-
Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung einer Kopplung sowie eine Stützeinheit, insbesondere zur Festlegung an einem Sattelanhänger.
-
Im Stand der Technik sind heute bereits Kopplungssysteme bekannt, welche einen hohen Grad der Automatisierung aufweisen. Jedoch kann aufgrund von fehlerhafter Bedingung es dazu kommen, dass die Stützeinheiten nicht korrekt oder vollständig ausgefahren wurden, bevor die Kopplung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger aufgelöst wird. Dies hat zur Folge, dass der Anhänger beim Wegfahren des Zugfahrzeuges von der Sattelplatte rutscht und auf den Boden fällt und dabei meist der Anhänger und dessen Ladung beschädigt wird.
-
Die
DE 101 59 503 A1 beschreibt eine Überwachungs- und Steuervorrichtung für Sattelzüge mit einem Zugfahrzeug mit fernbedienbarer Sattelkupplung und einem Auflieger mit mindestens einer elektrisch betriebenen Einrichtung, wie Stützwinden.
-
Die
DE 10 2006 012 800 A1 beschreibt einen Kupplungsassistenten zum Verbinden mindestens einer Versorgungsleitung zwischen einem ersten und einem über eine Kupplung daran ankuppelbaren zweiten Fahrzeug, wobei an der Kupplung mindestens ein erster Sensor zur Detektion des Verschlusszustandes angeordnet ist und das Verfahren der Versorgungskonsole von einem Signal des ersten Sensors ausgelöst wird.
-
Die
DE 10 2005 019 542 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ab- und Ankuppeln eines Sattelaufliegers von einem bzw. an ein Zugfahrzeug, wobei die Verfahrensschritte zum Ab- und Ankuppeln des Sattelaufliegers das Absenken und Anheben einer Stützeinrichtung des Sattelaufliegers und das Öffnen und Schließen der Verriegelung einer Sattelkupplung beinhalten und automatisiert durchgeführt werden.
-
Die
JP H08- 268 015 A beschreibt eine Zugmaschine mit einem ausfahrbaren Stützbein, einer Kupplung, einem Sensor, der die Verbindung und das Loslösen der Kupplung detektiert, einem Sensor, der das Aus- und Einfahren des Stützbeins detektiert und einem Warnsystem.
-
Die
DE 10 2011 079 124 A1 beschreibt eine verstellbare Stütze mit einem Teleskoparm, der von einem Elektromotor verstellt werden kann und mit einer Überwachungseinheit, mit der Strom- oder Spannungskennwerte des Elektromotors überwacht werden.
-
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Gefahr von Unfällen bei der Kopplung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger zu reduzieren, sowie weitere Mehrwerte beim Kopplungsvorgang und an dem Zugfahrzeug sowie an dem Anhänger zu generieren.
-
Diese Aufgabe wird mit einem System zur Überwachung einer Kopplung gemäß Anspruch 1 und mit einer Stützeinheit gemäß Anspruch 7 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und aus den Figuren.
-
Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung einer Kopplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, insbesondere einem Sattelanhänger, wobei das System eine Überwachungseinheit umfasst, die zumindest eine Zustandsinformation des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers erfasst, wobei in Abhängigkeit der Zustandsinformation die Überwachungseinheit die Kopplung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger schaltet. In anderen Worten betrachtet das System die Kopplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger und überwacht dabei mittels einer Überwachungseinheit die Bewegung des Zugfahrzeugs und des Anhängers sowie den Zustand der Stützeinheit des Anhängers. Bei der Überwachungseinheit handelt es sich bevorzugt um eine Logik, insbesondere eine Art von Computereinheit, welche am Zugfahrzeug oder an dem Anhänger befestigt ist. Die Überwachungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Zustandsinformation des Zugfahrzeuges oder des Anhängers zu erfassen, wobei die Erfassung bevorzugt mittels einer Sensoreinheit erfolgt. Bei der Zustandsinformation handelt es sich bevorzugt um die Bewegungsinformation eines Zugfahrzeuges und/oder Anhängers, wobei die Bewegungsinformation darüber Aufschluss gibt, ob sich das Zugfahrzeug und/oder der Anhänger in Relation zu einem Untergrund bewegen oder nicht. In anderen Worten kann die erste Zustandsinformation abbilden, ob das Zugfahrzeug und/oder der Anhänger sich bewegen oder nicht. Des Weiteren ist die Überwachungseinheit dazu ausgelegt, die Kopplung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu schalten, wobei diese Schaltung in Abhängigkeit der Zustandsinformation, insbesondere der Bewegungsinformation des Zufahrzeugs und/oder des Anhängers und der Lageinformation der Stützeinheit, erfolgt. Schalten kann dabei in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Überwachungseinheit ein Signal an die Kopplung sendet, und somit die Kopplung eine Lagesicherung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger bildet/etabliert oder auflöst. Die Kopplung selbst ist dabei bevorzugt durch ein Sattelkopplungssystem gebildet. