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Wägesystem für Lastfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Wägesystem für Lastfahrzeuge bzw. Anhänger.
Es gibt eine ganze Reihe von Anwendungsgebieten, bei denen es nützlich oder gar notwendig ist, das Gewicht einer Ladung eines Kraftfahrzeuges zu kennen. Beispiele sind Güter, die bei verschiedenen Abnehmern ab- oder zugeladen werden, wenn bei den Abnehmern keine Wägevorrichtung zur Verfügung steht oder eine Kontrolle derselben erwünscht ist. Dies können Lieferungen von Schmiermitteln an Tankstellen sein, dies kann die Lieferung von Mehl an verschiedene Bäckereien sein, dies kann die Lieferung von Flüssiggas oder Heizöl zu kleingewerblichen oder privaten Verbrauchern sein, das Ausliefern von Granulaten und anderen Schüttgütern, aber auch deren Übernahme, beispielsweise die Abholung von Müll, u. dgl. mehr.
Es ist in einem solchen Fall notwendig, entweder das Fahr- zeug vor und nach jedem Liefervorgang zu wiegen und daraus die Masse der abgegebenen Produkte zu berechnen oder es wird das Gewicht des Aufbaues am Fahrzeug vor und nach der Abgabe des Produktes bestimmt. Da ersteres mit Problemen (Zweimaliges Anfahren einer meist weit entfernten Brücken- waage oder Auflegen von Wägeplatten auf möglichst ebenem Gelände etc. ) verbunden ist, besteht de facto nur die Mög- lichkeit, das Gewicht des Aufbaues, der ja auf dem Chassis des Fahrzeuges ruht, zu bestimmen.
Ein bekanntgewordenes System, das in der Lage ist, diese Messung vorzunehmen, erfordert, dass bei jeder Wägung der Aufbau auf die Wägevorrichtung abgesenkt wird und nach erfolgter Wägung wieder angehoben und verriegelt wird.
Wenn das Fahrzeug sich mit dem Aufbau, der auf der Wäge-
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vorrichtung ruht, bewegt, führt dies unweigerlich zu deren Zerstörung oder zumindest zu deren Beschädigung.
Es ist unmittelbar einsichtig, dass diese vorbekannte Vor- richtung, die ein Bewegen des Aufbaues erfordert, aufwen- dig und bei der Durchführung der Wägung kompliziert und zeitraubend ist. Es besteht daher ein grosser Bedarf an einem Wägesystem, das in der Lage ist, das Gewicht des Aufbaues direkt aus den Kräften zu bestimmen, die in der Halterung des Aufbaues wirken und so eine Wägung ermög- licht, ohne dass ein Bewegen des Aufbaues gegenüber dem Chassis notwendig ist.
Die Erfindung bezweckt ein solches System zu schaffen und schlägt dazu vor, den Aufbau mittels zumindest dreier Wägelager mit dem Chassis zu verbinden und die von den Sensoren in den Lagern gelieferten Messdaten über eine bekannte Verrechnungsvorrichtung so auszuwerten, dass das Gewicht des Aufbaues als Resultat auf einer Anzeigevor- richtung angezeigt wird. Es wird dabei in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik die Schrägstellung des Fahrzeu- ges auf unebenem Boden über einen zusätzlichen Sensor, der diese Schrägstellung bestimmt und den gemessenen Wert ebenfalls an die Auswerteelektronik weitergibt, berück- sichtigt.
Um nun den oben genannten Anforderungen zu genügen, ist das Wägelager erfindungsgemäss so ausgebildet, dass chassis- seitig ein zumindest im wesentlichen waagrecht verlaufen- den Bolzen fest zwischen zwei Lagern gelagert ist und in seinem Bereich zwischen diesen Lagern eine Umfangsnut auf- weist, deren Querschnitt Kreisbogenform hat und dass auf- bauseitig ein geteilter Ring den Bolzen zumindest im wesentlichen umschliesst und an seiner inneren Mantelfläche eine torusartige, umlaufende Erhebung mit Kreisbogenquer- schnitt aufweist, wobei der Radius des Kreisbogenabschnit-
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tes der Nut das 1,02-fache bis das 1,08-fache des Radius des Kreisbogenabschnittes der Erhebung beträgt.
