DE10116638A1 - Belastungsüberwachungsvorrichtung für Trittbretter - Google Patents
Belastungsüberwachungsvorrichtung für TrittbretterInfo
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Abstract
Es wird eine Belastungsüberwachungsvorrichtung für Trittbretter 1 beschrieben, mit der eine Trittbrettbelastung durch einen auf dem Trittbrett stehenden Müllwerker auch dann noch erkannt wird, wenn das Trittbrett 1 durch eine Manipulation weitgehend entlastet sein sollte. Die Belastungsüberwachungsvorrichtung sieht eine Belastungserkennungseinrichtung mit Sensoren zum Erkennen von Bewegungen des Trittbrettes 1, 2 und/oder der Haltemittel 10 in mindestens zwei Richtungen vor. Die Sensoren können Dehnungsmeßstreifen 21a-d oder elektrische Druckschalter sein.
Description
Die Erfindung betrifft eine Belastungsüberwachungsvorrichtung für Trittbretter
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
m Heck der Müllfahrzeuge sind ausklappbare Trittbretter angeordnet, auf
denen die Müllwerker während der Vorwärtsfahrt stehen können. Das
Müllfahrzeug darf allerdings dann nicht zurückgesetzt werden, wenn die
Müllwerker auf den Trittbrettern stehen. Es ist daher bereits bekannt,
Trittbrett-Sensoren vorzusehen, die beispielsweise mit dem Rückwärtsgang des
Müllfahrzeugs gekoppelt sind und eine Blockierung der Rückwärtsfahrt
bewirken, wenn die Trittbretter belastet sind.
Aus der DE 41 21 720 A1 ist ein Müllfahrzeug bekannt, bei dem die
Trittbretter mit Kontaktschaltern ausgerüstet sind. Um rückwärts bzw. über
eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit hinaus vorwärts fahren zu können,
müssen die Trittbretter in eine nicht mehr benutzbare Position geschwenkt
werden. Wenn dies nicht erfolgt, wird automatisch über ein Pneumatikventil
die Bremse des Fahrzeugs oder eine Gangsperre aktiviert und das Müllfahrzeug
kann nicht bewegt werden bzw. es wird abgebremst. Die Aktivierung des
Pneumatikventils erfolgt über ein Relais, welches einerseits über den an den
Trittbrettern zwischen Trägerarm und klapp- bzw. schwenkbarem Auftritt fest
angeordneten Kontaktschaltern angesteuert wird und im stromlosen Zustand
eine Verbindung zwischen Rückfahrlichtschalter und Pneumatikventil herstellt.
Der Kontaktschalter soll zwar manipulationssicher sein, nicht jedoch das
Trittbrett. Es kann daher nicht ausgeschlossen werden, daß das Trittbrett von
den Müllwerkern so entlastet wird, daß beim Aufsteigen diese Kontaktschalter
nicht betätigt werden. Es sind dann auch Fahrten auf dem Trittbrett möglich,
die aufgrund der Sicherheitseinrichtung nicht möglich sein dürften.
Aus der DE 39 18 971 C2 ist ein Müllfahrzeug mit einer
Drehzahlbegrenzungseinrichtung bekannt, die beim Besteigen des zweischalig
ausgebildeten Trittbrettes durch einen Müllwerker über einen Kontakt
automatisch aktiviert wird. Hierzu sind an den Trittbrettschalen beispielsweise
Näherungsschalter vorgesehen, die jedoch auf einfache Weise manipuliert
werden können. Eine andere Ausführung sieht Handgriffe vor, die bei
Berührung ebenfalls ein Signal abgeben. Auch hier kann beispielsweise von
den Müllwerkern eine Isolierung angebracht werden, um die Signalabgabe zu
unterbinden.
Aus der DE-OS 37 29 107 C2 ist ein Abfallsammelfahrzeug mit Trittbrettern
bekannt, die bei Auflast einen Kontaktschalter auslösen, der beispielsweise als
Lastschalter ausgebildet ist und die Rückfahrleuchte mit einem Relais
verbindet. Dieses Relais bewirkt bei Auflast und Rückwärtsfahrt einen
Motorstopp, der erst dann aufgehoben wird, wenn die Auflast auf dem
Trittbrett entfernt worden ist.
