34 beleuchtet, wodurch ein Zähler 39 und ¹¹FI Ip-Flops" oder elektronische KI pp-Scha I ter 40, 41, 42, 43 zurückgestellt werden, während der Kipp-SchaIter 44 eingestellt wird. Sodann kann der Zähler 39 beim Zurückdrehen des Lenkrades über ein UND Tor 45 und ein ODER Tor 46 von den Photozellen 31 und 33 erfaßte Raster I I η Iendurchgänge registrieren. Der erste Impuls von Je dieser Zellen stellt den Klpp-SchaIter

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40 bzw. 41 ein. Sobald die beiden Kl pp-Scha I ter umgekippt sind, wird das UNO Tor 45 sofort über das UND Tor 47 geschlossen und wird außerdem der Ktpp-Schalter 44 zurückgestellt. Hiermit Ist die Zählung eingestellt. Am Zahlerausgang ist in digitaler For* der absolute Wert des gemessenen Winkels verfügbar. Durch das Umkippen des ersten Kipp-SchaIters 40 oder 41 wird einer der Kipp-Schalter 42 bzw. 43 eingestelIt und das Umkippen des zweiten letzteren Klpp-Schalters blockiert, indem dieser Ober das ODER Tor 48 bzw. 49 zurückgestellt gehalten bleibt. Derjenige von den Kipp-Schaltern 42 oder 43, der umgekippt Ist, bestimmt das Vorzeichen (ob 'posttiv" oder "negativ") des Winkels (Vorspur oder Nachspur).

Wunschgemäß kann der Heßlauf von neuem dadurch anfangen, daß des Lenkrad zuerst wieder ganz nach links gedreht wird.

In der vorstehend beschriebenen AusfUhrungsform wird, wie schon dargelegt, die Bewegung der lichtempfindlichen Elemente hinsichtlich des projlzierten Rasters durch eine Verstellung der Rüder herbeigeführt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die RSder mit den daran befestigten Spiegeln stationär zu halten und den das Rasterbild liefernden Bildwerfer eine Bewegung ausführen zu lassen.

Eine nach diesem Grundsatz arbeitende Ausführungsform Ist In skizzenhafter Darstellung In Fig. 5 gezeigt. Durch diese Aueführungsform kann der Sturzwinkel gemessen werden.

Ein Spiegel 50 Ist fest an einem nicht eingezeichneten Vorderrad senkrecht zur Radachse befestigt. Der Winkel, den der Spiegel 30 mit der Senkrechten bildet, entspricht den Sturzwinkel. Dem Spiegel gegenüber Ist die Kombination eines schematisch angegebenen Bildwerfers 5t mit einer Bildwand 52 aufgestellt. Diese Kombination kann sich über einen begrenzten Winkel um eine horizontale Achse drehen. Die Drehung wird von einem mit einer Antriebswelle 55 an einen nicht dargestellten Motor gekuppelten Exzenter 54 bewirkt.

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Der Projektor 51 liefert ein Raster 56 aus waagerechten Linien, von denen eine, die Linie 57, länger als die anderen ist. Das Ganze wird derart dem Spiegel gegenüber aufgestellt, daß, wenn die optischen Achsen vor und nach der Spiegelung zusammenfallen, was dann der Fall ist, wenn die optische Achse des Bildwerfers 51 lotrecht zum Spiegel 50 steht, die Linie 57 .durch das Projektfonszentrum 58 geht.

Auf einer waagerechten Achse, die durch das Projektionszentrum 58 geht, liegen zwei Photozellen 59, 60. Der Sturzwinkel wird durch die Zählung der Anzahl der von der Photozelie 59 abgegebenen Impulse bestimmt, die beim Vorübergehen der Linien des Rasters 56 in den nachstehenden VergtelchsstelIungen anfallen:

1. Bildwand mit Photozellen vertikal und

2. Bildwand mit Photozellen parallel zum Spiegel 50.

Die erste Vergleichsstellung wird beobachtet, wenn dl« Linie 57 en der Photozelle 60 vorübergeht, da sodann der ausgesandte Strahl und der von dem Spiegel zurückgeworfene Strahl zusammenfallen. Dieses System kann auch zum Vermessen von Vorspurwinkeln verwandet werden. In diesem Fall soll die Kippachse vertikal sein.

Etwaiges Spiel in dem Antrieb kann mittels der Fader 61 basaltigt werden.

Wahrend dar Vermessung führt dar Exzenter eine volle Umdrehung aus, so daß dar Bildwerfer eine hin- und hergehende Kippbewegung beschreibt und der Bildwerfer abwechselnd aufwärts und abwärts gerichtet wird. Hierbai gabt er von dar waagerechten Stellung aus und kehrt in die waagerechte Stellung zurück. Wenn die NuI I InIe nach einer halben Umdrehung des Exzenters, wobei die Projektorachse dann wieder horizontal liegt und die Bildwand vertikal steht, noch nicht vorübergegangen ist, wird ab diesem Vergleichsaugenblick von neuem gezählt.

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Ein· Zählung während der ersten oder zweiten halben Umdrehung des Exzenters bestimmt, ob der gemessene Winkel positiv oder negativ Ist. Öle bei diesem System Anwendung findende elektronisch« Apparatur ist sehr einfach. Das entsprechende Blockscheltbild Ist in Flg. 6 dargestellt. Ein Impuls an dem Anlaßeingang 65 stellt einen elektronischen Kipp-SchaIter ("Flip-Flop¹*} 66 ein, wodurch über ein Schaltelement 67 (z. D. ein elektronisches ReSaIs) der Exzenterantriebsmotor 68 mit Strom versorgt wird. Der gleiche Startimpuls stellt einen Zahler 69 und einen elektronischen Klpp-Schalter 70 zurück und stellt • inert elektronischen Kipp-Schal ter 71 ein.

Durch dl· Photozelle 59 aufgenommene Durchgänge der Rasterlinien 56 werden Ober ein UND Tor 72 von dem Zähler 69 registriert, bis der Durchgang der NuI linie von der Photozelle aufgenommen wird, was zur Folge hat, daß der Kipp-Schalter umkippt und das UND Tor 72 geschlossen wird.

