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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Durchmessers einer durch mindestens einen Punkt einer Umfangsfl?che an R?dern von Rads?tzen mit einem Radkranz- bzw. Radreifenprofil verlaufenden Umfangslinie, und eine Einrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens.

Ein Verfahren der gattungsgem??en Art ist bereits bekannt geworden durch die EP-0254772 B1. Dort wird vorgeschlagen, die Lage von zwei in Umfangrichtung versetzten, in gleicher Querschnittsebene liegenden beliebigen Punkten auf der Lauffl?che eines auf einer Laufebene befindlichen Rades relativ zueinander durch gleichzeitiges Antasten zu ermitteln und unter Zuhilfenahme der Bogenh?he des Kreisbogens über der diese beiden Punkte verbindenden Sehne den Raddurchmesser in dieser Querschnittsebene zu berechnen.

Zur Durchführung des gattungsgem??en Verfahrens wird dort eine Einrichtung vorgeschlagen mit mindestens einer in einem Me?bereich angeordneten Laufebene, mindestens einer Einrichtung enthaltend mindestens eine Strahlenquelle zur Erzeugung von Reflexionsfl?chen mittels elektromagnetischer Strahlenbündel an der Lauffl?che, Sensor- oder Empfangseinrichtungen zur Erfassung der genannten Reflexionsfl?chen sowie eine Steuer- und Auswerteeinrichtung, verbunden mit einer Ausgabeeinheit, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung sowohl mit den Empfangseinrichtungen als auch mit der Einrichtung zur Erzeugung der Reflexionsfl?chen verbunden ist und wobei diese Einrichtung und die genannten Empfangseinrichtungen derart relativ zueinander angeordnet sind, da? die Erzeugung der Reflexionsfl?chen und deren Erfassung innerhalb des Me?bereichs m?glich ist.

Nach dem in der EP-0254772 B1 vorgeschlagenen Verfahren, durchgeführt mit der genannten Einrichtung zu diesem Verfahren, ist es m?glich, den Durchmesser eines Rades nur in einer bestimmten Querschnittebene zu ermitteln. Da diese Querschnittebene vorbestimmt ist, mu? das Rad bzw. der Radsatz so geführt werden, da? kein unzul?ssiger seitlicher Versatz auftreten kann, da sonst die gewünschte Querschnittsebene nicht erfa?t wird. Weist die angetastete Querschnittsebene des Rades Ausbr?ckelungen auf und f?llt wenigstens eine Antastung zuf?llig in den Bereich der Ausbr?ckelung, so wird ein für die Berechnung nicht verwendbarer Tastpunkt aufgenommen und die nachfolgende Berechnung des Durchmessers wird mit falschen Daten durchgeführt, weil die Ausbr?ckelungen nicht erkannt werden.

Zus?tzlich kann der Bereich der Lauffl?che bei im Fahrzeug eingebauten R?dern durch Umbauten wie Sandrohre und Bremsbacken teilweise verdeckt und somit für eine Messung schlecht zug?nglich und die Me?basis eingeschr?nkt sein.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem die Durchmesser an R?dern von Rads?tzen so ermittelt werden k?nnen, da? durch seitlichen Versatz der R?der sowie durch Ausbr?ckelungen und Umbauten keine Beeintr?chtigung der Me?daten erfolgt. Weiterhin soll eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird nach dem vorgeschlagenen Verfahren dadurch gel?st,

• da? am Rad eine konzentrisch zu einer Radachse verlaufende Referenzlinie bestimmt bzw. definiert wird,
• da? in Umfangsrichtung der Referenzlinie versetzt zum gleichen Zeitpunkt mindestens drei Lichtschnitte, die die Referenzlinie schneiden und damit je einen Schnittpunkt bilden, gelegt werden,
• da?jeder dieser Schnittpunkte von einer zugeordneten Kamera erfa?t wird,
• da? die relative Lage dieser Schnittpunkte der Lichtschnitte mit der Referenzlinie in einen, definierten Bezugssystem aus den Aufnahmedaten von zugeordneten Empfangseinrichtungen unter Berücksichtigung der Abbildungsgesetze ermittelt wird,
• da? relativ zu diesem Bezugssystem die Lage mindestens eines Punktes auf der Umfangslinie des zu ermittelnden Durchmessers ermittelt wird,
• da? aus der relativen Lage der Schnittpunkte der Lichtschnitte mit der Referenzlinie die Lage der Mittellinie der Radachse relativ zu diesem Bezugssystem und der relative Abstand des Bezugssystems zur gewünschten Umfangslinie und hieraus der Durchmesser dieser Umfangslinie ermittelt wird.