Die DE-OS 25 47 959 beschreibt eine lastabhängige Schaltvorrichtung, die
insbesondere zum Absichern beweglicher Trittstufen an Fahrzeugen vorgesehen
ist.
Sämtliche bekannten Trittbrettüberwachungseinrichtungen können so
manipuliert werden, daß die Sicherheitsfunktion außer Kraft gesetzt wird und
eine Rückwärtsfahrt des Müllfahrzeugs auch dann möglich ist, wenn die
Müllwerker auf dem Trittbrett stehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Belastungsüberwachungsvorrichtung
für Trittbretter zu schaffen, mit der eine Trittbrettbelastung durch einen auf
dem Trittbrett stehenden Müllwerker auch dann noch erkannt wird, wenn das
Trittbrett durch eine Manipulation weitgehend entlastet sein sollte.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Belastungserkennungseinrichtung
Sensoren zum Erkennen von Bewegungen des Trittbrettes und/oder der
Haltemittel in mindestens zwei Raum-Richtungen aufweist.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die
Belastungserkennungseinrichtung nicht nur in einer Bewegungsrichtung,
nämlich der Belastungsrichtung beim Betreten des Trittbrettes, sondern auch in
mindestens einer weiteren Bewegungsrichtung sensitiv sein muß, um die
Belastung des Trittbrettes trotz Manipulationen erkennen zu können.
Bei einer beispielsweise manipulativen Entlastung des Trittbretts, wie
Hochbinden etc., werden beim Betreten des Trittbretts durch den Müllwerker
nach wie vor Kräfte auf das Trittbrett und/oder die Haltemittel ausgeübt, die
zu einer Bewegung und/oder einer Verformung der Bauteile führen. Die
Bewegung in vertikaler Richtung nach unten wird durch die Manipulation
möglicherweise erheblich reduziert sein. Stattdessen werden verstärkt
Biegemomente auftreten, die mit einem oder weiteren Sensoren erfaßt werden
können.
Vorzugsweise weist die Belastungserkennungseinrichtung Sensoren zum
Erkennen wenigstens eines Biegemoments und mindestens einer vertikalen
Bewegung auf. Da mit solchen Manipulationen nur geringfügige Bewegungen
und geringe Kräfte verbunden sind, muß die Belastungserkennungseinrichtung
entsprechend empfindlich ausgebildet sein.
Um eine weitere Verbesserung im Sinne einer umfassenderen Überwachung
des Trittbrettes zu erzielen, werden von den Sensoren vorzugsweise nicht nur
lineare, sondern auch Kipp- oder Drehbewegungen erfaßt. Die optimale
Überwachung des Trittbrettes kann dadurch erreicht werden, daß Sensoren zur
Überwachung aller möglichen sechs Freiheitsgrade eingesetzt werden, so daß
z. B. auch Rotationsbewegungen des Trittbrettes erkannt werden. Hierfür ist es
nicht zwingend erforderlich, daß die Aufhängung des Trittbrettes eine
Bewegung in all diesen Raumrichtungen zuläßt. Durch Manipulation werden
die Bewegungen des Trittbretts unter Belastung verändert, so daß nicht nur
zusätzliche Biegekräfte, sondern Bewegungen in horizontaler Richtung oder
Drehbewegungen auftreten können, die sich vorwiegend auf die Haltemittel des
Trittbretts übertragen. Art und Anzahl der Sensoren sowie deren Ort der
Anbringung richten sich nach der Bauart des Trittbretts und deren Befestigung.