Das digital· Zählergebnis, das den absoluten Wert des zu messenden Winkeis repräsentiert, bleibt weiter an Zählerausgang verfügbar. Nach einer halben Umdrehung des Exzenters werden von »inen Impulsgeber 73 der Zähler 69 und der Kipp-Schalter Über ein UND Tor 74 zurückgestellt, falls die Nut linie noch nicht von der Photozelle 60 aufgenommen worden war, so daß das UND Tor 74 noch offen stand. Darauf wird aufs neue gezählt, bis noch die NuI linie an der Photozelle 60 vorübergeht.

Das Vorzeichen des Winkels wird von dem Zustand bestimmt, In dem sich der Kipp-Schalter 71 am Ende der Vermessung befindet.

Nach einer völligen Umdrehung des Exzenters wird der Kippschalter 66 von einem Impulsgeber 75 zurückgestellt, wodurch der Motor anhält.

Bei der Erläuterung der Ausführungsform nach Fig. 5 ist angeführt worden, daS durch vertikale Anordnung der Kippachse 53

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sich diese Ausführungsform auch zum Messen der Vorspur oder Nachspur eignet. Wenn man die Raster I!η Ienfigur mit einer keilförmigen Begrenzung anwendet, kann bei einer derartigen Vermessung sogar auch der Radsturz bestimmt werden. Fig. 7 zeigt hierfür In Ansicht eine Bildwand 80 mit einem senkrecht hierzu und dahinter angeordneten Bildwerfer 8], der sich mit der Bildwand 80 um eine vertikale Achse 82 drehen kann und mit dem üblichen Radspiegel zusammenarbeitet. Die von dem Bildwerfer 81 projlzferte Figur besteht aus den vertikalen Linien 83. Die Figur hat eine vertikale Begrenzung 84 und eine diagonal verlaufende Begrenzung 85. Das Ganze wird nun derart •Ingestellt, daß bei einer vertikalen Stellung des Radspiegels, also bei einemSturzwinkeI 0, ein bekannter Punkt des Diagonalkeiles, z. B. die halbe Höhe, mit 86 bezeichnet, über den Spiegel in bezug zur Höhe des Projektionszentrums 81 abgebildet wird. In Abhängigkeit von der Größe und des Vorzeichens des Radsturzes wird die auf der Bildwand 80 abgebildet*» Figur hinsichtlich des Zustands nach Flg. 7a nach oben (Fig. 7b) oder nach unten (Fig. 7c) abgebildet sein.

Die Bestimmung des Radsturzes erfolgt durch Verkanten des Projektors und Spiegels über einen derartigen Winkel, daß die ganze Figur sich an dem Projektionszentrum vorüber bewegt. In dem Fall nach Fig. 7b werden dann bei einer völligen Kippbewegung von Bildwerfer und Bildwand weniger Rasterlinien als in dem Fall nach Fig. 7a gezählt werden. Die Anzahl der gezählten Linien ist ein Maß für den Radsturz.

Wie dl« Figuren zeigen, ist das lichtempfindliche Element In dem Projektionszentrum 81 angeordnet, was den Vorteil hat, daß Meßfehler grundsätzlich vermieden werden.

Die relative Bewegung des Abtasters hinsichtlich der Linien kann auch nach einer gekrümmten Linie, wie bei der AusfUhrungsform nach den Fig. ö und 9, verlaufen. Dieses System arbeitet in folgender Weise:

• r - c , , -13-'

Ein« Scheibe 90 wird von einem Motor 91 gedreht und ist gegenüber einem Fahrzeug aufgestellt, dessen Vorderrad 92 eingezeichnet ist. Hieran ist ein Spiegel 93 derart gekuppelt, daß die Ebene lotrecht zur Mittelachse des Rades steht. Mit der Scheibe 90 und dem Spiegel 93 arbeitet ein Bildwerfer 94 zusammen, der über den Spiegel 93 auf die Scheibe 90 ein Bild projiziert, das aus einer horizontalen Lichtlinie 95 und einer dieselbe schneidenden vertikalen Lichtlinie 96 besteht. Das Ganze wird derart eingestellt, daß der Zustand nach Flg. 9a vorliegt, wenn der Spiegel 93 vertikal und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ist. Hierbei fällt der Schnittpunkt der Linie 95 und der Linie 96 mit der Mitte 97 der Scheibe zusammen. Die Linie 96 liegt auf der vertikalen Linie 98 in der Mitte und die horizontale Lichtlinie 95 auf der horizontalen Linie 99 in der Mitte. In Abhängigkeit von dem Vorzeichen und der Größe der Vorspur und dem Sturzwinkel wird sich die Llcht-I InIe 96 nach links oder rechts von der Senkrechten 98 verlegen und sich die Lichtlinie 95 über oder unter die Horizontal« verlegen.

Fig. 9b zeigt den Zustand, der bei positiver Vorspur und negativem Radsturz vorliegt.'

01« Verlegung der Linien 95 bzw. 96 gegenüber dem Zustand von Fig. 9a Ist, wenn der Abstand zwischen der Bildwand 90 mit dem Bildwerfer 94 einerseits und dem Spiegel 93 andererseits bekannt ist, ein Maß für die Vorspur bzw. den Radsturz. Diese Abweichung wird in folgender Weise bestimmt:

Hinter der Scheibe 90 sind zwei Photozellen 100 bzw. 101 vorgesehen, die in der dargestellten Stellung der Scheibe von der Lampe 106 beleuchtet werden. Gegebenenfalls können diese beiden Zellen durch eine Zelle ersetzt werden. Diese Photozellen liegen auf der Senkrechten 98. Gleichfalls auf dieser Linie, jedoch diametral den Zellen 100 und 101 gegenüber, trägt die Scheibe auf der Vorderseite eine Photozelle 102, während

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ferner auf der Vorderseite der Scheibe auf der Horizontalen 99 eine Zelle 103 vorgesehen ist. Wenn die Scheibe sich mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit dreht, kann die Verlegung der horizontalen bzw. vertikalen llchtllnle gegenüber a%c in der Fig. 9a dargestellten Vergleichsstellungen aus der Zeit bestimmt werden, die zwischen dem Augenblick, wo sich die Scheibe 90 in der In Fig. 9a dargestellten VerglelchsstelIung befindet - also mit den Photozellen 100 und 101 in dem oberen Punkt und von der Lampe 106 beleuchtet - und dem Augenblick verstreicht, wo die Photozellen 103 bzw. 102 von der Lichtlinie 95 bzw. 96 beleuchtet werden. Von den Photozellen gegebenen Signale werden über geeignete Schleifringe abgenommen.