Mit der Berechnung des Durchmessers einer konzentrisch zur Radachse verlaufenden Referenzlinie wird ein Ausgangsma? geschaffen für die angestrebte Durchmesserberechnung im Bereich des Radkranz- bzw. des Radreifenprofils. Mit dem jeweiligen radialen Abstand eines Punktes oder auch mehrerer Punkte auf dem Lichtschnitt der Profillinie eines Radkranz- bzw. Radreifenprofils von der Referenzlinie k?nnen nun der oder die Durchmesser von jeweils durch diese Punkte verlaufenden Umfangslinien berechnet werden. Dadurch, da? ein Lichtschnitt der Profillinie für die Auswahl von Punkten zur Verfügung steht, ist es m?glich, zu jedem beliebigen Punkt auf dieser Profillinie bzw. auf dem Lichtschnitt den Durchmesser einer durch diesen Punkt verlaufenden Umfangslinie zu bestimmen. Sollte ein aufgenommener Lichtschnitt in einem Profilbereich liegen der Ausbr?ckelungen aufweist, kann dieser Mangel durch eine Interpolation beseitigt werden. Als konzentrisch zur Radachse verlaufende Referenzlinien kann jede durch den Lichtschnitt erreichbare Linie am Rad ausgew?hlt werden. Hierdurch k?nnen Vorzugsweise Referenzlinien auf die Spurkranzkuppe des Radkranz- bzw. Radreifenprofils gelegt werden, da dieser Bereich am wenigsten verschlissen und gut zug?nglich ist, bzw. nicht durch Sandrohre oder Umbauten verdeckt ist.

Zur Durchführung des der Erfindung zugrundeliegenden Verfahrens wird eine Einrichtung vorgeschlagen, mit mindestens einer in einem Me?bereich angeordneten Laufebene, mindestens einer Einrichtung enthaltend mindestens eine Strahlenquelle zur Erzeugung von Reflexionsfl?chen mittels elektromagnetischer Strahlenbündel an der Lauffl?che, Sensor- oder Empfangseinrichtungen zur Erfassung der gen. Reflexionsfl?chen sowie einer Steuer- und Auswerteeinrichtung verbunden mit einer Ausgabeeinheit, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung sowohl mit den Empfangseinrichtungen als auch mit der Einrichtung zur Erzeugung der Reflexionsfl?chen verbunden ist und wobei diese Einrichtung und die genannten Empfangseinrichtungen derart relativ zueinander angeordnet sind, da? die Erzeugung der Reflexionsfl?chen und deren Erfassung innerhalb des Me?bereichs m?glich ist, bei der Mittel zur Erzeugung von mindestens drei Strahlenb?umen mit zugeordneten Empfangseinrichtungen vorgesehen sind, wobei mit jedem Strahlenbaum ein Lichtschnitt erzeugt werden kann.

Hierdurch ist es m?glich, den Durchmesser eines Rades nicht nur in einer bestimmten Querschnittebene zu ermitteln sondern, durch die M?glichkeit der Erzeugung von sich in Querschnittsrichtung überdeckenden Lichtschnitten, auf dem ganzen Radkranz- bzw. Radreifenprofil in jeder vom Lichtschnitt überdeckten Querschnittsebene. Für die Aufnahme der Referenzlinie des zu vermessenden Rades bzw. des Radsatzes ist daher eine enge axiale Führung des Rades oder des Radsatzes nicht erforderlich.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgem??en Einrichtung wird vorgeschlagen, da? zwei Empfangseinrichtungen zu den ihnen zugeordneten Strahlenb?umen so angeordnet sind, da? ihre optischen Achsen sich etwa rechtwinklig schneiden. Hierdurch wird erreicht, da? die von den Strahlenb?umen erzeugten Lichtschnitte aus einer günstigen Aufnahmeposition von den Empfangseinrichtungen aufgenommen werden k?nnen und dadurch Verzerrungen minimiert werden.