Vorteilhafterweise werden die Sensoren am Haltemittel des Trittbrettes
angeordnet. Am empfindlichsten ist der Bereich des Haltemittels, der
benachbart zum Befestigungspunkt der Haltemittel am Fahrzeug angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Sensoren Dehnungsmeßstreifen, die bereits geringe
Längendehnungen des Bauteils erkennen, an denen sie befestigt sind. Die
Anordnung der Dehnungsmeßstreifen am Haltemittel des Trittbrettes ist so zu
wählen, daß die Raumrichtungen, in denen das Trittbrett bewegt, belastet oder
verformt werden kann, erkannt werden.
Vorzugsweise sind vier Dehnungsstreifen in einer Sensoreinrichtung, die auch
als Meßdose bezeichnet wird, zusammengefaßt. Vorteilhafterweise kann diese
Sensoreinrichtung seitlich in den Tragarm des Trittbretts eingesetzt sein.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung mit den Dehnungsmeßstreifen in eine
an sich bekannte Wheatstone'sche Brückenschaltung integriert, um bereits
geringe Widerstandsänderungen der Dehnungsmeßstreifen zu detektieren. Die
Wheatstone'sche Brückenschaltung kann als Halb- oder Vollbrücke ausgebildet
sein, je nachdem, ob zwei oder vier Dehnungsmeßstreifen an die
Wheatstone'sche Brücke angeschlossen sind. Eine Vollbrücke hat den Vorteil,
daß auch eine Temperaturkompensation vorgenommen werden kann, so daß
Fehlinterpretationen über die Belastung des Trittbrettes vermieden werden.
Eine andere Ausführungsform sieht Druckschalter vor, wobei für jede zu
erfassende Bewegungsrichtung ein eigener Druckschalter vorzugsweise am
Haltemittel anzubringen ist.
Vorzugsweise umfaßt die Belastungserkennungseinrichtung eine
Steuereinrichtung, die einerseits mit den Sensoren und andererseits mit den
Fahrzeugkomponenten verbunden ist, um auf diese Weise beim Erkennen einer
Belastung des Trittbretts auf das Fahrzeug einwirken zu können. Dies kann
beispielsweise dadurch geschehen, daß im Führerhaus eine Anzeige akustischer
oder optischer Art aktiviert wird. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise
Einfluß auf die Fahrtgeschwindigkeit oder auf Vorwärts- oder Rückwärtsgang
nehmen, um so eine Gefährdung des auf dem Trittbrett befindlichen
Bedienungspersonals zu verhindern. Welche Fahrzeugkomponenten mit der
Steuereinrichtung verbunden sind, richtet sich nach den Anforderungen, die der
Betreiber stellt.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung auch zur Aufnahme und Verarbeitung
der Fahrzeugdaten ausgelegt. So kann z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit in die
Auswertung der Meßsignale der Sensoren einbezogen werden. Aufgrund der
großen Empfindlichkeit der Sensoren, könnte beispielsweise der Fall eintreten,
daß bei einem unbelasteten Trittbrett bei schneller Fahrt durch ein Schlagloch
kurzzeitig eine vertikale nach unten gerichtete Kraft detektiert wird, die zu
einer Drosselung der Geschwindigkeit führen würde. Insofern kann es
zweckmäßig sein, eventuell in Abhängigkeit von den Fahrzeugparametern
Zeitfenster vorzusehen, in denen die Signale der Sensoren ausgewertet bzw.
auch nicht ausgewertet werden.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die rückwärtige Ansicht eines Müllfahrzeugs mit zwei
ausgeklappten Trittbrettern,
Fig. 2a-c ein Trittbrett mit Sensoren gemäß einer ersten Ausführungsform
in perspektivischer Darstellung in Seitenansicht und in
Draufsicht,
Fig. 3a-d ein Trittbrett mit Sensoren gemäß einer zweiten
Ausführungsform in perspektivischer Darstellung in
Seitenansicht, in Draufsicht und in vergrößerter Darstellung der
Aufhängung, und
Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der
Belastungsüberwachungsvorrichtung.
In der Fig. 1 ist das Heck eines Müllfahrzeuges 40 mit der Einschüttöffnung
41 perspektivisch dargestellt. Am Rahmen 42 des Müllfahrzeugs 40 ist auf
jeder Seite ein ausklappbares Trittbrett 1, 2 angeordnet, das unter anderem über
einen Trittbrettarm 10 mit dem Rahmen 42 verbunden ist.
