AT399048B - Müllmengenwäge- und volumenerfassungssystem - Google Patents

Description

AT 399 048 B

Die Erfindung betrifft ein Müllmengenwäge- und Volumenerfassungssystem vorzugsweise für die Verwendung an Müllfahrzeugen, zur dynamischen Verwiegung des pro Mullbehälter anfallenden Müllgewichtes, wobei an der am Müllfahrzeug angeordneten Behälterentleervorrichtung eine zwei Brückenplatten aufweisende Wiegebrücke mit Wägezellen vorgesehen ist, mittels welcher die einzelnen Müllbehälter - nach ihrer Identifikation und Registrierung durch eigene an der Behälterentleervorrichtung befindlicher Identifikationssysteme - jeweils vor und nach dem Entleeren wägbar sind und die jeweils ermittelte Gewichtsdifferenz als tatsächlich entleertes Müllgewicht an eine, vorzugsweise im Fahrerhaus befindliche Rechner-, Speicherund Druckerstation weiterleitbar ist, wobei mehrere Wägungen in kurzen Zeitintervallen, bei Erreichen bestimmter Referenzpunkte der Hubbewegung, ohne Unterbrechung des Hub- bzw. Absenkvorganges des Müllbehälters erfolgen, und zur Kompensation der unterschiedlichen Wägebedingungen, wie Fahrzeugneigung, Schwingungen der Müllverdichtungseinrichtung,unterschiedliche Beschleunigungen heim Heben und Senken usw., mehrere Wägezelien im Bereich der Wiegebrücke angeordnet sind.

Das Problem der Wageeinrichtungen der genannten Art ist nun, daß der Entsorgungsvorgang, d.h. die Behälterentleerung wie bisher, ohne Unterbrechung der Hub- bzw. Senkbewegung der Behälterentleervor-richtung erfolgen muß, die Verwiegung also dynamisch - im Umfeld der Schwingungseinflüsse des Gesamtsystems - durchzuführen ist.

Es sind nun bereits Wägeeinrichtungen an Müllfahrzeugen bekannt, beispielsweise nach der EP-OS 0402 352, welche versuchen, die bekannten Störgrößen unter Zuhilfenahme von Beschleunigungssensoren bzw. Referenzgewichten der Wägesignale zu korrigieren. Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch, daß das Referenzgewicht mit der zugehörigen Wägezelle ein eigenes Feder-Masse-System bildet, welches örtlich getrennt von den Müll-Wägezellen angeordnet ist und somit keinesfalls ein phasengleiches Signal zu den Wägezellenschwingungen zu erwarten ist. Zudem wird bei diesen Systemen die Fahrzeugneigung nicht berücksichtigt, da die Messung der Beschleunigung einer Masse unabhängig von deren Neigung ist, die Nulltarierung jedoch immer im Leerzustand der Behälterentleervorrichtung zu erfolgen hat. Das bedeutet also, daß schwere und träge Masse, welche nach dem Äuquivalenzprinzip als gleichwertig zu betrachten sind, immer gleichzeitig ermittelt werden müssen. Es gibt ferner Müllwägesysteme, welche einfach einen Mittelwert über den Schwingungsverlauf bilden - auch diese Systeme sind unbefriedigend, da die Schwingungsamplituden keineswegs nach oben und unten entlang einer Zeitachse gleiche Formen aufweisen. Ferner ist es bekannt Wägeeinrichtungen mit einem Gelenkviereck auszustatten, um den Schwerpunktsabstand der zu bestimmenden last zu egalisieren. Diese möglichst reibungsfreie Lagerung der Wiegebrücke kann beispielsweise mittels elastischer Elemente erfolgen, z.B. mittels Blattfedern, schwingungsdämpfenden Gummielementen usw.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Müllwagesysteme dadurch gelöst, daß jeweils wenigstens zwei Wagezellen in Belastungsrichtung hintereinander oder parallel zueinander angeordnet und unter wahlweisem Zwischenschalten eines Zusatzgewichtes miteinander verbunden sind, wobei die eine Brückenplatte eine Verbindung mit der ersten Wägezelle einer solchen Wägezellenanordnung aufweist, und die jeweils anderen Wägezellen der Wägezellenanordnung definiert mehr- bzw. minderbelastet sind als die ersten Wägezellen, und daß die Wiegebrücke wenigstens zwei Behälteraufnahmeeinrichtungen aufweist. Damit wird erreicht, daß die hintereinandergeschalteten, im allgemeinen formschlüssig miteinander verbundenen Meßzellen ein synchrones Schwingungsverhalten aufweisen und die durch das Zusatzgewicht definiert höher belasteten Meßzellen zur Ermittlung der Neigungs- und Beschleunigungparameter herangezogen werden können. Die Ausführung der Wiegebrücke in Form eines Gelenkwiereckes mittels elastischer Verbindungselemente, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so erfolgen, daß im Bereich der Verbindungselemente weitere zusätzliche Dämpfungselemente vorgesehen sind. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergehen sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Anhand der ermittelten Müllgewichte und dem bekannten spezifischen Gewicht der einzelnen Müllarten wird erfindungsgemäß als Zusatzinformation der Füllgrad und das Füllvolumen der einzelnen Müllbehälter errechnet. Damit kann eine bedarfsabhängige Entsorgungsfrequenz ermittelt und detaillierte Datenanalysen im Entsorgungsgebiet ausgearbeitet werden, insbesondere auch ob die vor Ort zur Verfügung stehenden Sammelgefäße ausreichen bzw. optimal genützt werden.