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann schalten auch bedeuten, dass die Überwachungseinheit einen Mechanismus aufweist, welcher dazu ausgelegt ist, eine Lagesicherung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger auszubilden bzw. aufzulösen. Die zweite Zustandsinformation zeigt der Überwachungseinheit an, ob die Stützeinheit des Anhängers in einem eingefahrenen bzw. unbelasteten oder ausgefahrenen bzw. belasteten Zustand ist. Ein belasteter Zustand einer Stützeinheit liegt insbesondere dann vor, wenn diese bevorzugt ausgefahren ist und das Gewicht des Anhängers zumindest teilweise trägt, so dass die Ladefläche des Anhängers bevorzugt in einer horizontalen Ausrichtung verbleibt. Ein unbelasteter Zustand der Stützeinheit ist unter anderem beispielsweise dann gegeben, wenn der Anhänger an dem Zugfahrzeug festgelegt ist und die Stützeinheit keine Kraft zwischen dem Anhänger und dem Untergrund überträgt und sich dabei bevorzugt in einem eingefahrenen Zustand befindet, oder alternativ in einem teilweise eingefahrenen Zustand. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mittels der ersten und/oder zweiten Zustandsinformation detektiert werden kann, ob eine sichere Lösung der Kopplung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger erfolgen kann oder nicht. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das System für ein Zugfahrzeug und einen Anhänger ausgelegt, wobei die Überwachungseinheit an dem Zugfahrzeug festgelegt ist und mit einer Vielzahl von Sensoren verbunden ist um die erste und/oder zweite Zustandsinformation des Zugfahrzeugs und des Anhängers zu erfassen.
-
Bevorzugt erfasst eine Sensoreinheit einen ersten und zweiten Zustand der ersten Zustandsinformation, wobei der erste Zustand eine Bewegung des Zugfahrzeuges und/oder des Anhängers ist, wobei der zweite Zustand der ersten Zustandsinformation eine Bewegungslosigkeit des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers ist. Die Sensoreinheit ist bevorzugt dazu ausgelegt, einen ersten und zweiten Zustand der ersten Zustandsinformation zu erfassen, wobei der erste Zustand insbesondere eine Bewegung des Zugfahrzeuges und des Anhängers darstellt, insbesondere in Relation zu einem Untergrund. Der zweite Zustand der ersten Zustandsinformation der durch die Sensoreinheit erfasst wird, stellt die Bewegungslosigkeit des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers dar. Die Sensoreinheit umfasst bevorzugt einen Drehwinkelsensor und/oder einen Beschleunigungssensor und/oder einen Sensor, welcher die Rotationsgeschwindigkeit einer Achse oder eines Rads überwacht. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mittels der Sensoreinheit in einer einfachen Art und Weise die Bewegung des Zugfahrzeuges und des Anhängers bestimmt werden kann, so dass mittels dieser Informationen ein Kopplungsvorgang zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger geschaltet werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform ist zumindest ein Sensor der Sensoreinheit zumindest einem Rad des Zugfahrzeugs und ein weiterer Sensor zumindest einem Rad des Anhängers zugeordnet, wobei die Sensoren als Drehwinkelsensoreinheit ausgebildet sind und somit den ersten und zweiten Zustand der ersten Zustandsinformation anhand des Drehwinkels der Räder und dessen Veränderung erfassen.
-
Vorteilhafterweise ist die Überwachungseinheit mit der Sensoreinheit verbunden, wobei insbesondere zumindest ein Sensor der Sensoreinheit zumindest an einem Rad oder einer Radaufhängung des Zugfahrzeuges und/oder Anhängers zugeordnet ist. Verbunden bedeutet hierbei, dass die Überwachungseinheit mit der Sensoreinheit in Signalverbindung steht, wobei die Signalverbindung mittels eines Kabels oder kabellos erfolgen kann. Zugeordnet bedeutet hierbei, dass zumindest ein Sensor der Sensoreinheit dazu ausgelegt ist, das zu ihm zugeordnete Rad zu überwachen und somit Signale bezüglich der ersten Zustandsinformation und deren ersten oder zweiten Zustand zu generieren. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mittels der Sensoreinheit die Bewegungsinformation von jedem Rad einzeln oder von einer Vielzahl von Rädern erfasst werden kann und somit eine genaue und zuverlässige Erfassung der ersten Zustandsinformation des Systems zur Überwachung der Kopplung erfolgen kann.