In der Fig. 2a ist ein solches Trittbrett 1 mit den dazugehörigen Haltemitteln
10 und 17 perspektivisch dargestellt. Das Trittbrett 1 weist einen L-förmigen
Grundkörper auf, der um die horizontale Achse 16 am Trittbrettarm 10
schwenkbar gelagert ist. Das Trittbrett 1 kann somit aus der in den Fig. 2a
und 2b gezeigten Arbeitsstellung in eine Ruhestellung hochgeklappt werden.
Das Trittbrett 1 ist über Haltemittel am Fahrzeug (nicht dargestellt) befestigt,
wobei die Haltemittel einen rechteckigen Trittbrettarm 10 und ein
Befestigungsblech 17 umfassen.
Der Trittbrettarm 10 ist mittels des Befestigungsbleches 17 starr am Fahrzeug
befestigt, so daß sich Belastungen des Trittbrettes 1 in Form von Biegekräften
am Trittbrettarm 10 bemerkbar machen. Wenn wie in der Fig. 2a eine Last
FLast auf das Trittbrett einwirkt, entstehen am Trittbrettarm 10 Biegemomente,
die zu einer Materialdehnung 11 des Trittbrettarms führen.
In der hier gezeigten Ausführungsform befindet sich in der Seitenfläche 12 eine
Meßdosenöffnung 18, in die eine Sensoreinrichtung 20 eingesetzt ist. Die
Sensoreinrichtung 20 besteht aus einem zylindrischen Grundkörper, auf dem
insgesamt vier Dehnungsmeßstreifen 21a-d angeordnet sind. Diese
Dehnungsmeßstreifen sind jeweils paarweise gegenüberliegend angeordnet,
wobei jeder Dehnungsmeßstreifen mit der Vertikalen einen Winkel von 45°
einnimmt. Dadurch wird erreicht, daß sowohl vertikale als auch horizontale
Kräfte von dem Dehnungsmeßstreifen 21a-d detektiert werden. Die paarweise
Anordnung hat den Vorteil, daß eine gegenseitige Kompensation der
Dehnungsmeßstreifen möglich ist, um auf diese Art und Weise Fehler
auszuschließen.
Die Dehnungsmeßstreifen 21a-d sind an eine nicht dargestellte Wheatstone'sche
Brücke zur Auswertung der erfaßten Materialdehnungen angeschlossen. Die in
den Fig. 2a bis 2c gezeigte Anordnung erfaßt Bewegungen des Trittbretts in
vertikaler Richtung sowohl nach oben als auch nach unten und gegebenenfalls
Torsionen, die sich ebenfalls in Längenänderungen oder Biegemomenten des
Trittbrettarms 10 bemerkbar machen.
In der Fig. 3a ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich von der in
den Fig. 2a bis 2c dargestellten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß
anstelle von Dehnungsmeßstreifen im Bereich des Befestigungsbleches 17
Druckschalter 30,31 angeordnet sind und daß der Tragarm 10 in vertikaler
Richtung verschieblich gelagert ist. Weitere Befestigungsmittel, wie Anschläge
usw. werden der Übersichtlichkeit wegen weggelassen.
Der Druckschalter 30 ist in vertikaler Richtung angeordnet und liegt mit seiner
Sensorspitze an der Unterseite 13 des Tragarms 10 an, so daß er bei einer
Lasteinwirkung senkrecht nach unten betätigt wird. Hierzu ist der Trittbrettarm
10 mit mindestens zwei Freiheitsgraden in Richtung der Drehmomente und
Querkräfte beweglich im Gelenk 19 gelagert, wie dies in der Fig. 3d
dargestellt ist. Biegeelemente des Tragarms werden durch einen Druckschalter
31 erfaßt, der in horizontaler Richtung angeordnet ist und an der Rückseite 14
des Trittbrettarms anliegt.