Der Sinn der Müllverwiegung ist nun, daß mit Hilfe einer verursachergerechten Zuordnung der Müllgebühren ein Eindämmen der immer drohender werdenden Müllberge zu erwarten ist, wobei eine Mülleinsparung bei flächendeckender Einführung der Wägesysteme von 20-25% realistisch erscheint: Wer weniger Müll produziert soll dafür auch belohnt werden, d.h. weniger Müllgebühren zahlen! Darüber-hinaus wird mit der Müllverwiegung die Wertstofttrennung unterstützt, da für sortenreine Sammelergebnisse niedrigere Gebühren denkbar sind.

Da die Ermittlung des Müllgewichtes alleine zu wenig aussagekräftig für den Müllanfall ist, besteht die Notwendigkeit gleichzeitig mit der Gewichtsermittlung ein Volumenerfassungssystem zu integrieren. Es 2

AT 399 048 B besteht zwar die Möglichkeit mittels Ultraschall-Echolot oder Sichtkontrolle, sowie mittels mechanischer Tiefenlehren die Füllhöhe eines Müllgefäßes zu ermitteln. Diese Methoden sind jedoch allesamt äußerst unzuverlässig, da die Mülloberfläche immer nur reliefartig ausgebildet ist und z.B. durch nach oben stehende Gegenstände eine Volumenmessung oder Füllgradbeurteilung mit den erwähnten Methoden ausgeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, den Füllgrad und das Müllvolumen unter Zuhilfenahme des gewogenen Müllgewichtes zu errechnen, wobei als Basis das bekannte spezifische Durchschnittsgewicht einer bestimmten Müllfraktion dient. Dazu können in einer weiteren Ausgestaltung dieser Lösung im Heckbereich des Fahrzeuges Vorwahltasten zur Eingabe der gerade zu entleerenden Müilart vorgesehen sein. Der im Fahrerhaus befindliche Bordrechner ordnet dann automatisch das richtige spezifische Müllgewicht zu. Zusätzlich wird noch mittles einer Plausibilitätsprüfung das tatsächliche spezifische Müflgewicht ständig korrigiert und auf den für das Gebiet aktuellen Wert gebracht.

Darüberhinaus setzt sich die Erfindung zum Ziel eine Wägeeinrichtung zu schaffen, welche es ermöglicht gleichzeitig für zwei Behälterentleereinrichtungen, welche nebeneinander, an einem Fahrzeug angeordnet sind, zu dienen. Bei den bisher bekannten Ausführungen war es erforderlich, bei zwei sich nebeneinander befindlichen Behälterentleereinrichtungen, auch zwei getrennten Waagen mit eignenen Rechnerbereichen zu installieren, was naturgemäß sehr teuer und vom Markt nicht akzeptierbar ist. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die beiden Behälterentleereinrichtungen -welche auch unabhängig voneinander arbeiten können - an einer einzigen Brückenplatte befestigt sind, welche ihrerseits mit den Wägezellen in Verbindung steht. Durch die permanente Kraftmessung während der Hub- bzw. Absenkbewegungen und deren logische Verknüpfung mittels Referenzsensoren, ist es erstmals möglich für zwei getrennte Behälterentleervorrichtungen ein einziges Wägesystem zu verwenden.

Anhand von Zeichnungen sollen nun einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgenstandes näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Waage in Seitenansicht. Fig. 2 dieselbe Ausführung in Draufsicht. Die Fig. 3 bis 9 zeigen einige Ausführungsformen der Anordnung der Meßzellen. Fig. 10,11 und 12 zeigen einige Beispiele von Waagenkonstruktionen. Fig. 13 bis 17 zeigen Varianten der Lagerung der Wiegebrücken. Hg. 18 und 19 zeigen weitere Beispiele von Hubkippeinrichtungen mit integriertem Wägesystem. Fig. 20 zeigt eine Schemaübersicht über ein Gesamtfahrzeug mit Wiegeeinrichtung und Identifikationssystem. Die Fig. 21 und 22 zeigen die graphische Darstellung des Wägevorganges in Bewegung und in Ruhe. Die Fig. 23 und 24 dienen zur Darstellung der Kräfteverteilung während des Wiegevorganges.