Nach einer zus?tzlichen Ausgestaltung der erfindungsgem??en Einrichtung wird vorgeschlagen, da? zur Erzeugung der Strahlenb?ume je eine Strahlenquelle oder mindestens eine Strahlenquelle mit mindestens zwei Strahlenteilern und mindestens einem Umlenkspiegel vorgesehen ist. Mit diesen Ausgestaltungen wird erreicht, da? je nach Bedarf und Platzverh?ltnissen eine oder mehrere Strahlenquellen eingesetzt werden k?nnen. Beim Einsatz einer Strahlenquelle mit mehreren Strahlenteilern und Umlenkspiegel ist es m?glich, eine kompakte, kostengünstige Einheit zu schaffen, die z.B. als Modul vorgesehen sein kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgem??en Einrichtung wird vorgeschlagen, da? zwei Empfangseinrichtungen so angeordnet sind, da? sie je mit ihren optischen Achsen einen Abstand zwischen den Lichtschnitten eines gr??ten zu vermessenden Rades und eines kleinsten zu vermessenden Rades etwa mittig durchlaufen. Hierdurch wird erreicht, da? die Aufnahmen der Lichtschnitte durch die Empfangseinrichtungen über den gesamten Aufnahmebereich bzw. in dem Bereichs des Abstandes in guter Sch?rfe empfangen werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgem??en Einrichtung wird vorgeschlagen, da? eine Strahlenquelle bzw. ein Strahlenbaum zur Erzeugung eines Lichtschnittes so angeordnet ist, da? ihre optische Achse etwa radial zur Radachse und senkrecht zur Laufebene verl?uft und da? eine ihr zugeordnete Empfangseinrichtung so angeordnet ist, da? ihre optische Achse mit der optischen Achse der Strahlenquelle einen spitzen Winkel bildet. Hierdurch kann der durch die Strahlenquelle erzeugte Lichtschnitt besonders dann, wenn der Spitze Winkel gro? ist, von der Empfangseinrichtung nahezu unverzerrt aufgenommen und abgebildet werden.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen n?her erl?utert werden.

Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer erfindungsgem??en Einrichtung in einer Seitenansicht

Figur 2

eine schematische Darstellung der erfindungsgem??en Einrichtung in einer Vorderansicht in Laufrichtung des Rades

Figur 3,4 und 5

schematisch dargestellt die Abbildungen der Lichtkanten auf einer Spurkranzkuppe

Figur 6

schematisch dargestellt die Punkte auf der Spurkranzkuppe in einem rechtwinkligen Koordinatensystem

Figur 7 und 8

schematisch dargestellt einen Radkranz mit den durch Lichtschnitte beleuchteten Bereichen

Figur 9

eine erg?nzende Darstellung zu Figur 7

Figur 10

eine weitere Ausführungsm?glichkeit der erfindungsgem??en Einrichtung schematisch dargestellt

Figur 11

weitere schematische Darstellung einer erfindungsgem??en Einrichtung in einer Seitenansicht

Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau der erfindungsgem??en Einrichtung aus einer Seitenansicht. Gleichzeitig werden hier ein kleinstes zu vermessendes Rad 3 und ein gr??tes zu vermessendes Rad 3' dargestellt. Auf der Laufebene 2 einer entsprechend abgestützten Schiene 1 kann sich ein Rad 3,3' eines nicht n?her dargestellten Radsatzes beispielsweise rollend bewegen. Das Rad 3,3' befindet sich in einer geeigneten Me?position, in der die Lichtschnitte 37,37',38,40,40' durch die Strahlenquellen 4,4',7 erzeugt und für die Durchmesserermittlung durch die Empfangseinrichtungen 6,6',14 aufgenommen werden k?nnen. Das Erreichen der Me?position kann z.B. mit Hilfe mechanischer oder optischer Fühler ermittelt werden. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist die Me?position erreicht, wenn z.B. der Aufstandspunkt 10 in der optischen Achse 12 der Strahlenquelle 7 liegt. Dies ist dann der Fall, wenn die Empfangseinrichtung 14 erstmals ein Bild erfa?t. Beidseitig des Aufstandpunktes 10 ist je eine Strahlenquelle 4,4' zur Erzeugung von Lichtschnitten 37,37',40,40', beispielsweise auf einer Spurkranzkuppe 5,5' des Rades 3,3', angeordnet und zwar so, da? der Querschnitt der Spurkranzkuppe 5,5' vom Lichtschnitt 37,37',40,40' erfa?t wird. Hierzu sind die Strahlenquellen 4,4' beidseitig einer Ebene 8, die senkrecht zur Laufebene 2 steht und in der in Me?position die Radsatzachse liegt, so angeordnet, das ihre optischen Achsen 19,19' die Laufebene 2 in bekannten, spitzen Winkeln 27,27' schneiden. Die Strahlenquellen 4,4', k?nnen dabei beispielsweise als Laser ausgebildet sein. Die den Strahlenquellen 4,4' zugeordneten Empfangseinrichtungen 6,6' sind beidseitig der genannten Ebene 8 zwischen den Strahlenquellen 4,4' angeordnet. Um einen dritten Lichtschnitt zu erzeugen, ist eine dritte Strahlenquelle 7 etwa mittig zwischen den Empfangseinrichtungen 6, 6' so angeordnet, da? ihre optische Achse 12 senkrecht zur Laufebene steht. Die dritte Strahlenquelle 7 erzeugt dabei einen Lichtschnitt 38 auf dem Radkranz- bzw. auf dem Radreifenprofil 13 ausgehend von der in Figur 2 gezeigten inneren Radstirnfl?che 11, wenn das Rad in Me?position steht. Auch diese Strahlenquelle 7 kann als Laser ausgebildet sein. Der Strahlenquelle 7 ist ebenfalls eine Empfangseinrichtung 14 zugeordnet. Die mit dem Lichtschnitt 38 beleuchtete Profilkontur des Radkranzes- bzw. Radreifenprofils 13 wird dieser Empfangseinrichtung 14 so über einen Umlenkspiegel 15 zugeleitet, da? die optische Achse 12 der Strahlenquelle 7 und die optische Achse 16 der Empfangseinrichtung 14 dabei in einen spitzen Winkel 17 aufeinandertreffen. Besonders dann, wenn der spitze Winkel 17 gro? ist, kann der Lichtschnitt 38 nahezu unverzerrt von der Empfangseinrichtung 14 aufgenommen und abgebildet werden. Um die anderen Lichtschnitte 37,37',40,40' aus einer günstigen Position aufnehmen zu k?nnen und dabei Verzerrungen zu vermeiden, sind die entsprechenden Empfangseinrichtungen 6,6' so angeordnet, da? ihre optischen Achsen 18,18' die optischen Achsen 19,19' der ihnen zugeordneten Strahlenquellen 4,4' etwa in einem rechten Winkel 20,20' kreuzen. Als Empfangseinrichtungen 6,6',14 k?nnen CCD- Kameras vorgesehen sein.