Die Wirkung ist folgendermaßen:

Die Photozellen 100 und 103 sind mit einem zur Vermessung des Sturzwinkels dienenden Kreis !09 verbunden. Dieser Kreis wird von dem Signal der Photozelle 100, wenn diese an der Lampe 106 vorübergeht, oder von dem Signal der Photozelle 103, wenn diese an der Lichtlinie 95 vorübergeht, eingestellt - In Abhängigkeit von demjenigen, was zuerst erfolgt - und von dem Signa) der anderen Photozelle zurückgestellt.

Der Kreis 109 liefert sodann ein Ausgangssignal, das proportional zur Zeitspanne t₂~t, zwischen diesen beiden Ereignissen Ist.

Wenn das Rad vertikal und der Zustand wie in Fig. 9a dargestellt ist, wird die Photozelle fOO von der Lampe 106 in demselben Augenblick erregt, wo die Photozelle 103 von der Lichtlinie 95 erregt wird. Es gibt dann keine Zeitdifferenz, das Ausgangssigna! ist 0, was einem Sturzwinkel 0 entspricht. In der in Flg. 9b dargestellten Stellung wird, wenn die Drehrichtung In der Richtung des Pfeiles 105 verlauft, also In der Darstellung nach links, die Photozelle 103 an der Lichtlinie 95

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vorübergehen, ehe die Photozelle 100 an die Lampe 106 gelangt ist. Der Kreis wird also zuerst von dem Signal der Photozelle 103 eingestellt und von den Ausgangssignal der Photozelle 100 zurückgestellt. Die der Ausgangsspannung des Kreises entsprechende Zeitdifferenz Ist ein MaB für den Sturzwinkel. Das Vorzeichen des Winkels wird aus der Polarität der Ausgangs* spannung bestimmt, die wiederum von dem Umstand abhSngt, welche Photozeife (103, 100} zuerst beleuchtet worden ist.

Die Vermessung der Vorspur bzw. Nachspur erfolgt in gleicher Weise mit Hilf· der Photozelien 101 und 102. Diese arbeiten mit dem Kreis 110 zusammen, der von dem Signal der Photozelle 101 oder der Photozelle 102 eingestellt und von dem Signal der anderen Photozelle zurückgestellt wird. in dem In Fig. 9a dargestellten Zustand - Vorspur gleich 0 - fallen die Signale der Photozellen 101 und 102 zusammen. In dem Zustand nach Flg. 9b - positive Vorspur - wird die Photozelie 101 zuerst von der Lampe 106 beleuchtet, wodurch der Kreis 110 eingestellt wird, und nach einer bestimmten Zeit, abhängig von der Vorspur, wird die Photozeile 102 von der Lichtlinie beleuchtet, wodurch der Kreis 110 zurückgestellt wird. Des Ausgangssignal Vu¹ ist ein Maß für die Zeitdifferenz *'₂~^f'\ ^{zwischen dem} Eintreten des Ausgangssignals der Photozelle 102 und dem Augenblick, wo das Ausganges!Qnal der Photozeile 101 eintritt. Bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit der Scheibe 90 repräsentiert dieses Ausgangssigna] die Vorspur.

Es ist möglich, mit Hilfe von sich drehenden Elementen eine relative Bewegung (Aotastung) nach einer Geraden zu bewirken. Die Figuren 11, 12 und 13 erläutern eine derartige Ausführung.

Die Fig. 11 zeigt eine Anordnung mit einem Projektor 120, eine vor demselben befindliche und über einen nicht eingezeichneten Motor angetriebene Scheibe 121, die mit einem Spiegel 122 zusammenarbeitet, der lotrecht zur Achse 123 eines Rades 124 angebracht ist. Die Fig. 12 ist eine Vorderansicht der

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Scheibe 121, in der zwei gekrümmte Schlitze 125, 126 vorgesehen »Ind. Der Verlauf der Kurve dieser Schlitze kann in Polarkoordinaten als

R - t ^k ψ

beschrieben werden, worin k eine Konstante ist. Hinter der Scheibe 121 sind vier längliche, fest aufgestellte lichtempfindliche Elemente 127 und 123 angebracht. Oie Elemente 127a und 127b liegen vertikal, und die Elemente 128a, 128b I legen horlzontal.

Diese lichtempfindlichen Elemente können z. B. aus Lichtleitfasern aufgebaut sein, die Je mit einer an den anderen Enden dieser Lichtleiter angeordneten Sammellinse 135 und einem Phototransistor 136 zusammenarbeiten. Wenn ein Element in Irgendeinem Punkt seiner langen Erstreckung von auffallendem Licht getroffen wird, sammelt die einfallende Strahlung Über die Linse 135 auf dem Phototransistor 136, der sodann ein Ausgangssignal liefert.

Der Bildwerfer 120 projiziert zwei Paare von Lichtllnlen, die unter einem Winkel zur Horizontalen bzw. Vertikalen verlaufen, und zwar das Linienpaar 129a, 129b und das Linienpaar 130a, 130b. Das Ganze wird hinsichtlich des Spiegels 122 derart eingestellt, daß bei neutraler Stellung des Spiegels 122, d. h. beim Sturzwinkel - 0 und bei Vorspur * 0, d. h. wenn die Ebene des Spiegels vertikal und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs und die Bildwerferachse senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs steht, die Lage der über den Spiegel 122 reflektierten Linien 129a, 129b symmetrisch hinsichtlich der Horizontalen bzw. der Vertikalen durch das Projektionszentrum Ist.

0Ie Fig. 12 zeigt diesen Zustand durch die VoI linien 129a, 129b und die Strichlinien 130a«, 130b¹ dargestellt.

Wenn die Radstellung von der gerade beschriebenen Stellung

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abweicht, wird die Stelle der Linien 129a, 129b, 13Ob, 13Oa von der Ausgangsstellung abweichen. Wenn das Rad einen positiven Sturz aufweist, werden die Reflexionen der Linien 129a, 129b niedriger als in der in Flg. 12 dargestellten Stellung liegen. Bei positivem Vorspurwinkel werden sie wie durch die Linien 130a, 130b angedeutet I Iegen. Die Verlegung dieser Linien wird durch deren Abtastung durch die Schlitze 125, 126 in Kombination mit den lichtempfindlichen Elementen beobachtet. Wenn sich die Scheibe mit gleichbleibender Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeiles 132 dreht, werden die Bilder längs der lichtempfindlichen Elemente mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit abgetastet, und die zwischen dem Empfang von LichtimpuI sen durch die Paare lichtempfindlicher Elemente vei— streichende Zeit Ist ein Maß für die Vorspur bzw. den Sturzwinket. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß keine Linear!tätsabweichungen auftreten und keine Schleifringe erforderlich sind. Das System bedingt jedoch einen bestimmten Abstand.