Durch die Teilung des Ringes und die Schaffung einer Berührungsfläche entlang einer schmalen Torusfläche mit linienförmigem Charakter zufolge des Radiusunterschiedes erreicht man eine Lagerung, die tatsächlich einerseits in der Lage ist, auch während der Fahrt des Fahrzeuges als alleinige Verbindung zwischen Aufbau und Chassis zu dienen und die anderseits in der Lage ist, die Anbringung von Sensoren, bevorzugt von Dehnmessstreifen, als Wägesensoren zu erlauben und genaue Messungen zu ermöglichen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 ein mit einem erfindungsgemässen Wägesystem aus- gestattetes Fahrzeug, die Fig. 2 ein erfindungsgemässes Wägelager in drei Ansich- ten, die Fig. 3 den in Fig. 2 ersichtlichen Ring in Seitenan- sicht und im Schnitt, die Fig. 4 schematisch den logischen Aufbau des Wägesy- stems und die Fig. 5 ein Detail in Seitenansicht und im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein mit einem erfindungsgemässen Wägesystem ausgestattetes Fahrzeug dargestellt. Es weist im wesentli- chen ein Chassis 3 auf, auf dem eine Fahrerkabine 4' und ein Aufbau 4 montiert sind. Erfindungsgemäss ist der Aufbau 4 mit dem Chassis 3 nur mittels der zumindest drei Wägela- ger 2 verbunden.
Der Aufbau der einzelnen Wägelager geht aus Fig. 2 hervor.
In dieser Figur sind die im Bereich des Wägelagers befind- lichen Teile des Chassis 3 und des Aufbaues 4 schematisch als Platten dargestellt, die Montage kann selbstverständ-
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lich auch auf andere Art als über solche Montageplatten erfolgen.
Mit dem Chassis 3 fest verbunden ist ein Bolzen 5. Dieser, in Fig. 5 in einer beispielhaften Ausführungsform detail- liert dargestellte, Bolzen 5 trägt in seinen Endbereichen Abplattungen 20 und Durchgangslöcher 21 und ist mittels Schrauben 6 über Auflager 7 mit dem Chassis 3 verbunden.
In seinem mittleren Bereich ist der Bolzen 5 allseitig vom Chassis 3 beabstandet.
Im Bereich zwischen seinen abgeplatteten Enden weist der Bolzen 5 im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und in der Symmetrieebene zwischen seinen Lagern weist er eine Umfangsnut 8 auf, deren Querschnitt die Form eines Kreis- bogenabschnittes besitzt.
Im Bereich der Umfangsnut ist ein Ring 9 (Fig. 3), beste- hend aus zwei Hälften 10 und 11 am Bolzen 5 befestigt. Der Ring 9 weist an seiner inneren Mantelfläche einen eben- falls ringförmig verlaufenden Vorsprung 12 auf, dessen Querschnitt, so wie der Querschnitt der Umfangsnut 8, kreisbogenförmig ist. Der Radius des Querschnittes des Ringes 12 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, etwas geringer als der Radius des Querschnittes der Umfangsnut 8, wobei aber die Radien bezüglich der Bolzenachse 13 für beide Elemente gleich sind.
Da der Ring 9 geteilt ist, kann im gezeigten Ausführungs- beispiel die Ringhälfte 10 fest mit dem Aufbau 4 verbunden werden und so samt dem Aufbau auf den Bolzen 5 aufgesetzt werden, worauf die untere Ringhälfte 9 passend positio- niert und mittels Schrauben 14 mit der oberen Ringhälfte verbunden wird. Bei dieser Art der Montage erfolgt schliesslich eine (im Idealfall) Linienberührung im inner- sten Bereich der Umfangsnut 8.
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Es ist durch diese Ausbildung des Wägelagers möglich, die Trägheits- und Verformungskräfte des Aufbaues bzw. des Chassis auch während der Fahrt das Fahrzeuges zu übertra- gen, ohne dass es zu Beschädigungen der Lager oder zu einer Beeinträchtigung der Messgenauigkeit kommt.