Die Strahlenquellen 4,4',7 und die ihnen zugeordneten Empfangseinrichtungen 6,6',14 k?nnen unterhalb der von einer Schiene 1 gebildeten Lauffl?che 2 angeordnet sein. Die Strahlenquellen 4,4' zur Erzeugung der Lichtschnitte 37,37',40,40' auf der Spurkranzkuppe 5,5' sind in bekannten Abst?nden 21,21' zur Laufebene 2 unterhalb dieser und mit bekanntem Abstand 22 zueinander angeordnet. Die dritte Strahlenquelle 7 zur Erzeugung eines Lichtschnittes 38 auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 ist auf der Mitte dises Abstandes 22 angeordnet. Die Empfangseinrichtungen 6,6' sind beidseitig der dritten Strahlenquelle 7 in bekannten Abst?nden 23,23' zu den anderen Strahlenquellen 4,4' und in bekannten Abst?nden 24,24' zur Laufebene 2 angeordnet.

Die Empfangseinrichtungen 6,6',14 sind, wie in Figur 2 dargestellt, zur Schiene 1 so angeordnet, da? ihre optischen Achsen 12,18,18' bekannte Abst?nde 25,26 zur Laufebene 2 und untereinander aufweisen. Anstelle einer Empfangseinrichtung 14 zur Aufnahme des Radkranz- bzw. Radreifenprofils 13 k?nnen wie in Figur 2 dargestellt auch mehrere Empfangseinrichtungen vorgesehen sein. Wie in Figur 1 dargestellt verlaufen die optischen Achsen 18,18' der Strahlenquellen 4,4' mittig durch die Abst?nde 41,41' zwischen den Lichtschnitten 37 und 37' sowie 40 und 40', jeweils zwischen dem gr??ten Rad 3' und dem kleinsten Rad 3. Hierdurch k?nnen Lichtschnitte in dem Bereich der Abst?nde 41,41' von den Empfangseinrichtungen 6,6' in guter Sch?rfe empfangen werden. Alle Strahlenquellen 4,4',7 sowie alle Empfangseinrichtungen 6,6',14 sind, wie weiter in Figur 1 dargestellt, über übertragungsmittel 28,29,31,32,33,34 mit einem Rechner 30 verbunden. An den Rechner 30, der als Steuer- und Auswerteeinheit dient, ist über ein weiteres übertragungmittel 35 eine Ausgabeeinheit 36 angeschlossen.

Die erfindungsgem??e Einrichtung zur Erfassung von Durchmessern an R?dern kann mit Hilfe eines oder mehrerer Lehrenrads?tze, deren Abmessungen bekannt sind, überprüft und eingestellt werden. Dabei durchl?uft ein solcher Lehrenradsatz die erfindungsgem??e Einrichtung und die notwendigen Daten zur Ermittlung des am Lehrenradsatz bekannten Durchmessers werden erfa?t. Mit den erfa?ten Daten wird dann ein Durchmesser ermittelt und mit dem bekannten Durchmesser des Lehrenradsatzes verglichen.