Wie in Fig. 1 erkennbar ist an einer Behälterentleervorrichtung -1- eine vordere Brückenplatte -2- und eine hintere Brückenplatte -3- angeordnet, wobei die beiden Wiegebrücken -2,3- elastisch miteinander, mittels Federelementen -4,4a,5,5a- verbunden sind. Weiters stehen die beiden Brückenplatten -2,3- durch die Wiegezellen -6,6a,7,7a-miteinander in Verbindung. Die Wiegezellen -6,6a,7,7a- sind dabei mittels reibungsarmer Kardangelenke -9,10- mit den Wiegebrücken -2,3- gekuppelt. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind an der hinteren Wiegebrücke -3- zwei Schüttkämme -12,12a- befestigt; es können somit bei dieser Ausführung zwei gleiche oder unterschiedliche Müllsammelgefäße gleichzeitig entleert und gewogen werden. Die Müllsammelgefäße -16,17- werden dabei mittels einer sog. Kammaufhahme entleert, oder bei den grob Müllbehältern -90- mittels seitlich angeordneter Hubarme -13,13a- durch Aufnahme an den Zapfen -15-. Die Auflage -14- dient zur elastischen Abstützung während des Entleervorganges. Wie in Fig. 1 dargestellt sind die Wiegezellen -6,6a,7,7a- jeweils so angeordnet, daß je zwei Wiegezellen -6,6a- bzw. -7,7a- in Belastungsrichtung hintereinander vorgesehen sind, wobei die Verbindung der beiden Wiegezellen -6,7- bzw. -6a,7a- mittels eines Zusatzgewichtes -8,8a-erfolgt. Die Fig. 3 und Fig. 4 zeigen in näherer Darstellung die Anordnung der Meßzelleneinheit. Eine Primärzelle -6- ist mit einer Sekundärzelle -7- über das Zusatzgerwicht -8- verbunden. Das Zusatzgewicht -8- wiederum besteht aus zwei Hälften -8',8"-, welche durch die Schrauben -22,23- festgeschraubt sind. Die Wägezellen -6,7- sind herkömmliche Zug-Druck-Meßdosen. Es gibt aber auch sog. Biegestab-Wägezellen -24,25-, wie in Fig. 5 dargesteilt, welche ebenfalls über ein Zusatzgesicht -26- miteinenader verschraubbar sind. Die Anordnung nach Fig. 5 muß dabei symmetrisch austariert sein und zwecks reibungsarmer Aufhängung mit Gelenklageraugen -27,28-versehen werden. Fig. 6 zeigt eine Konstruktion mit einem Waagebalken -31-, an welchem die beiden Meßzellen -6,7- gelenkig befestigt sind. Je nach dem Übersetzungsverhältnis L1/L2 ist dabei die Wägezelle -7- geringer belastet und kann somit kleiner ausgebildet werden. Fig. 7 zeigt eine Ausführung, wo die beiden Wägezellen -6,7- unmittelbar mittels einer Schraube -32-verbunden sind. Das Zusatzgewicht kann in diesem Fall entfallen, da ja die Meßzelle -6-selbst ein Mehrgewicht darstellt, um welches die Wägezelle -7-mehrbelastet wird. In Fig. 6 ist der Waagebalken -31- gleichzeitig das Zusatzgewicht. Fig. 8 zeigt eine Variante, bei welcher ein Zusatzgewicht -8- von den beiden Wägezellen -6,7- eingeklemmt wird. In Fig. 9 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher sich die Sekundärwägezellen -35,35a- parallel zur Primärwägezelle -34- befinden. Die Verbindung, welche dabei auch gleichzeitig das Zusatzgewicht darstellt, wird dabei vom Balken -33- bewirkt. Fig. 10 zeigt ein Beispiel, bei welchem die beiden Wiegebrücken -2,3- zwar als 3

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Parallelogrammkonstruktion angeordnet sind, wobei jedoch nur im oberen Bereich elastische Lagerlelemen-te -36,37- vorgesehen sind; unten erfolgt die Verbindung der Wiegebrückren -2,3- durch die Anordnung der Wägezellen -24,25- selbst, wobei wiederum ein Zusatzgewicht -26- die formschiüssige Verbindung der beiden Wägezellen -24,25- herstelit. Fig. 11 beschreibt eine Möglichkeit im Rahmen des Erfindungsgedan-5 kens, bei welcher die Wägezellen -40,41- mit zwischengeschaltetem Zusatzgewicht -42 -, sowie die untere Lagerung -43- an einer verchromten Kolbenstange -39- erfolgt. Die Wiegebrücke -38- ist dabei mit der unteren Lagerung -43- und der Wägezelle -40- starr verbunden. Am sog. Schüttkamm -12- ist ein Behälter -16- einhängbar. Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführung, wobei die untere Lagerung als Gelenk -24-ausgebildet ist; im oberen Bereich ist die Wiegebrücke -3- direkt mit den Wägezellen -40,41- verbunden, io wobei sich das Zusatzgewicht -42- zwischen den beiden Wägezellen -40,41- befindet.