Anhand des Blockschaltbildes von Fig. 13 wird die Arbeitsweise erläutert.

Es wird angenommen, daß einmal je Umdrehung der Scheibe 121 ein Impuls von einem Impulsgeber 140 in dem Augenblick gegeben wird, wo die Schlitze vor keinem der lichtempfindlichen Elemente stehen. Dieser in Fig. 11 nicht verdeutlichte Impulsgeber kann z. B. eine Photozelle in Kombinatfon mit einer Lichtquelle sowie mit einer Öffnung in oder mit einem kontrastierenden Streifen auf der Scheibe sein. Nach dem Impuls aus dem Element 140, der die elektronischen Kipp-SchaIter 141, 142, 143, !44 zurückstellt, wird, falls es sich um die Vermessung eines Vorspurwinkels handelt - also der in Fig. 12 dargestellte Zustand - , zuerst die Photozelle des Elements 127a einen Impuls geben. Hinter diesem Impuls wird der Klpp-Schalter 143 hinter dem ODER Tor 145 und dem UND Tor 146 eingestellt, worauf der Zähler 147 über das UND Tor 148 die Impulse

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aus einem Zeitschrittimpulsgenerator 149 zu zählen anfangen kann.

Durch das Umkippen des Kipp-SchaIters 143 wird das UND Tor geöffnet, wodurch beim nächsten Impuls - In diesem Fall einem solchen der Photozeile des Elements 127b -Über die ODER Tore 151, 152 und die monostabile Schaltung 153 der Kipp-Scha)ter 143 zurückgestellt wird.

Die Pulsdauer der monostabilen Schaltung 143 ist länger als die der Impulse aus den Photozellen der Elemente 127a, 127b. um zu verhüten, daß der Klpp-Scha!ter 143 aufs neue auf die Folgezeit oder Hinterseite des zweiten Impulses eingestellt werden würde. An dem Zählerausgang ist das den gemessenen Winkel repräsentierende Zählergebnis verfügbar. Auf der Vorderseite des vorstehend erwähnten Rlickste I I I mpul ses am Ausgang des ODER Tores 15t wird die monostabile Schattung 154 gestartet, die das Zahlerspeicherwerk einlesen läßt. Die Hinterseite des Einleselmpulses betätigt über eine Verzögerungsschaltung 155 den monostabilen Multivibrator 156, der den Zähler 147 zurückstellt.

Das Zählergebnis ist nun im Speicherwerk verfügbar, bis eine nächste Zählung eingelesen wird.

Damit verhindert wird, daß nach einer halben Umdrehung der Scheibe ein« neue Messung mit einem schlechteren Ergebnis (In Abhängigkeit von dem Winkel, unter dem Schlitze und projlzierte Linien einander schneiden) gespeichert wird, kann »it dem RÜckstel I impuls aus dem ODER Tor 151 der Kippschalter 144 eingestellt werden, wonach das UND Tor 146 geschlossen ist und erst nach dam Impuls aus 140, der dann auch den Klpp-Schalttr 144 zurückstellen soll, wieder freikommt.

Wenn der gemessene Winkel so klein ist, daß die Impulse aus den Photozellen der Elemente 127a und 127b einander überdecken,

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wird Ober das UNO Tor 157 ein Rückstel!Impuls für den Kippschalter 143 gegeben, so daß dieser nicht eingestellt wird.

Das Vorzeichen des Winkels wird von dem Zustand bestimmt, in de« sich der Kipp-Schaiter 158 befindet. Dieser Zustand wird von dem Kipp-Schalter 141 bzw. 142 je nach der Reihenfolge der Impulse aus 127a oder 127b bestimmt. Dieser Klpp-SchaIter, der zuerst eingestellt wird, verbietet das Umkippen des nächsten Ober die ODER Tore 159 bzw. 160.

Dl· Schaltung zum Messen des Sturzwinkels ist der zum Messen des Vorspurwinkels gleich und deshalb nicht eingezeichnet.

Wie dargelegt, erfordert die vorstehend beschriebene Ausführungsform einen festen Abstand zwischen dem Bildwerfer und der Scheibe einerseits und dem Radspiegel andererseits. Das System ist durch diesen Abstand bedingt, wahrend ferner auch die Drehungsgeschwindigkeit der Scheibe einen festen Wert haben soll.

Diese Nachteile werden bei einer weiteren AusfUhrungsform vei— mieden, wobei nicht die Zeitdifferenz zwischen den Augenblikken, wo zwei impulse auftreten, gemessen wird, sondern die Impuls« gezShlt werden.

DI· Flg. 14a, 14b zeigen In Ansicht eine Scheibe 170, die der Scheibe 121 ähnlich ist, auf welcher aber ein einziger gekrümmter Schlitz 171 ausgebildet 1st, dessen Verlauf in Polarkoordinaten mit

angegeben werden kann. Hinter der Scheibe befinden sich wieder zwei Paar lichtempfindliche Elemente, und zwar das vertikale Paar 172a, 172b und das horizontale Paar 173a, 173b. Diese lichtempfindlichen Elemente sind ähnlich wie vorstehend mit Bezug auf die Elemente 127, 128 beschrieben ausgeführt.

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Der Bildwerfer projiziert nun über den Radspiegel eine Anzahl von Figuren, die aus vertikalen bzw. horizontalen Linien innerhalb einer keilförmigen Begrenzung bestehen. Die vertikalen Linien liegen innerhalb der Kelle 174a, 174b, und die horizontalen Linien liegen Innerhalb der Keile 175a, 175b.

Die Fig. 14a zeigt die Stelle der Rasterfiguren, gemäß welcher der Radspiegel aufrecht und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs steht.