In der Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung
dargestellt, aus der die Verknüpfung der Belastungserkennungseinrichtung mit
den Fahrzeugkomponenten dargestellt ist.
Die beiden Trittbretter 1, 2 sind an eine Batterie, vorzugsweise an die
Fahrzeugbatterie 7 angeschlossen. Über die elektrischen Verbindungsleitungen
8 und 9 sind die beiden Trittbretter 1 und 2 an die Steuereinrichtung 3
angeschlossen, die die von den Sensoren gelieferten Daten verarbeitet und in
Signale für die Fahrzeugkomponenten umsetzt. Dementsprechend ist die
Steuereinrichtung 3 über die Leitungen 50, 51 und 52 mit dem Getriebe 6 und
dem Motor 5 verbunden. Diese Datenleitungen 50, 51, 52 sind auch dazu
ausgebildet, Informationen über die Fahrzeugkomponenten 5 und 6 an die
Steuereinrichtung 3 weiterzugeben, so daß diese bei der Auswertung der
Sensorsignale berücksichtigt werden können. In der hier gezeigten Darstellung
ist noch eine Anzeigeeinrichtung 4 zwischengeschaltet, die im Führerhaus des
Fahrzeugs angeordnet ist und dem Fahrer die entsprechenden Informationen
über die Belastung des oder der Trittbretter übermittelt.
1
Trittbrett
2
Trittbrett
3
Steuereinrichtung
4
Terminal
S Motor
S Motor
6
Getriebe
7
Batterie
8
Verbindungsleitung
9
Verbindungsleitung
10
Trittbrettarm
11
Oberseite
12
Seitenfläche
13
Unterseite
14
Rückseite
15
Vorderseite
16
Schwenkachse
17
Befestigungsblech
18
Meßdosenöffnung
19
Gelenk mit zwei Freiheitsgraden
20-d Dehnungsmeßstreifen
20-d Dehnungsmeßstreifen
30
Druckschalter
31
Druckschalter
40
Müllfahrzeug
41
Einschüttöffnung
42
Rahmen
50
Datenleitung
51
Datenleitung
52
Datenleitung
Claims (12)
1. Belastungsüberwachungsvorrichtung für über Haltemittel an einem
Fahrzeug befestigte Trittbretter, insbesondere für am Heck von
Müllfahrzeugen angeordnete Trittbretter, mit einer die Belastung des
Trittbrettes erkennenden Einrichtung
(Belastungserkennungseinrichtung), die mit Fahrzeugkomponenten, wie
Motor, Zündung oder Gangschaltung, auf diese einwirkend verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belastungserkennungseinrichtung Sensoren zum Erkennen von
Bewegungen des Trittbretts (1, 2) und/oder der Haltemittel (10) in
mindestens zwei Richtungen aufweist.
2. Belastungsüberwachungsvorrichrung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Belastungserkennungseinrichtung Sensoren
zum Erkennen wenigstens eines Biegemomentes und mindestens einer
vertikalen Bewegung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Belastungserkennungseinrichtung Sensoren zum Erkennen von
mindestens einer linearen und einer Rotationsbewegung aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Belastungserkennungseinrichtung Sensoren
zum Erkennen von vertikalen und/oder horizontalen Bewegungen
aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der oder die Sensoren am Haltemittel (10)
angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder
die Sensoren benachbart zum Befestigungspunkt der Haltemittel (10) am
Fahrzeug angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren Dehnungsmeßstreifen (21a-d) sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dehnungsmeßstreifen (21a-d) in einer Sensoreinrichtung (20)
zusammengefaßt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoreinrichtung (20) in eine Wheatstone'sche Brückenschaltung
integriert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoreinrichtung in eine Seitenfläche (12) des Haltemittels
eingesetzt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren elektrische Druckschalter (30,31)
sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Belastungserkennungseinrichtung eine
Steuereinrichtung (3) umfaßt, die einerseits mit den Sensoren und
andererseits mit den Fahrzeugkomponenten verbunden ist.
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