Die Konstruktion der beiden Wiegebrücken -2,3- wird wie an sich bekannt so ausgeführt, daß ein Parallelogramm entsteht, mit der Absicht, daß der Abstand des Schwerpunktes des Mülls bzw. der Mülltonne für die Wiegung gleichgültig ist. Diese Anordnung sollte möglichst reibungsfrei erfolgen, weshalb des öfteren elastische Verbindungseiemente Verwendung finden. Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei 15 welchem ein elastischer Flachstab -47- aus Stahl oder Kunststoff eingesetzt wird, der an seinen Enden noch zusätzlich mit elastischen Elementen -37,45,45a- versehen ist. Dies hat den Zweck, die Vibrationen des Müllfahrzeuges möglichst herauszufiltem, bzw. dagegen zu isolieren. Fig. 14 zeigt eine Variante, wo zwischen zwei elastischen Federblattstäben -47,49- eine Gummipiatte -48- vorgesehen ist, welche einen schwingungsdämpfenden Effekt aufweist. Mittels der Platten -46,46a- sind die Federelemente an den 20 Wiegebrücken -2,3-festgeklemmt. Die Fig. 15 beschreibt eine Ausführung, wo ein starrer Flachstab -54- an seinen beiden Enden elastisch, mittels Gummilager -45,45a,50,50a- mit den Wiegebrücken -2,3- verbunden sit. Fig. 16 und Fig. 17 zeigen eine Ausführung unter Verwendung handelsüblicher Torsionselemente -51,52-, weiche mit einem Flachstab -53- miteinander verbunden sind. Zur zusätzlichen Vibrationsdämpfung dienen hier ebenfalls Gummiplatten -55,56-. 25 Fig. 18 zeigt eine weitere Variante des Erfindungsgegenstandes, wobei die Hubbewegung der Behälter-rentleereinrichtung zu Beginn senkrecht, an Führungsschienen -57- geführt erfolgt und später erst die Kippbewegung ausgeführt wird. Hier wird ebenfalls ein elastisches Gelenkviereck -51,52,58,59- zur Lagerung der Wiegebrücke -60- herangezogen.Die Wägezellen -6,7- mit dem zwischengeschalteten Zusatzgewicht -8- verbinden die Wiegebrücke -60- mit dem Hubschlitten -57’-, d.h. durch diese Konstruktion wird die 30 vertikale Kraftaufnahme des Gewichtes des Müllbehälters -16-, welcher am Schüttkamm -12- hängt ermöglicht. Die Behälterverriegelung -57"- dient dazu, daß der Müllbehälter -16- beim Einkippen mit der Schüttung in Verbindung bleibt. Fig. 19 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Waageanordnung, wobei zwei Behälterentleervorrichtungen -67,68- an einer einzigen Wiegebrücke -60'- gelagert sinde und die Meßzellenanordnungen -69,70- für die beiden zu ermittelnden Gewichte dienen. An den Schüttbal-35 ken -61,62- sind jeweils die Leseantennen -73,74- vorgesehen, welche zur Identifikation der Müllbehälter nach dem Einhängen dienen. Die beiden Behälterentleervorrichtungen -67,68- sind jeweils an einem Schwenkrohr -63,64- drehbar gelagert, wobei der Antrieb durch die hydraulischen Schwenkmotore -65,66-erfolgt. Die Wiegebrücke -60'- ist dabei ehenfalls als Paralleleogrammkonstruktion, wie bei den vorhergehenden Beispielen ausgeführt. Die Abstände a4,a5,a6 dienen dabei zur laufenden Berechnung der entleer-40 ten Müllgewichte, wie abhand der Fig. 24 näher erläutert ist. Die Näherungssensoren-71,72- dienen dabei zur Feststellung des augenblicklichen Bewegungszustandes der einzelnen Schüttungen -67,68-.

Fig. 20 zeigt die Gesamtanordnung eines Müllwägesystems an einem Müllfahrzeug -85-. Die Behälterentleereinrichtung -1- weist einen Schüttkamm -12- auf, sowie Hubarme -13,13a-. Die Leseantennen -73,75-befinden sich in den Aufnahmevorrichtungen -12- bzw. -13-. Die Codeträger -76,77- sind an den Mülltonnen 45 -88,89,90- befestigt. Ein Online-Datenbus -91-, welcher die Antennenkabel sowie die Leitungen zu den Wägezellen usw. aufweist wird entlang des Müllwagenaufbaues -86,87- geführt. Vorzugsweise im Fahrerhaus befindet sich eine Rechner-, Speicher- und Druckerstation -92-, wobei die gewonnenen Daten laufend an eine Diskette, RAM-Card oder dgl. übertragen werden. Die Fig. 21 zeigt einen beispielsweisen Schwingungsvorgang während des Wiegens. Dynamisch wiegen heißt , daß ohne Unterbrechung der Hub-50 bzw. Absenkbewegungen gewogen wird, um keinen Zeitverlust zu bewirken. Dabei treten jedoch die verschiedensten Schwingungsvorgänge auf, z.B. durch den Müllsammelbehälter selbst, durch die Bewegung der Entleereinrichtung -1-, durch das Arbeiten der Müllverdichtungseinrichtung, den Motorschwingungen usw., sodaß ein eichfähiger Wiegevorgang normalerweise schwer realisierbar ist, jedoch mit der erfindungsdgemäßen Anordnung der Wägezellen erreichbar ist. Fig. 22 zeigt graphisch den Wiegevorgang 55 im statischen Zustand. Die mathematischen Berechnungen als Grundlage für die Programmerstellung sind nachfolgend ausgeführt.