Die Fig. 14b zeigt den Zustand, gemäß dem die Vorräder eiaen positiven Sturz und eine positive Vorspur haben. Das Rasterfigurenpaar 174a, 174b ist gegenüber dem Zustand nach Fig. 13a abwärts bewegt, während das Figurenpaar 175a, 175b, nach rechts verlegt Ist. Dies bedeutet, daß bei einer Drehung der Scheibe, wobei die Abtastung der Figuren durch den Schlitz 171 erfolgt, das lichtempfindliche Element 173b für eine Anzahl von Augenblicken beleuchtet werden wird, die der Anzahl von Lichtlinien innerhalb der Begrenzungen 177a, 177b entspricht, während das lichtempfindliche Element 172b für eine Anzahl von Augenblicken beleuchtet werden wird, die der Anzahl von Lichtlinien Inner' halb der Begrenzungen 178a, 178b entspricht. Die Anzahl von einem der lichtempfindlichen Elemente gelieferten Impulse bestimmt also die Größe des Sturzwinkels, während das Zeichen dieses Winkels durch die Antwort auf die Frage, welches der beiden lichtempfindlichen Elemente Impulse gelifert hat« bestimmbar Ist. Dasselbe gilt für die Größe und das Vorzeichen des Vorspurwinkels bezüglich der lichtempfindlichen Elemente 173a, 173b.

In Anbetracht der gesamten Darlegung zu dieser Erfindung Ist es deutlich, wie geeignete elektronische Kreise zum Durchführen der Messungen aufbaubar sind.

Eine Ausführungsform, bei der der Bildwerfer gleichfalls ein Linienbild auf den dieses Bild reflektierenden Radspiegel

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projiziert, jedoch die Abtastung der reflektierten Linien nicht nach einer geraden, sondern gekrümmten Bahn erfolgt, wird anhand der Figuren 15, 16, 17a und 17b erläutert.

Flg. Ϊ5 zeigt, wie dem Fahrzeugrad 180 gegenüber, an dem lotrecht zu dessen Drehungsachse ein Radspiegel 181 befestigt Ist, ein System aufgestellt Ist, das aus einem Bildwerfer 182, •Inem schräg angeordneten Spiegel 183 und einer die Bildwand bildenden Scheibe 184 mit einem elektrischen Abtastsystem und einem mechanischen Antriebssystem zu einem Gehäuse 185, besteht. Vor der Scheibe sind zwei Lamellen 195, 196 angebracht.

Flg. 16 zeigt In größerem Maßstab eine Seltenansicht des Projektionsund Abtastsystems. Die Figuren 17a und 17b zeigen •Ine Ansicht der Scheibe mit den Lamellen. Die Scheibe 184 wird von der in einem Lager,188 gelagerten Hohlachse 187 getragen. Die Scheibe ist an der Stelle 189 durchlöchert, und durch diese öffnung ragt das Ende eines Lichtleiters 190 hindurch, dessen anderes Ende durch die Hohlachse 187 hindurch geführt Ist und In kurzem Abstand vor einer Photozelle 191 ausmündet. Über ein Getriebe 192, 193 kann die Scheibe von •inem Motor 194 angetrieben werden. Vor der Scheibe sind zwei jeweils einen Winkel von 90 ° bestreichende Lamellen 195, 196 angebracht, deren Zweck nachstehend noch näher erläutert werden wird. Der Bildwerfer 182 Ist derart angebracht und der Spiegel 183 derart angeordnet, daß die Projektionsrichtung In tf»r Verlängerung der Achse 187 liegt und lotrecht zur Eben· der Scheibe 184 steht. Diese Projektionsrichtung Ist Γη Flg.15 mit der Bezeichnung 198 angedeutet. Der reflektiert· Strahl Ist mit 199 bezeichnet.

Der Bildwerfer projiziert ein Bild, das aus zwei Gruppen beiderseitig der Horizontalen liegender waagerechter Linien 200 und .201 und zwei Gruppen beiderseitig der Vertikalen liegender lotrechter Linien 202, 203 besteht. Das Ganze wird derart eingestellt, daß, wenn die Ebene der Vorderräder vertikal (Sturz 0) und parallel zur Längsache des Fahrzeugs (Vorspur * 0) Ist,

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dl» linke Begrenzung der Gruppe 202 und die rechte Begrenzung der Gruppe 203 mit der Vertikalen durch das Projektionszentrum zusammenfallen, während die untere Begrenzung der Gruppe 201 und die obere Begrenzung der Gruppe 200 mit der Horizontalen zusammenfallen. Die Flg. 17a zeigt diesen Zustand.

In Abhängigkeit von der Spur und dem Sturz verlagern sich die Gruppen hinsichtlich d&r Horizontalen bzw. Vertikalen. Die Flg. 17b zeigt den Zustand, der vorliegt, wenn das Vorderrad positiven Radsturz und positive Vorspur aufweist. Die Gruppen 200 und 20t sind abwärts verlagert, und die Gruppen 202 und sind nach links versetzt (dargestellt in dem Zustand, der eintritt, wenn das System dem - In der Fahrtrichtung betrachtet rechten Vorderrad gegenüber angeordnet ist).

Der Vorspurwinkel wird durch die Anzahl von Lichtlinien zwischen den vertikalen Begrenzungen 204 und 205 und der Sturzwinkel wird durch die Anzahl von Lichtllnlen zwischen den horizontalen Begrenzungen 206 und 207 bestimmt. Die horizontalen bzw. vertikalen Begrenzungen der Lamellen 195 und 196 bilden die Vergleichst I ηIen, auf die Bezug genommen wird, wenn die Linien gezählt werden. Diese außerhalb der Begrenzungen liegenden Linien werden durch die Abtastöffnung 189 abgetastet, die In dem Zustand nach Flg. 17a gar keine Lichttlnlen wahrnimmt und bei dem Zustand nach Fig. 17b eine Anzahl von Llchtllnien der vertikalen Gruppe und eine Anzahl von Lichtlinien der horizontalen Gruppen wahrnimmt. Selbstverständlich toll bei der Abtastung bekannt sein, welche Figur abgetastet wird. HIt anderen Worten: es soll bezüglich der Stelle der Licht· abtattöffnung 189 (erster, zweiter, dritter oder vierter Quadrant, Radsturz-* oder Vorspurmessung) Information geben. Die·· Information kann z. B. dadurch erhalten werden, daß auf der hinteren Seite der Scheibe eine Einteilung in helle oder dunkle Flachen vorgesehen wird, die von einer Photozelle abgetastet werden, oder daß entlang dem Umfang der Scheibe eine Anzahl von feststehenden Reed-Schaltern angebracht werden, die •Ich von einem auf der Scheibe angebrachten Magneten erregen lassen.