Ein Me?vorgang nach dem erfindungsgem??en Verfahren wird dadurch eingeleitet, da? das Rad 3,3' bzw. ein in Figur 1 nicht dargestellter Radsatz beispielsweise in Pfeilrichtung 39 auf der Laufebene 2 der Schiene 1 in die eingeschaltete und damit betriebsbereite erfindungsgem??e Einrichtung einrollt. Sodann wird in der in Figur 1 dargestellten Me?position, die mit der Ebene 8 zusammenf?llt, der Me?vorgang ausgel??t. Die Ausl?sung des Me?vorgangs kann durch einen in Figur 1 nicht dargestellten Schienenschalter, der vom Rad selbst bet?tigt wird, erfolgen. Ausl?ser k?nnte auch sein das erstmalige Erfassen eines Lichtschnittes durch die Empfangseinrichtung 14. Nach dem Bet?tigen z.B. des Schienenschalters koordiniert der Rechner 30 den weiteren Ablauf des Me?vorganges und aktiviert über die übertragungsmittel 28,29,31,32,33,34 mindestens die Strahlenquellen 4,4' und die diesen zugeordneten Empfangseinrichtungen 6,6'. Die Strahlenquellen 4,4',7 erzeugen sodann Lichtschnitte 37,37',38 auf der Spurkranzkuppe 5,5' und auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13. Gleichzeitig werden von den Empfangseinrichtungen 6,6',14 die als diffus reflektierte Linien sichtbaren Lichtschnitte 37,37',38;40,40' in Lage und Form aufgenommen und dem Rechner 30 über die übertragungsmittel 31,32,33 zugeleitet und dort gespeichert. Mit den bekannten Anordnungen der Strahlenquellen 4,4',7 und der Empfangseinrichtungen 6,6',14 relativ zueinander und relativ zu der Laufebene 2 und den damit bekannten Abst?nden 21,21'22,23,23',24,24', den Abst?nden 25,26 (Figur 2) sowie den definierten Winkeln 27,27' (Figur 1) und den abgespeicherten Daten der aufgenommenen Lichtschnitte 37,37',38 errechnet der Rechner 30 nun die Lage und Form der Lichtschnitte 37,37' auf der Spurkranzkuppe 5,5' und die Lage und Form der durch den Lichtschnitt 38 beleuchteten Profillinie des Radkranz- bzw. Radreifenprofils 13.

Figur 2 zeigt die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgem??en Verfahrens aus der Ansicht in Richtung Z bzw. in Laufrichtung des Rades 3. Das Rad 3 befindet sich in Me?position. Auf der Spurkranzkuppe 5 und auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 werden durch die in Figur 2 nicht dargestellten Strahlenquellen 4,4',7 die Lichtschnitte 37,37',38 erzeugt. Die Lichtschnitte 37,37' werden von der Empfangseinrichtung 6 und der in Figur 2 nicht dargestellten Empfangseinrichtung 6' aufgenommen und abgebildet, sowie der Lichtschnitt 38 über einen Umlenkspiegel 15 von der Empfangseinrichtung 14. Von den Empfangseinrichtungen 6,6',14 aus werden nun die abgebildeten Lichtschnitte 37,37',38, wie schon zuvor beschrieben, an den in Figur 2 nicht dargestellten Rechner 30 weitergeleitet.

Figur 11 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgem??en Einrichtung in einer Seitenansicht, bei dem Strahlenquellen durch Strahlenteiler 91,92 und Umlenkspiegel 90 ersetzt sind. Nur eine Strahlenquelle 93 zur Erzeugung eines Laserstrahls 94 ist dann erforderlich. Der von der Strahlenquelle 93 erzeugte Laserstrahl 94 trifft auf den Strahlenteiler 91 und wird aufgeteilt in den Strahlenbaum 89, mit der optischen Achse 19' und dem Laserstrahl 94'. Der Laserstrahl 94' trifft auf den Strahlenteiler 92 und wird aufgeteilt in den Strahlenbaum 87, mit der optischen Achse 12 und dem Laserstrahl 94''. Dieser Laserstrahl 94'' trifft auf den Umlenkspiegel 90, wird umgelenkt und bildet den Strahlenbaum 88, mit der optischen Achse 19. Die Empfangseinrichtungen 6,6',14 sind verblieben und die für die Wirkungsweise der Anlage erforderlichen relativen Abst?nde der Bauteile der Einrichtung stimmen mit den relativen Abst?nden einer Einrichtung nach Figur 1 überein. Die Ausl?sung eines Me?vorganges erfolgt bei dieser Einrichtung nach Figur 11 in gleicher Weise wie bei einer Einrichtung nach Figur 1 z.B. durch Ausl?sen eines nicht dargestellten Schienenschalters. Nach dem Bet?tigen des Schienenschalters koordiniert der Rechner 30 den weiteren Ablauf des Me?vorganges und aktiviert über die übertragungsmittel 31,32,33,95 die Strahlenquelle 93 und die zugeordneten Empfangseinrichtungen 6,6'. Die Strahlenquelle 93 erzeugt sodann über Laserstrahl 94,94',94'' Strahlenteiler 91,92 und Umlenkspiegel 90 sowie Strahlenb?ume 87,88,89 die Lichtschnitte 37,37',38 auf der Spurkranzkuppe 5,5' und auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13. Der weitere Funktionsablauf erfolgt dann wie bei einer Einrichtung nach Figuren 1 und 2.