Fig. 23 zeigt ein Schemabild zur Herleitung der Müllgewichte in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Behältergrößen. Automatisch mit der Behälterindentifikation werden auch die entsprechenden Größen 4

AT 399 048 B a1,a2,a3 ausgewählt und im Computerprogramm verarbeitet. Nach Fig. 23 werden die verschiedenen Müllbehälter -88,89,90,98- so an den Schüttkämmen -93,94- placiert, daß die Identifikation durch die Leseantennen -73,74-, welche vorzugsweise kapazitiv arbeiten, erfolgen kann. Nach Fig. 23 sind ferner zwei Schüttkämme -93,94- starr an einem Balken -95- befestigt, sodaß die Behälter -88,89,98-immer gemeinsam entleerbar sind. Es kann aber auch ein einzelner Großraumbehälter -90- durch die beiden Kämme -93,94-entleert werden. An den Enden des Balkens -95- sind die Wägezellenanordnungen -96,97- dargestellt.

Lt. Fig. 23 sind: K1.K2... Kräfte an den Meßdosen aufgrund der tatsächlich entleerten Müllgewichte K1,2 = (mV-mL).g

Berechnung der beiden Müllgewichte G1 ,G2 bzw. G1 G2 ’ in Abhängigkeit von den entleerten Behältergrößen:

Die Momentengleichung um G2 nach Fig. 23 lautet: K1.(a1 +a2) - G1.a2 - K2.a3 = 0 und 1 =a1 +a2 + a3 daraus folgt: G1=(1/a2).(K1.(a1 + a2) - K2.a3) und Gleichung um G1: K1.a1 + G2.a2 - K2.(a2 + a3) = 0 daher: G2=(1/a2).(K2.(a2+a3) - K1.a1)

Diese Formeln gelten immer, auch wenn nur ein Behälter entleert wird. Selbstverständlich ist dann auch z.B. G1 =K1 + K2, wenn G2 = 0. Erfolgt die Entleerung über die beiden seitlichen Hubarme -13,13a- ist das Gesamtgewicht G = K1 + K2. Abhängig von den Behältergrößen müssen gleichzeitig mit der Identifikation die den Müllbehältern entsprechenden Größen a1,a2,a3 vom Computerprogramm zugeordnet werden, d.h. die Codeträger müssen auch die Information über die Behältergröße enthalten!

Auf Basis der Fig. 24 werden die Berechnungsgrundlagen für die geteilte Kammschüttung nachfolgend ermittelt, wobei die beiden Schüttungen - wie erwähnt - auch unabhängig voneinander arbeiten können. (Siehe auch Fig. 19).

Nach Fig. 24 lautuet die Momentengleichung um G2: G1 .a5 + K2.a6 - K1 (a4 + a5) = 0 daher ist: G1=(1/a5).(K2.a6 - K1.(a4+a5)) K1 und K2 ändern sich ständig aufgrund der unterschiedlichen, augenblicklichen Bewegungsphasen der beiden Behälterentleervorrichtungen. Mittels der Näherungssensoren wird automatisch festgestellt, in welcher Bewegungsphase sich die einzelnen Kipper gerade befinden (Hub-bzw. Absenkbewegung).

Im Unterschied zur Balkenschüttung, wo die beiden Behälter immer gleichzeitig entleert werden, müssen bei der geteilten Kammschüttung (zwei Behälterentleervorrichtungen nebeneinander, getrennt arbeitend), die G1,2 - Werte laufend gespeichert und nach Beendigung einer Bewegungsphase gemittelt werden.