-
Vorteilhafterweise erfasst die Überwachungseinheit die Bewegungsinformation des Zugfahrzeugs oder des Anhängers mittelbar oder unmittelbar über ein ABS-System und/oder ein ESP-System und/oder ein Steuergerät des Zugfahrzeugs oder des Anhängers. In anderen Worten greift die Überwachungseinheit die Bewegungsinformation an einem ABS, oder ESP oder Steuergerät des Zugfahrzeugs ab, um somit den ersten bzw. zweiten Zustand der ersten Zustandsinformation zu erfassen. Mittelbar bedeutet bevorzugt, dass die Überwachungseinheit in direkter Signalverbindung mit dem ABS und/oder ESP und/oder Steuergerät des Zugfahrzeugs und/oder Anhängers steht, beispielsweise durch eine Kabelverbindung. Unmittelbar bedeutet hierbei, dass die Überwachungseinheit und das jeweilige System sich bevorzugt in einer drahtlosen Verbindung zueinander stehen und somit die erste Zustandsinformation erfasst werden kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass bereits vorhandene Systeme zur Detektion der ersten Zustandsinformation genutzt werden können und somit unteranderem ein Reduktion der notwendigen Bauteile bzw. die Schaffung von zusätzlichem Bauraum im Packaging entsteht.
-
Erfindungsgemäß erfasst eine Sensoreinheit einen ersten und einen zweiten Zustand der zweiten Zustandsinformation, wobei der erste Zustand der zweiten Zustandsinformation eine vollständig eingezogene Stützeinheit ist, wobei der zweite Zustand der zweiten Zustandsinformation eine belastete Stützeinheit ist. In anderen Worten ist die Sensoreinheit dazu ausgelegt, eine Stützeinheit zu beurteilen bzw. zu überwachen, ob diese sich in einem eingezogenen oder in einem belasteten bzw. ausgefahrenen Zustand befindet. Dabei bildet der erste Zustand, insbesondere eine vollständig eingezogene Stützeinheit oder eine Stützeinheit, welche teilweise eingezogen ist und keinen Kontakt mehr mit dem Untergrund aufweist, ab. Der zweite Zustand beschreibt eine belastete bzw. eine ausgefahrene Stützeinheit, wobei die Stützeinheit einen Teil des Gewichts bzw. der Last des Anhängers aufnimmt. Eine Belastung der Stützeinheit bedeutet bevorzugt, dass eine Hublast zwischen 100kg und 30 Tonnen auf die Stützeinheit einwirkt. Bevorzugt liegt eine Obergrenze der Hublast bei 24 Tonnen. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe des ermittelten ersten und zweiten Zustands ein Signal generiert werden kann, welches die Unfallgefahr durch nicht ausgefahrene Stützeinheiten reduziert.