In den Figuren 3 und 4 sind die Abbildungen 42,43 der Lichtschnitte 37,37' der in Figur 2 gezeigten Spurkranzkuppe 5 und in Figur 5 die Abbildung 44 des Lichtschnittes 38 des Radkranz- bzw. Radreifenprofils 13 dargestellt. Der in Figur 1 schematisch dargestellte Rechner 30 bestimmt aus den Abbildungen 42,43 der Spurkranzkuppe 5 die Punkte 46,47 auf der Spurkranzkuppe 5, die von der Radachse 9 den gr??ten radialen Abstand 45 aufweisen. Ebenso bestimmt der Rechner 30 aus der Abbildung 44 des Radkranz- bzw. Radreifenprofils 13 den Punkt 48 auf der Spurkranzkuppe 5, der ebenfalls den gr??ten radialen Abstand 45 von der Radachse 9 aufweist.

Diese Punkte 46,47,48 werden definiert durch je eine parallel zur Radachse verlaufende Tangente 51,51',51'', die an den Abbildungen 42,43,44 anliegt (Figuren 3 bis 5). Die Punkte 46,47,48 liegen auf den Schnittpunkten einer zur Radachse 9 rechtwinkligen Ebene 49 und den Tangenten 51,51',51''. Aus den so definierten Punkten 46,47,48 kann nun die in Figur 6 dargestellte Umfangslinie 57 des in Figur 2 dargestellten Spurkranzdurchmessers 60 vom Rechner 30 (Figur 1) errechnet werden. Dabei werden die Punkte 46,47,48 von dem Rechner 30 in ein rechtwinkliges Koordinatensystem unter Festlegung der jeweiligen x,y-Koordinaten eingeordnet. Der Punkt 46 erh?lt beispielsweise die Koordinaten x1,y1, der Punkt 48 die Koordinaten x2,y2 und der Punkt 47 die Koordinaten x3,y3. Für die Berechnung des Durchmessers des durch die Umfangslinie 57 beschriebenen Kreises werden beispielsweise die Punkte 46 mit 48 und 47 mit 48 durch die Sehnen 52, 53 verbunden. Mit Hilfe der Koordinaten kann nun die Steigung der jeweiligen Sehne berechnet werden und aus den Steigungen, die die Sehnen aufweisen, sind wiederum die Steigungen von Mittelsenkrechten 54,55 auf den Sehnen 52, 53 berechenbar. Die Mittelsenkrechten 54, 55 schneiden sich im Mittelpunkt 56 des durch die Umfangslinie 57 beschriebenen Kreises. Die Koordinaten xm, ym des Mittelpunktes 56 sind ebenfalls berechenbar. Der zweimalige Abstand des Mittelpunktes 56 von einem der Punkte 46, 47, 48 ist nun der gesuchte Durchmesser des durch die Umfangslinie 57 beschriebenen Kreises, der hier gleich dem Spurkranzdurchmesser 60 ist. Ausgehend von diesem Spurkranzdurchmesser 60 k?nnen nun auch andere Durchmesser am Rad berechnet werden. Beispielsweise kann der in Figur 2 und 5 dargestellte Me?kreisdurchmesser 59 berechnet werden. Hierzu wird vom Spurkranzdurchmesser 60 zweimal die Spurkranzh?he 61, die durch den Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Me?kreisebene 58 mit dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 und dem Spurkranzdurchmesser 60 definiert ist, abgezogen. Spurkranzdurchmesser 60 minus zweimal Spurkranzh?he 61 ergibt den Me?kreisdurchmesser 59.