Die Momentengleichung um G1 nach Fig. 24 lautet: G2.a5 + K1.a4 - K2(a5 + a6) = 0 daher: G2 = (1/a5).(K1.a4 - K2.(a5+a6))

Man erspart sich also zwei Waagen nebeneinader vorzusehen! 5

AT 399 048 B ERMITTLUNG DES ENTLEERTEN NETTO-MÜLLGEWICHTES PRO MÜLLBEHÄLTER:

Berechnungsgrößen: 5 mV Masse Müllbehälter voll, in kg mL Masse Müllbehälter leer, in kg w mM entleerte Müllmasse in kg mSch Masse des Schüttungsanteiles der hinteren Brückenplatte in kg mZ Masse des Zusatzgewichtes in kg aH Beschleunigung beim Heben in m/s2 (+ od. - je nach Phase) aS Beschleunigung beim Senken in m/s2 (+ od. - je nach Phase) 15 F1 Kraft an der Primärzelle in Newton (N) F2 Kraft an der Sekundärzelle in N F1' Kraft an der Primärzelle beim Justieren im Leerzustand (= Vorspannung) in N F2' Kraft an der Sekundärzelle beim Justieren im Leerzustand, N V Gesamtvorspannkraft V = FV + mSch.g.cosa = elast.Vorspannung + Schüttungsgewichts 20 anteil, in N FV Elastische Vorspannung in N Z Kraft durch das Zusatzgewicht in N K1,2 Müllgewichtsanteil des entleerten Gewichtes im Bereich der Wägezellen in N G,G1,G2. Entleerte Netto-Müllgewichte 25 AFH Kraftdifferenz der Wägezelien beim Heben in N AFS Kraftdifferenz der Wägezellen beim Senken in N AP Kraftdifferenz der Wägezelien beim Justieren in N g Erdbeschleunigung = 9,80665 m/s2 a Neigungswinkel des Fahrzeuges 30

Kräfteverhältnisse an einem Meßzellenpaar: A) BEIM JUSTIEREN:

40 45 F2'= F1' + mZ.g.cosa so daraus folgt: F2'~ Fl' ΔΡ'

cos0C mZ.g mZ .g bzw. mZ.g.cosa = AF' 6 55

AT 399 048 B F1'entspricht der Vorspannung V B) DYNAMISCH WIEGEN: 1) Heben:

F2 mZ

Fl

F2 = F1 + mZ.g.cosa + mZ.aH

F2 - Fl = mZ. g . cos + mZ.aH -v---

Δ FH daraus folgt: AFH = AF' + mZ.aH bzw.:

aH AFH - AF' in m/s^

mZ

Weiters ist: F1 = mSch.aH + mV.(g.cosa + aH) wobei das Eigengewicht der Schüttung und die Vorspannung auf 0 tariert sind; dann ist ferner:

Fl - mSch.aH mV =-------------------

g.cosOt + aH

Einsetzen von aH ergibt: mZ.Fl - mSch. ( ÄFH - AF') mV =---------------------------- in j^g äfh

Die Programmformel lautet dann für das Heben: 7

AT 399 048 B mZ.(WFl - OFD.jzi - mSch. (WAFff- WAF').* mV *---------------------------------------- in kg h'afh .t wobei WF1 den Digitalwert von F1 darstellt OF1 Offsetwert von F1 c Umrechnungsfaktor der Wägezellen in N (kürzt sich heraus, wenn alle Meßzeilen den gleichen Faktor aufweisen!) WAF, WAF' Digitalwerte von AF bzw.AF'

Es ist ferner zu beachten, ob die Meßzellen in kg od. N geeicht sind! Graphische Darstellung des Vorganges siehe Fig. 25 ! 2) Senken: (entleerter Behälter) F2 = F1 + mZ.g.cosa - mZ.aS

aS

AF' - AFS mZ in m/s2 und es ist: F1 = mSch.aS + mL.(g.cos« -aS) daraus:

Fl - mSch.aS mL ---------.-------- in kg

g.cosfii -aS

Einsetzen von aS ergibt:

mL mZ.Fl - mSch. (AF'-AFS) in kg

AFS AFS Kraftdifferenz beim Senken AFH Kraftdifferenz beim Heben

Die Durchschnittsmasse beim Heben ist dann: mV = EmV / n1 n1 Anzahl der Wiegungen b. Heben beim Senken: mL = EmL / n2 n2 Anzahl der Wiegungen b. Senken Das tatsächlich entleerte Gesamtmüllgewicht ist dann:

Kl,2 = (mV - mL).g in Newton (N)

1N = 1 kgm/s2 1kp = 9,80665 N 8

AT 399 048 B C) STATISCH WlEGEN:(Bzw. auch wenn die Beschleunigung 0 ist!) AF = AF*

Daher: JBZi'Fl - 0 Fl mV =-------------------------- jbsT.g.cos oC g.cosoc bzw. da g.coso =AF'/ mZ folgt:

Fl.mZ mV =--------- in kg ΔΡ

Graphische Darstellung dazu siehe Fig. 22!