-
Vorteilhafterweise ist eine Kopplung vorgesehen, welche einen Königszapfen, welcher insbesondere an dem Anhänger festgelegt ist, und eine Sattelkupplungsplatte, welche insbesondere am Zugfahrzeug festgelegt ist, wobei die Sattelkupplungsplatte eine schaltbare Kupplungsklaue aufweist, wobei die Kupplungsklaue dazu ausgelegt ist, den Königszapfen in seiner Lage zu sichern, wobei die Überwachungseinheit dazu ausgelegt ist, die Kupplungsklaue zu schalten, wobei die Überwachungseinheit die Lagesicherung des Königszapfens nicht auflöst, wenn die erste Zustandsinformation den ersten Zustand aufweist und/oder die zweite Zustandsinformation den zweiten Zustand aufweist. Bevorzugt weist die Sattelkupplungsklaue eine schaltbare Kupplungsklaue mit einem, insbesondere elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen, Aktuator auf, welcher die Kupplungsklaue öffnet und schließt, wobei die Überwachungseinheit das Öffnen und Schlie-ßen der Kupplungsklaue steuert, indem die Überwachungseinheit ein Signal sendet, ob die Kupplungsklaue geöffnet oder geschlossen werden soll. Befindet sich die schaltbare Kupplungsklaue in einem geschlossenen Zustand, führt sie eine Lagesicherung des Königszapfens des Anhängers aus, wobei die Lagesicherung den Königszapfen insbesondere innerhalb der Kupplungsklaue hält bzw. festklemmt. Die Überwachungseinheit prüft, ob die erste Zustandsinformation den ersten Zustand aufweist und somit sich das Zugfahrzeug oder der Anhänger in Bewegung befinden und/oder ob die zweite Zustandsinformation den zweiten Zustand aufweist und sich somit die Stützeinheit in einem belasteten Zustand befindet. Sollte dies der Fall sein, löst die Überwachungseinheit die Lagesicherung des Königszapfens nicht auf, was bedeutet, dass die Kupplungsklaue geschlossen bleibt. Dies hat den Vorteil, dass durch eine Fehlbedienung der Kupplungsklaue die Lagesicherung nicht aufgelöst werden kann, sondern, dass die Überwachungseinheit die Kupplungsklaue derart steuert, dass kein Unfall, beispielsweise ein Herunterfallen des Anhängers, zustande kommt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Schalten der Kupplungsklaue in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Zustandsinformation durch die Überwachungseinheit automatisch und/oder ferngesteuert. Ferngesteuert bedeutet hierbei, dass mittels einer Funkverbindung zu der Steuereinheit des Zugfahrzeuges die Kupplungsklaue geöffnet oder geschlossen wird. Automatisch bedeutet hierbei, dass bei einer Initiierung eines Kupplungsvorgangs durch den Fahrer oder die Steuereinheit des Zugfahrzeuges, insbesondere wenn es sich um ein autonomes Zugfahrzeug handelt, eine Überprüfung des ersten und zweiten Zustandes durch die Überwachungseinheit automatisch findet statt, so dass keine Fehlfunktion entstehen kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass auch ohne eine, insbesondere humane, Kontrollinstanz, wie beispielsweise ein Fahrzeugführer, ein Fehler beim Entkoppeln oder Koppeln des Fahrzeuges vermieden werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform deaktiviert die Überwachungseinheit einen Aktuator, insbesondere einen Vortrieb und/oder eine Bremse des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers, wenn durch eine Aktivierung des Aktuators die erste Zustandsinformation aus dem zweiten in den ersten Zustand wechselt und dabei die zweite Zustandsinformation den zweiten Zustand aufweist. In anderen Worten wird das Gaspedal bzw. das Bremspedal des Zugfahrzeuges durch die Überwachungseinheit deaktiviert, wenn die Stützeinheit in einem belasteten bzw. ausgefahrenen Zustand ist, und beispielsweise der Fahrzeugführer die Bremse oder das Gaspedal betätigt. Wechseln bedeutet hierbei, dass durch die Aktivierung des Aktuators das Zugfahrzeug und/oder der Anhänger von einem bewegungslosen Zustand in einen sich bewegenden Zustand verändert. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Überwachungseinheit in der Lage ist, aktiv in die Regelung und/oder Steuerung des Zugfahrzeuges und/oder des Anhängers eingreifen zu können, um somit einen Unfall, insbesondere ein Herunterfallen des Anhängers, zu vermeiden.
-
Bevorzugt gibt die Überwachungseinheit ein Warnsignal, insbesondere ein optisches und/oder akustisches und/oder taktiles Warnsignal, aus, wenn durch die Aktivierung des Aktuators die erste Zustandsinformation aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand wechselt und dabei die zweite Zustandsinformation den zweiten Zustand aufweist. In anderen Worten gibt die Überwachungseinheit ein Warnsignal, insbesondere für einen Fahrzeugführer des Zugfahrzeuges, aus, wenn dieser versucht, das Zugfahrzeug in Bewegung zu versetzen und dabei die Stützeinheit sich in einem ausgefahrenen bzw. belasteten Zustand befindet. Dabei kann die Überwachungseinheit mittels eines optischen Warnsignals, wie beispielsweise ein Blinken einer LED-Einheit, ein akustisches Warnsignal, wie beispielsweise ein Sirenen- oder Piepton, oder ein taktiles Warnsignal, wie beispielsweise eine Vibration des Fahrersitzes, ausgeben und somit den Fahrer vor einem Unfall warnen.