In dem zuvor beschriebenen Beispiel wurde eine Querschnittsebene am Rad, die durch den Spurkranzdurchmesser 60 verl?uft, als Referenzlinie verwendet. Es ist aber auch jede andere Querschnittsebene, die durch den Spurkranz gelegt wird, als Referenzlinie geeignet.

Auf diese Art und Weise k?nnen auch andere Durchmesser als der Me?kreisdurchmesser 59 berechnet werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die jeweilige Spurkranzh?he 61 zu dem Punkt am Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 zu ermitteln, der in der Ebene am Rad liegt, deren Durchmesser berechnet werden soll. In ?hnlicher Weise kann verfahren werden, wenn anstelle des Spurkranzes als Referenzlinie eine andere Referenzlinie am Rad 3 ausgew?hlt wird.

Die Berechnung des Durchmessers der Referenzlinie kann selbstverst?ndlich auch auf andere Weise erfolgen, als hier beschrieben.

In Figur 7 wird eine Referenzlinie, gebildet aus einer ?u?eren Radstirnfl?che 67 und einer inneren Zylinderfl?che 69, die bei R?dern mit Radreifen die Me?fl?che für die Radreifendicke ist, dargestellt.

Die eigentliche Referenzlinie soll die Kante 70 sein. Die ?u?ere Radstirnfl?che 67 und eine innere Zylinderfl?che 69 werden von einer Strahlenquelle 71, deren optische Achse 72 unter einem bekannten Winkel 73 zur ?u?eren Radstirnfl?che 67 angeordnet ist, beleuchtet und ein Lichtschnitt 74 so aufgebracht, da? beim Aufnehmen dieses Lichtschnittes 74 durch eine Empfangseinrichtung 75 die Kante 70 von der Empfangseinrichtung 75 abgebildet werden kann. Die Empfangseinrichtung 75 kann mit ihrer optischen Achse 76 senkrecht zur ?u?eren Radstirnfl?che 67 oder unter irgendeinem anderen bekannten Winkel zur Radstirnfl?che 67 angeordnet sein. Wichtig ist nur, da? die Kante 70 erfa?t wird. Durch die Wahl der Kante 70 als Referenzlinie ist auf einfache Weise sichergestellt, da? die Referenzlinie in einer Querschnittsebene zur Radachse 9,9' liegt. Um den Durchmesser 85 der Kante 70 berechnen zu k?nnen, sind insgesamt drei Aufnahmen notwendig. In Figur 7 ist lediglich nur eine Aufnahme eines Lichtschnittes 74 der Kante 70 dargestellt. Zum Ermitteln weiterer Daten zur Berechnung von Durchmessern an der Radumfangsfl?che in definierter Lage am Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 wird die innere Radstirnfl?che 11 und eine Spurkranzkehle 65 mindestens bis zur Me?kreisebene 58 durch die Lichtschnitte 77, 78 beleuchtet, die von den Strahlenquellen 79, 80 erzeugt und von der Empfangseinrichtung 81 aufgenommen werden.

Da die relative Lage der Strahlenquellen 71, 79, 80 relativ zueinander und zu den Empfangseinrichtungen 75, 81 bekannt ist, sind radiale Abst?nde von der Kante 70 bis zu ausgew?hlten Punkten auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 berechenbar. Die Lage der Me?kreisebene 58 ist, ausgehend vom Lichtschnitt 77, auf der inneren Radstirnfl?che 11 des Rades leicht definierbar.

Figur 8 zeigt eine ?hnliche Anordnung der Lichtschnitte wie Figur 7. Lediglich die Lichtschnitte 77 und 78 sind in Figur 8 zu einem Lichtschnitt 82 zusammengefa?t und ohne Unterbrechung bis zur Me?kreisebene 58 geführt.

Figur 9 ist eine erg?nzende Darstellung zu Figur 7. In Figur 7 ist lediglich eine Strahlenquelle 71 zur Erzeugung eines Lichtschnittes an der Kante 70 mit der dazugeh?rigen Empfangseinrichtung 75 dargestellt. Figur 9 zeigt auch die restlichen in Figur 7 nicht dargestellten Strahlenquellen 71', 71'' mit den ihnen zugeordneten Empfangseinrichtungen 75', 75''.

In Figur 10 wird eine Ausgestaltung der erfindungsgem??en Einrichtung gezeigt, bei der die optische Achse 12 der Strahlenquelle 7, die auf dem Radkranz- bzw. auf dem Radreifenprofil 13 den Lichtschnitt 38 erzeugt, unter einem spitzen Winkel 83 zur Laufebene 2 und durch den Aufstandspunkt 10 verl?uft. Die Empfangseinrichtung 14 ist so angeordnet, da? ihre optische Achse 16 auf die optische Achse 12 der Strahlenquelle 7 in einem m?glichst gro?en, spitzen Winkel 17 trifft.