Es kann sich nämlich die toroidartige Berührungsfläche zwischen der Nut 8 und dem Ring 12 zueinander in Grenzen bewegen, die durchaus ausreichen, um die oben genannten Bewegungen zuzulassen, ohne dass Lagerspiel oder eine Beschädigung des Lagers auftritt.
Der Querschnittsradius der ringförmigen Erhebung 12 ist erfindungsgemäss etwas kleiner als der Querschnittsradius der Nut 8. Bei Wägelagern, die sich bewährt haben, hatte beispielsweise die Erhebung 12 einen Radius von 24 mm und und die Nut 8 einen Radius von 25 mm. Dabei betrug der Bolzendurchmesser ausserhalb des Nutbereiches 66 mm.
Um zu einem spielfreien Sitz auch im Falle eines sich ver- windenden Chassis (Fahrt auf unebener Fahrbahn, etc) zu kommen, sind die Schrauben 14, die die beiden Ringhälften 9,10 zusammenhalten und gegen den Bolzen 5 pressen, mit einer solchen Kraft vorzuspannen, dass auch bei grösster anzunehmender Zugkraft durch die Verwindung des Chassis keine Lockerung des Sitzes erfolgen kann. Diese Kraft ist in Kenntnis des Fahrzeuges und der Einsatzbedingungen vom Fachmann leicht zu bestimmen und zu berücksichtigen.
Wie aus dem zuletzt Gesagten leicht hervorgeht und auch aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist der Ring 9 nicht so gebaut, dass seine beiden Teile 10,11 direkten Kontakt miteinander hätten, sondern sie weisen entlang eines im wesentlichen horizontalen Axialschnittes durch die Zapfen- achse 13 Abstand voneinander auf, um eine korrekte Vor- spannung mittels der Schrauben 14 zu ermöglichen.
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Die verwendeten Dehnmessstreifen sind am Bolzen 5 auf eben geschliffenen Flächen 22 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel nur in Fig. 5 dargestellt sind. Die Flächen 22 sind nahe der Bolzenmittelebene ausgebildet und bevorzugt vertikal ausgerichtet, um die Deformation des Bolzens zufolge des auf ihm lastenden Gewichtes möglichst direkt bestimmen zu können. Dem Fachmann auf dem Gebiete der Dehnmessstreifen ist es in Kenntnis der Erfindung ein Leichtes, andere Anordnungen zu bestimmen und passend zu verwerten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ebenen Flä- chen 22 am Grund von Sacklöchern 23 ausgebildet, was her- stellungstechnisch vorteilhaft ist. Durch Bohrungen 24 mit kleinem Durchmesser können die feinen Verbindungsdrähte für die Dehnmessstreifen mechanisch geschützt zugeführt werden, ohne Platz oder Abdeckungen zu benötigen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden vier Wägela- ger, die im Rechteck angeordnet sind, verwendet. Es ist bei grösseren Fahrzeugen selbverständlich möglich, mehr als vier Wägelager zu verwenden, um den Aufbau mechanisch aus- reichend abzustützen. In einer Vielzahl von Fällen genügt es aber, nur vier Wägelager zu verwenden und diese "karoartig" anzuordnen : links und rechts am Längsrah- men, etwa in der Mitte der Länge des Aufbaus und zwei end- ständig, in der Fahrzeugmittelebene. Damit kann Investiti- ons-, Justier- und Rechenaufwand gespart werden.
Zur Vervollständigung ist in Fig. 4 rein schematisch die Auswerteseite des Wägesystems dargestellt: Die Werte der Sensoren 15 der einzelnen, im dargestellten Beispiel sind es vier, Wägezellen werden über eine Verteilerdose 16 und einem Neigungssensor 17 zu einer Verrechnungseinheit 18 geführt und es wird im dargestellten Ausführungsbeispiel das Resultat der Berechnung der Masse über einen Drucker 19 ausgegeben. Die Verrechnungseinheit 18 befindet sich im
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gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Drucker 19 in der Kabine 4'. Da diese Verrechnung so wie die Anbringung der Dehnmessstreifen auf den Bolzen 5 zum Stand der Technik gehört und nichts mit der eigentlichen Erfindung zu tun hat, wurde auf eine Darstellung oder Beschreibung hier verzichtet.