MÜLLVOLUMEN - UND FÜLLGRADERMITTLUNG PRO MÜLLSAMMELBEHÄLTER

Abhängig vom spezifischen Müllgewicht der einzelnen Müllfraktionen wird automatisch die Volumen-bzw. Füllgradangabe durchgeführt: G= νπ<·Τ bz»· vm * G/jr .1000 dm^ bzw. 1

Vm Müllvolumen in dm3 bzw. 1 G Müilgewicht in kg y spezifisches Müllgewicht in kg/m3

Durchschnittswerte für verschiedene Müllfraktionen unverdichtet sind etwa:

Glas: 300 kg/m3

Biomüll: 220 kg/m3

Hausmüll,trocken: 150 kg/m3

Papier: 75 kg/m3

Die'Müllfraktion wird mit Hilfe von im Fahrzeugheckbereich angeordneter Auswahltasten vorgewählt, falls sie nicht automatisch am Codeträger des Müllbehälters in Form einer Kennzahl aufscheint. Das spezifische Müllgewicht wird automatisch laufend aufgrund einer Plausibilitätsprüfung korrigiert! Füllgrad FG in %: FG = Vm/VB. 100 in % VB Müllbehältervolumen, z.B. 80,120,240,1100 Liter Damit sind nur einige Beispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben worden; es sind jedoch viele weitere Variationen denkbar, ohne den ursprünglichen Erfindungsgedanken zu verlassen. Die beschriebenen Wägezellen -6,7,24,25- arbeiten alle nach dem Prinzip der Dehnungsmeßstreifen, wobei die erhaltenen Analogsignale mittels A/D-Wandler weiter im Bordrechner verarbeitet werden. Es wäre aber auch möglich, 9

Claims (7)