Das aufzunehmende Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 wird bei einer solchen Stellung der optischen Achse 12 der Strahlenquelle 7 nicht radial zur Radachse 9, 9' abgebildet. Eine Berechnung von Durchmessern am Umfang des Rades 3 bzw. des Spurkranzdurchmessers 60 ist aber trotzdem m?glich. Auch ist es m?glich die richtige Spurkranzh?he 61 sowie das unverzerrte Profil zu errechnen, denn die Lage des Lichtschnittes 38 auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 ist bekannt und somit auch die Lage des aufgenommenen und abgebildeten Radkranz- bzw. Radreifenprofils 13, wodurch die Einordnung der Daten in ein Koordinatensystem m?glich wird. Für den Punkt 86 auf der Spurkranzkuppe 5, 5' k?nnen Koordinaten x, y ermittel werden, womit die Lage dieses Punktes 86 in einem karthesischen Koordinatensystem definiert ist. Mit dem Punkt 86, unter Einbeziehung der anderen beiden Punkte 46, 47 (Fig. 3, Fig. 4) auf der Spurkranzkuppe 5,5', kann der Spurkranzdurchmesser 60 berechnet werden. Liegt der Spurkranzdurchmesser 60 vor, ist auch der Mittelpunkt bzw. die durch den Mittelpunkt gehende Mittellinie des Rades 3 definiert und die Koordinaten xm, ym (Figur 6) bekannt. Da auch für weitere Punkte des Lichtschnittes 38 auf dem Radkranz- bzw. Radreifenprofil 13 die Koordinaten bestimmbar sind, kann die Profillinie so nachgebildet werden, da? sie einem Lichtschnitt radial zur Radachse 9,9', wie in Figur 1 dargestellt, entspricht.

Die errechneten Durchmesser k?nnen von der Ausgabeeinheit ausgedruckt oder auf einem Bildschirm dargestellt werden.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Schiene

2

Laufebene

3,3'

Rad

4,4'

Strahlenquellen

5,5'

Spurkranzkuppe

6,6'

Empfangseinrichtungen

7

Strahlenquelle

8

Ebeme

9,9'

Radachse

10

Aufstandspunkt

11

innere Radstirnfl?che

12

optische Achse

13

Radkranz-/Radreifenprofil

14

Empfangseinrichtung

15

Umlenkspiegel

16

optische Achse

17

spitzer Winkel

18,18'

optische Achse

19,19'

optische Achse

20,20'

rechter Winkel

21,21'

Abstand

22

Abstand

23,23'

Abstand

24,24'

Abstand

25

Abstand

26

Abstand

27,27'

spitzer Winkel

28

übertragungsmittel

29

übertragungsmittel

30

Rechner

31

übertragungsmittel

32

übertragungsmittel

33

übertragungsmittel

34

übertragungsmittel

35

übertragungsmittel

36

Ausgabeeinheit

37,37'

Lichtschnitt

38

Lichtschnitt

39

Pfeilrichtung

40,40'

Lichtschnitt

41,41'

Lichtschnitt

42

Abbildung

43

Abbildung

44

Abbildung

45

radialer Abstand

46

Punkt

47

Punkt

48

Punkt

49

Ebene

50

nicht belegt

51,51',51''

Tangente

52

Sehne

53

Sehne

54

Mittelsenkrechte

55

Mittelsenkrechte

56

Mittelpunkt

57

Umfangslinie

58

Me?kreisebene

59

Me?kreisdurchmesser

60

Spurkranzdurchmesser

61

Spurkranzh?he

62-64

nicht belegt

65

Spurkranzkehle

66

nicht belegt

67

?u?ere Radstirnfl?che

68

nicht belegt

69

Zylinderfl?che

70

Kante

71,71',71''

Strahlenquelle

72

optische Achse

73

Winkel

74

Lichtschnitt

75,75',75''

Empfangseinrichtung

76

optische Achse

77

Lichtschnitt

78

Lichtschnitt

79

Strahlenquelle

80

Strahlenquelle

81

Empfangseinrichtung

82

Lichtschnitt

83

Winkel

84

nicht belegt

85

Durchmesser

86

Punkt

87

Strahlenbaum

88

Strahlenbaum

89

Strahlenbaum

90

Umlenkspiegel

91

Strahlenteiler

92

Strahlenteiler

93

Strahlenquelle

94,94',94''

Laserstrahl

95

übertragungsmittel

Z

Seitenansicht

x1,x2,x3

Koordinaten

y1,y2,y3

Koordinaten

xm,ym

Koordinaten