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Die oben beschriebene Ausführungsform hat den großen Vorteil, daß sie völlig unabhängig vom Abstand Ist, während die Verzeichnung durch schräge Projektion nur einen Fehler zweiter Ordnung verursacht. Die Zählung wird nicht von äer Form der Bahn der Llchtabtastöftnung 189 und ebensowenig von einer nicht konstanten Drehgeschwindigkeit der Scheibe beeinflußt. Das Ganze kann in sehr einfacher Weise aufgebaut werden.

Auch die elektronischen Kreise können verhältnismäßig einfach sein. Die Fig. 18 stellt das Blockschaltbild der entsprechenden elektronischen Kreise dar, und zwar insoweit diese sich auf die Sturzmessung beziehen. Die für die Vorspurmessung verwendeten Kreise sind ganz entsprechend ausgeführt und brauchen nicht näher erläutert zu werden.

Es wird davon ausgegangen, daß während der Drehung der Scheibe von zwei Photozellen 218 und 219 dunkle und helle Flächen auf z. B. der hinteren Seite der Scheibe abgetastet werden, um Auskunft über die Stellung der Scheibe zu erhalten, und daß angegeben wird, ob sich die durchgeführte Zählung von Llchtllnien durch die Lichtabtastöffnung 189 auf eine Sturzmessung oder eine Spurmessung bzw. einen positiven oder negativen Winkel bezieht. Es wird angenommen, daß ein "!"-Niveau der Zelle 218 angibt, daß eine Radsturzmessung durchgeführt wird, und ein "1"-Niveau der. Zelle 219 angibt, daß ein positiver SturzwinkeI gemessen wird.

Bei der Sturzbestimmung wird ein UND-Tor 220 durch das Signal der Zelle 218 offengehalten. Die Zähl impulse aus der Zelle 191, die von durch die Lichtabtastöffnung 189 aufgenommenem und von dem über den Lichtleiter 190 zu dieser Zelle geleiteten Licht erregt wird, werden über das Tor 220 von einen Zähler 221 registriert. Falls Impulse gezählt sind. Ist ein Klpp-Schelter 222 eingestellt, wodurch das UND-Tor 223 geöffnet ist, und bei dem nächsten Übergang nach Vorspur- oder

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Nachspurmessung wird von einem Invertierten Signal der Zelle 218 ein monostabiler Multivibrator 224 gestartet. über ein
ODER-Tor 225 wird durch den AusgangsimpuIs des Multivibrators 224 das Zählergebnis in dem Speicherwerk 226 eingelesen, wo
es zur nächsten Einlesung verfügbar bleibt. Wenn der gemessene Sturzwinkel ein positiver Winkel Ist, bleibt das UND-Tor durch die Zelle 218 und 219 geöffnet, so daß beim ersten Zahlimpuls aus dem Tor 220 der Klpp-SchaIter 228 umkippt.

Auf den schon erwähnten EinlesebefehI, der von dem ODER-Tor herkommt, wird gleichzeitig mit dem Zahlergebnis auch der Ausgangszustand des Klpp-SchaIters 228 in einem Speicherelement 229 eingelesen, wodurch der Jeweilige Zeichenausgang erregt
ist.

Ein· Niveau-Umkippung der Zelle 218 nach einer Vorspurmessung wird in einem Fünfteller 230 verarbeitet. Bei einem Impuls
aus dem Tor 220 infoige der Aufnahme einer Linie aus dem Sturzraster wird der Fünfteller Immer zurückgestellt. Wird in
keinen der beiden beteiligten Quadranten eine Sturzlinie vorgefunden (Radsturz · 0), so wird der Fünfteller beim nächsten Übergang nach Vorspurmessung dem ODER-Tor 225 einen impuls zuführen, wodurch die Speicherwerke auch in diesem Fall eingelesen werden. Das Zahlergebnis ist nun selbstverständlich
Null. Einer der Zeichenausgänge bleibt erregt. Wenn dieser Umstand unerwünscht Ist, kann er durch den Einsatz eines zusätzlichen Speicherelements verhindert werden.

Es »ei vermerkt, daß der Zähler und der Kipp-SchaIter kurz
nach dem Einlesen der Speicherwerke über die Verzögerungsschaltung 251 und den monostabilen Multivibrator 232 zurückgestelIt werden.

Es tst an sich bekannt, daß der Nachlauf der Vorderräder aus einer Messung des Radsturzes, die bei über einen gewissen
Winkel nach links bzw. nach rechts eingeschlagenen Vorrädern

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durchgeführt ist, abgeleitet werden kann. Dabei wird ein dreiteiliger Spiegel benutzt, so daß auch bei ausgeschlagenen Rädern eine Spiegeloberfläche parallel zur Längsachse des Fahrzeugs gebracht werden kann und Reflexionen möglich sind.

Gemäß Fig. 19 weist ein Spiegel 250 einen lotrecht zur Achse des Rades 251 stehenden Teil 252 und zwei unter einem Winkel darauf stehende Teile 253, 254 auf. Die Räder 251, 251a werden nun so weit nach links eingeschlagen, daß der Teil 254 lotrecht auf der optischen Achse 255 des Systems "Bildwerfer-Bildwand-Abtastung" 256 steht. Sodann wird in üblicher Weise die Radsturzmessung durchgeführt. Darauf werden die Räder nach rechts eingeschlagen, und die Radsturzmessung wird bei Benutzung des Spiegelteils 253 wiederholt. Danach werden mit Hilfe der Seiten 254a, 253a des Spiegels 25Oa entsprechende Radsturzmessungen für das Rad 251 durch nicht eingezeichnete, auf der Seite dieses Rades vorhandene Meßapparatur durchgeführt. Aus den Ergebnissen beider Messungen je Rad kann der Vorlauf dieses Rades abgeleitet werden.

Die Fig. 20 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Kreise, die in Verbindung mit der oben beschriebenen Ausführungsform zum Messen des Vorlaufs Anwendung finden können. Die Wirkung kann in folgender Weise zusammengefaßt werden.

Die Meßwerte des jeweiligen Rades mit dem zugehörigen Vorzeichen aus den normalen Sturzspeicherwerken werden, nachdem einer Anzahl von Bedingungen genügt ist, nacheinander in zwei zusätzliche Speicherwerke 204, 205 eingelesen. Die Bedingungen sind durch die UND-Tore 286 und 287 symbolisiert. Zu diesen Bedingungen gehört unter anderem die Beleuchtung von zwei zusätzlichen Photozellen, womit angegeben ist/ daß die Lenkung um den richtigen Winkel nach rechts eingeschlagen steht.