1. AT 399 043 B piezoelektrische oder hydraulische Kraftaufnehmer zu verwenden, jeweils unter Zwischenschaltung eines Zusatzgewichtes. Ferner könnte das Zusatzgewicht -8,26- auch selbst ein elastisches Element darstellen. Als Torsionselemente für die Brückenlagerung sind auch Drehstabfedern denkbar, oder die Wiegebrücke wird überhaupt ohne Parallelogramm an der Behälterentleervorrichtung -1- befestigt. Als Wägezellen können Zug- Druck- oder Biegestäbe eingesetzt werden, bzw. auch Kombinationen von allen. Selbstverständlich ist die Anordnung für jede Art von Behälterentleereinrichtung geeignet: Solche welche nur kreisbogenförmige Bewegungen ausführen od. auch solche, welche geradlinige mit Schwenkbewegungen kombinieren. Die Wiegung selbst erfolgt in einem ganz bestimmten Zeitfenster T, siehe Fig. 21, dessen Referenzpunkte mittels Näherungssensoren -73,74- , also Wägebeginn und -ende, festgelegt werden und zwar sowohl beim Auf- als auch Abwärtsbewegen des Müllbehälters -16,17-. Der Wägevorgang kann aber auch von der erfolgten Identifikation des Müllbehälters abhängig gemacht werden; beipielsweise indem die Hubbewegung unterbrochen wird oder eine Signallmpe aufleuchtet. Die Nummer des Codeträgers kann dann auch von Hand aus in den Bordrechner eingegeben werden. Weiters sei noch erwähnt, daß dieses Wiegesystem auch für eine sog. Automatik-Schüttung Verwendung finden könnte, eine Schüttung also, bei welcher die Müllbehälter -16,17- bei Annäherung an die Entleereinrichtung, automatisch angehoben und wieder abgesetzt werden. Als weitere techn.Au$gestaltung ist ferner denkbar Lichtwellenleiter zu verwenden, welche durch elektrische od. magnetische Störfelder nicht beeinflußt werden können. Die durch den Wiegevorgang gewonnen Daten müssen automatisch einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden, um falsche Meßdaten auszufiltern. Zu diesem Zweck können die bekannten Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik herangezogen werden, wie beispielsweise Regressionsanaiyse oder Standardabweichung usw. Einzelne Meßwerte, welche offenbar stark vom Durchschnittswert abweichen, weisen auf eine Störung des Wiegevorganges hin; beispielsweise kann ein Mullbehälter -16,17- von Hand zurückgehalten worden sein usw. Derartige Meßergebnisse werden am Ausdruck als Störung angezeigt und es kann statt dessen ein vereinbartes Durchschnittsgewicht angegeben werden. Die gewonnen Daten, welche auf ein Speichermedium übertragen werden und von dort aus von jedem PC über eine entsprechende Schnittstelle abspielbar sind, erlauben erstmals eine quantifizierte Analyse des Abfallaufkommens und der Entsorgungslogistik, nach Müllvolumen, Müllgewicht und Füllgrad aller vorhandenen Müllsammeibehälter! Schließlich sei noch festgehalten, daß mit der Identifizierung des Mülsammelgefäßes -16,17- nicht nur die Kundennummer gespeichert wird, sondern gleichzeitig auch das Volumen des Müllbehälters -16,17- und die zur Größe gehörenden, aktuellen Werte der Abstände a1 bis a6. Das tatsächliche spezifische Müllgewicht wird beispielsweise in einem EPROM abgelegt und in Kooperation mit einem Mikroprozessor laufend aufgrund einer Plausibilitätsrechnung korrigiert. Zudem sei noch erwähnt, daß mit der erfolgten Identifizierung ein Automatik-Entleerprozeß einleitbar ist, d.h. bis zur Identifikation wäre die Betätigung der Behälterentleervorrichtung -1- von hand durchzuführen und ab der Behälteridentifizierung würde der Ablauf automatisch, bis zum Behälterzurückstellen erfolgen. Patentansprüche 1. Müllmengenwäge- und Volumenerfassungssystem, vorzugsweise für die Verwendung an Mülifahrzeu-gen, zur dynamischen Verwiegung des pro Müllbehälter anfallenden Müllgewichtes, wobei an der am Müllfahrzeug angeordneten Behälterentleervorrichtung eine zwei Brückenplatten aufweisende Wiegebrücke mit Wägezellen vorgesehen ist, mittels welcher die einzelnen Müllbehälter - nach ihrer Identifikation und Registrierung durch eigene an der Behälterentleervorrichtung befindliche Identifikationsysteme - jeweils vor und nach dem Entleeren wiegbar sind und die jeweils ermittelte Gewichtsdifferenz als tatsächlich entleertes Müllgewicht an eine, vorzugsweise im Fahrerhaus befindliche Rechner-, Speicher- und Druckerstation weiterleitbar ist, wobei mehrere Wägungen in kurzen Zeitintervallen, bei Erreichen bestimmter Referenzpunkte der Hubbewegung, ohne Unterbrechung des Hub- bzw. Absenkvorganges des Müllbehälters erfolgen, und zur Kompensation der unterschiedlichen Wägebedingungen, wie Fahrzeugneigung, Schwingungen der Müllverdichtungseinrichtung, unterschiedliche Beschleunigungen beim Heben und Senken usw., mehrere Wägezellen im Bereich der Wiegebrücke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens zwei Wägezellen (6,7;6a,7a;24,25;34,35,35a) in Belastungsrichtung hintereinander oder parallel zueinander angeordnet und unter wahlweisem Zwischenschalten eines Zusatzgewichtes (8,8a,26,31,33) miteinander verbunden sind, wobei die eine Brückenplatte (3,38,60) eine Verbindung mit der ersten Wägezelle (6,6a,24,34) einer solchen Wägezellenanordnung aufweist, und die jeweils anderen Wägezellen (7,7a,25,35,35a) der Wägezellenanordnung 10 AT 399 048 B definiert mehr- bzw. minderbeiastet sind als die ersten Wägezellen (6,6a,24,34), und daß die Wiegebrücke wenigstens zwei Behälteraufnahmeeinrichtungen (12,12a,61,62) aufweist.
2. 2. Müiimengenwäge- und Volumenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgewicht (8,8a,26,31,33) starr oder elastisch mit den zwei Wägezellen (6,7;6a,7a;24,25;34,35,35a) verbunden ist oder daß ein Übertragungshebel (31) zur Verbindung der Lastzellen (6,7) vorgesehen ist.
3. 3. Müiimengenwäge- und Volumenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenpiatte (3,38,60) zwei Schüttkämme (12,12a) zur gleichzeitigen Entleerung von zwei gleichen oder unterschiedlichen Müllbehältern (16,17) und zwei kiappbare Hubarme (13,13a) zur Aufnahme von Großraumbehältern (84) aufweist.
4. 4. Müiimengenwäge- und Volumenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brückenplatten (2,3) - wie an sich bekannt - mittels Parallelogrammlenkern (4,4a,5,5a,47,53,54) miteinander in Verbindung stehen, wobei als Gelenke Gummifederelemente (36,37,51,52) oder Blattfedern (47,49,54) Verwendung finden, und zusätzliche Dämpfungselemente in Form von Gummiplatten (45,45a,48,50,50a) vorgesehen sind.
5. 5. Müiimengenwäge- und Volumenerfassungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bordrechner (92) das aktuelle Müllgewicht als Basis zur Ermittlung des Müllvolumens und Füllgrades des Sammelbehälters (16,17,88,89,90) heranzieht, wobei zur Ermittlung des Müllvolumens das jeweils ermittelte Müllgewicht durch das entsprechende spezifische Gewicht des Mülls dividiert, bzw. der Füllgrad in Prozenten vom Behältervolumen gleichzeitig errechnet und das tatsächliche spezifische Müllgewicht laufend mittels Plausibititätsprüfung korrigiert wird und diese Werte laufend in einem eigenen elektronischen Speicherlelement ablegbar sind.
6. 6. Müiimengenwäge- und Volumenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezellen (40,41) an vertikalen Gleitführungen (39) angeordnet sind.
7. 7. Müiimengenwäge- und Voluemenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer einzigen Wiegebrücke (60') zwei unabhängig voneinander arbeitende Behälterentleervorrichtungen (67,68) vorgesehen sind und die an beiden Seiten der Wiegebrücke (60’) vorgesehenen Wägezellenanordnungen (69,70) für die beiden zu ermittelnden Müligewichte dienen. Hiezu 11 Blatt Zeichnungen 11