-
Vorzugsweise ist die Überwachungseinheit an einem Zugfahrzeug befestigt, wobei die Überwachungseinheit in Signalverbindung mit dem gekoppelten oder entkoppelten Anhänger steht. Dabei ist bevorzugt, dass die Überwachungseinheit die erste und/oder zweite Zustandsinformation sowohl im entkoppelten als auch im gekoppelten Zustand des Anhängers erfassen kann, insbesondere durch eine kabelgebundene und/oder kabellose Verbindung zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug. Dies hat den Vorteil, dass bereits Parameter vor der Kopplung des Zugfahrzeuges bzw. des Anhängers abgefragt werden können. Zusätzlich kann ein Einsparungseffekt generiert werden, da mittels der kabellosen Übertragung keine Signalleitung von den Achsen bzw. Rädern des Anhängers zum Zugfahrzeug gelegt werden muss.
-
Vorzugsweise ist die Überwachungseinheit mit zumindest einer Stützeinheit verbunden, wobei die Stützeinheit eine Information über ihren Alterungszustand, insbesondere eine Belastung, ermittelt, und diese Alterungszustandsinformation an die Überwachungseinheit weiterleitet. Dabei ist die Überwachungseinheit mit der Stützeinheit bevorzugt durch eine kabelgebundene oder kabellose Verbindung verbunden, welche dazu ausgelegt ist, das Signal der Stützeinheit weiterzuleiten. Die Stützeinheit ist dabei dazu konfiguriert, einen belasteten bzw. unbelasteten Zustand zu ermitteln und somit insbesondere die zweite Zustandsinformation zu beschreiben und diese Zustandsinformation an die Überwachungseinheit weiterzuleiten. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass eine besonders sichere und zuverlässige Detektion der zweiten Zustandsinformation ermöglicht wird.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Stützeinheit, insbesondere zur Festlegung an einem Sattelanhänger, wobei die Stützeinheit ein Außenrohr und ein Innenrohr umfasst, welche ineinander teleskopierbar angeordnet sind, wobei ein Betätigungsmechanismus die Verlagerung des Innenrohrs relativ zum Außenrohr in einer Verlagerungsrichtung kontrolliert, wobei die Stützeinheit eine Detektionsvorrichtung umfasst, welche dazu ausgelegt ist, eine belastete Stützeinheit zu detektieren. Bevorzugterweise umfasst die Stützeinheit ein Außenrohr, welches bevorzugt an einem Anhänger festlegbar ist, und wobei das Außenrohr dazu ausgelegt ist, ein Innenrohr aufzunehmen, wobei das Innenrohr in das Außenrohr teleskopierbar, insbesondere stufenlos oder stufig verschiebbar, angeordnet ist. Der Betätigungsmechanismus ist bevorzugt an dem Außenrohr festgelegt und weist eine Verbindung zu dem Innenrohr auf, so dass der Betätigungsmechanismus das Außenrohr zum Innenrohr verschieben kann bzw. eine Verschiebung gegen eine externe Kraft halten kann. In anderen Worten umfasst der Betätigungsmechanismus einen hydraulischen oder elektrischen Motor, welcher unmittelbar oder mittelbar mit einer Gewindespindel verbunden ist, wobei der elektrische oder hydraulische Motor mittelbar oder unmittelbar an dem Außenrohr festgelegt sein kann und die Gewindespindel mittels einer Mutter oder einem ähnlichen Gewinde mittelbar oder unmittelbar an dem Innenrohr angreift, wobei die Mutter mittelbar oder unmittelbar an dem Innenrohr festgelegt ist. Zudem umfasst die Stützeinheit einen Detektionsvorrichtung, der insbesondere als eine Art Erkennungseinheit ausgelegt ist, welcher dazu in der Lage ist, eine Belastung der Stützeinheit festzustellen, wobei die Belastung bzw. der Belastungszustand sich in einen belasteten und unbelasteten Zustand unterteilen lässt.