Es sollen noch mehrere Vorkehrungen getroffen werden: beide Photozellen sollen während der Messung und nicht nur beim

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Einlesen beleuchtet bleiben (z. B. Einlesen bei dem zweiten Zeit-SchrlttImpuIs bei Systemen nach Flg. 18 und ununterbrochene Beleuchtung der Zellen, wonach weitere Informationsübertragungen verboten sind.

Die Erkennung des Zustands nach "links" oder nach "rechts" •ingeschlagener Lenkräder ist mit einfachen Mitteln möglich. 0Ie Verarbeitung der in den Speicherwerken 284 und 285 gespeicherten Information ist z. B. analog über einen Digitalanalogwand ier "OAC" 288, 289 möglich. Dadurch, daß in der Schaltung 290 die in dieser Weise erhaltenen Spannungen voneinander abgezogen und darauf mit dem gewünschten Faktor in dem Kreis 291 multipliziert werden, ist das Ergebnis in analoger Form verfügbar.

In Abhängigkeit von der weiteren Verarbeitung kann dieses Ei— gebnls wunschgemäß wieder mittels eines Analogdigitalwendlers 292 In digitale Form gebracht werden.

Obige Meßsysteme eignen sich gut für Anwendung bei den modernen programmiert arbeitenden Fahrzeugdiagnosesystemen.

Ansprüche;

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Claims

- 27 Ansprüche:

Einrichtung zum Durchführen von RadwInkelMessungen an Fahrzeugen, die mit einem mit dem Jeweiligen Rad zusammenwirkenden optischen System zum Abbilden von einer oder Mehreren Marken oder Mustern auf einer Bildwand versehen Ist, ferner mit einem oder mehreren In der Bildwand liegenden lichtempfindlichen Elementen und mit Mitteln zum Bewirken einer relativen Bewegung zwischen einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen und der oder den Marken bzw. Mustern, wobei die Bewegung durch eine Winkelverschiebung eines Bildwerfers hinsichtlich einer Vergleichsstellung verursacht wird und wobei während dieser Bewegung Signale erzeugt werden, aus deren Werten bei Vergleichsstellungen der Jeweilige Radwinkel abgeleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines geeigneten von dem Bildwerfer (6) projizlerten Musters (28) mittels lichtempfindlicher Elemente (3t) Signale erhalten werden, aus deren Zählung unmittelbar der zu bestimmende Radwinkel abgeleitet werden kann.

Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bildwerfer (ZO, 21), der sich dafür eignet» Ober einen Spiegel (26, 27) eine Anzahl in regelmäßigem Abstand zueinander liegender Marken (28, 29) auf die auf derselben Seite des Spiegels (26, 27) liegende Bildwand (22, 23) zu projizieren, die zumindest ein von den Marken . (28, 29) bestrichenes lichtempfindliches Element (31, 34) enthalt und wobei entweder der Bildwerfer (20, 21) und die Bildwand (22, 23) oder der Spiegel (26, 27) über einen begrenzten Winkel um eine horizontale bzw. vert I kale Achse verschwenkt werden kann.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennze i chnet, daß der Spiegel (50) lotrecht zur Radachse an das Rad gekuppelt werden kann und die um
• ine sich durch die optische Achse des Bildwerfers ei—
streckende horizontale Achse (53) verschwenkbare Bildwand (52) dem Spiegel (50) gegenüber aufgesteI 11 werden kann,
wobei die Bildwand (52) zwei auf einer waagerechten, sich durch die optische Achse erstreckenden Linie (53) liegenden lichtempfindliche Elemente (59, 60) enthält, von denen das erste mit In einer vertikalen Reihe (56) angeordneten Harken und das zweite mit einer Vergleichsmarke (57) zusammenarbeitet, derart daß, wenn die optische Achse in einer Richtung lotrecht auf der Spiegeloberfläche (52) steht, die Vergleichsmarke (57) zum Liefern eines ersten Vergleichssignals auf das zweite Element (60) fällt, während weiter Mittel zum Liefern eines zweiten Vergleichssignals, wenn
die optische Achse sich in der waagerechten Stellung befindet, vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei jeweils lotrecht zur Radachse an ein Rad (24, 25) eines Radpaars zu kuppelnde Spiegel (26, 27), die jeder mit einem von zwei Bildwerfern (20, 21) zusammenarbeiten, deren optische Achse im wesentlichen lotrecht auf der Längsachse (3) des Fahrzeugs steht, und die Jeder mit einem in einer lotrecht auf der optischen Achse stehenden Bildwand (22, 23) liegenden lichtempfindlichen Element
(31, 33) zusammenwirken, wobei dieses Element (31,33) auf einer vertikalen Linie durch die optische Achse liegt und wobei von den Bildwerfern (20, 21) zumindest einer eine
Anzahl in regelmäßigen Abständen zueinander In einer waagerechten Reihe liegender Marken (28, 29) derart projiziert werden, daß die vordere bei einer gegenseitig lotrechten
Stellung des Radspiegeis (26) und der optischen Achse auf das zugehörige Element (31) fällt, während der andere Bildwerfer (21) zumindest eine Vergleichsmarke (29) projiziert,

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die bei einer gegenseitig in einer Richtung senkrechten Stellung der optischen Achse dieses Bildwerfers (21) und Radspiegels (27) auf das beteiligte Element (33) fällt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bildwerfer eine Reihe in regelmäßigem Abstand zueinander liegender Marken (28, 29) projizieren, wobei die Vergleichsmarke durch die hintere Marke der zweiten Reihe (29), die der ersten Reihe entgegengesetzt gerichtet Ist, gebildet wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g β kennze i chnet, daß die Marken (28, 29) aus vertikalen Linien bestehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken jeder Gruppe «ine Begrenzung in Form eines rechtwinkligen Dreiecks (83, 85) aufweisen, dessen eine Kathete die vordere bzw. hintere Marke biIdet.

8. Einrichtung zum Durchführen von Radwinkelmessungen an Fahrzeugen, die mit einem mit dem jeweiligen Rad zusammenwirkenden optischen System zum Abbilden von einer oder mehreren Marken oder Mustern auf einer Bildwand versehen ist, ferner mit einem oder mehreren in der Bildwand liegenden lichtempfindlichen Elementen und mit Mittein zum Bewirken einer relativen Bewegung zwischen einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen und der oder den Marken bzw. Mustern, wobei die Bewegung durch eine Winkel verschiebung eines Bildwerfers hinsichtlich einer VergleichsstelIung verursacht wird und wobei während dieser Bewegung Signale erzeugt werden, aus deren Werten bei Vergleichsstellungen der jeweilige Radwinkel abgeleitet werden kann, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung dadurch erhalten wird, daß das lichtempfindliche Element (100) oder die lichtempfindlichen Elemente

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(100, ΙΟΙ, 102, 103) hinsichtlich des auf der Bildwand (90) gebildeten Bildes verlegt werden, wobei mittels des lichtempfindlichen Elements (100) bzw. der lichtempfindlichen Elemente (100, 101, 102, 103) den zu bestimmenden Radwinkel repräsentierende Signale erhalten werden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e kennzel chnet , daß die Bewegung der lichtempfindlichen Elemente hinsichtlich der Marke oder der Marken nach einer gekrümmten Bahn (128, 129) erfolgt.

10". Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen lotrecht zur Radachse (123) des zu vermessenden Rades (124), daran zu kuppelnden Spiegel (122) und ein demselben gegenüber aufzustellendes optisches System mit zumindest einem in einer vertikalen Bildwand (121) um eine lotrecht auf der Längsachse des Fahrzuugs stehende Achse mit einem vorher bestimmten konstanten Geschwindigkeit drehbaren lichtempfindlichen Element (127) zum Abtasten eines nach Reflexion auf diese Bildwand projlzlerten Bildes, das aus wenigstens einer horizontalen und wenigstens einer vertikalen I I ηienförmlgen Marke (128) besteht, die derart projiziert wird, daß bei einer Stellung des Spiegels (122), vertikal und parallel zur Langsachse des Fahrzeugs, der Schnittpunkt der Marken auf der Drehungsachse liegt und wobei die Bestimmung der Radwinkel aus der Zeitdifferenz und der gegenseitigen Reihenfolge der Augenblicke, In denen ein die Position des Elements auf der horizontalen bzw, vertikalen Linie durch die Drehungsachse repräsentierendes Vergleichssignal eintritt und des Augenblicks, In dem ein beim Vorübergehen an der horizontalen bzw. vertikalen Marke von dem Element geliefertes Signal eintritt, abgeleitet wird.

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11. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen lotrecht zur Radachse (123) des Jeweiligen Rades (124) zu kuppelnden Spiegel (122) und ein demselben gegenüber aufzustellendes optisches System, das aus zumindest einem in einer vertikalen Ebene um die optische Achse dieses Systems drehbaren lichtempfindlichen Element (172, 173) und einem Bildwerfer besteht, der nach der optischen Achse des Systems auf den Spiegel eine in einer vertikalen Ebene liegende Rasterfigur (174, 175) projiziert, die aus zwei Gruppen zueinander parallelen Linien mit Jeweils zwei zu einer Achse eines sich durch die optische Achse erstreckenden Achsenkreuzes mit horizontalen und vertikalen Achsen parallelen Gruppen besteht, welche Gruppen beiderseitig dieser Achse liegen, wobei das lichtempfindliche Element in Rückwirkung auf das Vorübergehen der Linien einer ZShI scha Itung zuzuführende Ausgangssignale liefert und wobei auch Mittel zum Liefern eines Vergleichssignals, wenn das lichtempfindliche Element an der horizontalen bzw. vertikalen Achse vorübergeht, sowie Mittel zum Liefern einer information bezüglich des Vorhandenseins des lichtempfindlichen Elements In einem der durch das Achsenkreuz gebildeten Quadranten vorgesehen sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere in einer vertikalen Ebene liegende Abschirmelemente, die sich über einen bestimmten Abstand beiderseitig der horizontalen bzw. vertikalen Achse erstrecken, wobei das Vergleichssignal von dem lichtempfindlichen Element selbst beim Vorübergehen an dem auf der horizontalen bzw. vertikalen Achse liegenden Rand eines Abschirmelements erzeugt wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwerfer das Rasterbild über einen unter einem Winkel zur optischen Achse angeordneten Spiegel (183) auf den Radspiegel (181) wirft.

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14. Einrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine um die optische Achse rotierend angetriebene Scheibe, In deren Vorderfläche das Ende eines Lichtleiters ausmündet, dessen anderes Ende sich gegenüber zumindest einem lichtempfindlichen Element bef indet.

15. Einrichtung nach Anspruch β, gekennzeichnet durch einen lotrecht zur Radachse an das Jeweilige Rad zu kuppelnden Spiegel und ein demselben gegenüber aufzustellendes optisches System, das aus zumindest zwei beiderseitig dessen optischer Achse liegenden lönqlichen horizontalen und/oder vertikalen lichtempfindlichen Elementen und einer vor denselben angebrachten, um eine mit der optischen Achse des Systems zusammenfallenden Achse rotierend angetriebenen Scheibe besteht, in dessen Ebene zumindest ein sich von der Mitte her bis zum Rand erstrekkehder Schlitz gebildet Ist, der eine derart gebogene Gestalt hat, daß bei gleichmäßiger Drehung der Scheibe eine linear nach der Zeit verlaufende Abtastung der lichtempfindlichen Elemente erreicht wird, wobei wetter ein Bildwerfer zum Projizieren auf den Spiegel eines Systems von um die optische Achse verteilten Figuren vorgesehen Ist, und zwar derart, daß die Stelle, deren Reflexion durch den Spiegel, auf die die Bildwand sich abbildet, sich auf der drehenden Scheibe hinsichtlich der lichtempfindlichen Elemente den zu bestimmenden Radwinkel repräsentiert.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Figuren aus wenigstens zwei beiderseitig der Projektionsachse liegenden , eine In einer vertikalen Ebene liegende horizontale und/oder vei— tikale Linie durch die optische Achse in dem gleichen Punkt unter gleichen Winkeln schneidenden Linien bestehen.

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17. Einrichtung nach Anspruch \b, dadurch g e kennzelcnnet, daß die Figuren aus wenigstens zwei beiderseitig des Ursprungs von zwei sich diagonal gegenüber liegenden Quadranten eines sich durch die optische Achse erstreckenden Achsenkreuzes, mit horizontalen bzw. vertikalen Achsen, liegenden Gruppen zueinander parallelen Linien bestehen, wobei die Linien Jeder Gruppe lotrecht euf einer Achse des Achsenkreuzes stehen und jede Gruppe auf der dieser Achse zugekehrten Seite von einer die beteiligte Achse unter einem gleichen Winkel schneidenden Linie begrenzt wird.

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