-
Bevorzugt ist an dem Innenrohr ein Fuß festgelegt, wobei die Detektionsvorrichtung die Belastung der Stützeinheit mittels einer relativen Bewegung zwischen Fuß und Innenrohr in der Verlagerungsrichtung der Stützeinheit erfasst. Der Fuß ist insbesondere mittels eines Bolzens und/oder Befestigungsmittel an dem Innenrohr befestigt, wobei das Innenrohr bevorzugt eine Bohrung und/oder Ausnehmung hierfür aufweist, in welche der Bolzen und/oder das Befestigungsmittel eingreifen kann. Bevorzugt ist die Bohrung und/oder Ausnehmung bzw. der Bolzen und/oder das Befestigungsmittel derart ausgeführt, dass die Verbindung spielbehaftet ist, so dass der Bolzen und/oder das Befestigungsmittel sich entlang der Verlagerungsrichtung der Stützeinheit bewegen kann und somit eine relative Bewegung zwischen dem Fuß und dem Innenrohr durch die Detektionsvorrichtung erfassbar ist. Die relative Bewegung hat eine direkte Abhängigkeit zu der Belastung der Stützeinheit. Befindet sich die Stützeinheit in einem belasteten Zustand, so befindet sich der Bolzen an dem oberen Ende der Verlagerungsrichtung in Bezug auf die relative Bewegung. Ist die Stützeinheit in einem unbelasteten Zustand, zieht der Fuß den Bolzen nach unten und somit befindet sich der Bolzen am unteren Ende der relativen Bewegung. Dies hat den Vorteil, dass mittels der Detektion des Spiels zwischen dem Innenrohr und dem Fuß eine Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann und somit weitere Sensoren eingespart werden können.
-
Vorzugsweise erfolgt eine Ermittlung der relativen Bewegung mittels eines Sensors, welche am Innenrohr und/oder am Fuß festgelegt ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Sensoreinheit direkt die relative Bewegung erfassen kann und somit keine weiteren Mechanismen, wie beispielsweise Federn oder ähnliches vorgesehen werden müssen, um die relative Bewegung zu detektieren.
-
Bevorzugterweise umfasst die Sensoreinheit zumindest einen Sensor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Druckschalter, Piezoelement-Sensor, berührungsloser Näherungssensor, schaltbarer Stromkreis, optischer Sensor, kapazitiver Sensor, magnetischer Sensor oder resistiver Sensor. Der Vorteil, dass der Sensor als Druckschalter ausgeführt ist, ist, dass für die Zustandsspeicherung lediglich eine Boolsche „Variable“ benötigt wird und somit die Signalverarbeitung vereinfacht wird. Der berührungslose Näherungssensor hat den Vorteil, dass ohne einen Kontakt mit der Oberfläche des Fußes oder des Innenrohrs eine relative Bewegung zwischen dem Fuß und Innenrohr detektiert werden kann. Der Vorteil eines schaltbaren Stromkreises ist, dass diese Art der Sensierung besonders günstig ist. Der Vorteil eines optischen Sensors ist, dass dieser berührungslos arbeitet und somit der Sensor beabstandet von der Wirkstelle montiert werden kann. Der Vorteil eines kapazitiven Sensors ist, dass sehr feine Änderungen der Relativbewegung detektiert werden können. Der Vorteil eines magnetischen Sensors, bspw. Hall-Sensors, ist, dass ein galvanomagnetrischer Effekt ausgenutzt werden kann und somit temperaturunabhängige Messungen erfolgen können. Der Vorteil eines resistiven Sensor, bspw. Dehnungsmessstreifen, ist, dass es sich bei Dehnungsmessstreifen um eine weitverbreitete Technologie handelt und somit die Sensoren günstig sind.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Betätigungsmechanismus einen elektrischen Antrieb, wobei die Detektionsvorrichtung zusätzlich die aufgenommene Spannung und/oder Strom überwacht, um hierüber insbesondere die zweite Zustandsinformation zu detektieren. Bevorzugterweise ist die Detektionsvorrichtung dazu ausgelegt, die aufgenommene Spannung und/oder den Strom zu überwachen, welche der Betätigungsmechanismus, insbesondere dessen elektrischer Antrieb, benötigt, um das Außenrohr zu dem Innenrohr zu verschieben. Aus der aufgenommenen Spannung und/oder des Stroms können Rückschlüsse gebildet werden, ob sich die Stützeinheit in einem belasteten oder unbelasteten Zustand befindet. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass auf anfällige Sensoren verzichtet werden kann, da mittels der Überwachung der aufgenommenen Spannung- bzw. des Stroms schnell Fehler festgestellt werden können und somit effektiv eine Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann.
-
Bevorzugterweise umfasst die Detektionsvorrichtung einen zusätzlichen Sensor am Fuß, insbesondere an der Fußunterseite, wobei der Sensor am Fuß ein kapazitiver Sensor ist und der kapazitive Sensor die Belastung der Stützeinheit detektiert. Bevorzugterweise ist ein Sensor an der Fußunterseite angebracht, so dass dieser Sensor mittels der auf ihn wirkenden Aufstellkraft die Belastung der Stützeinheit detektieren kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass nicht nur qualitativ die Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann, sondern mittels des kapazitiven Sensors eine quantitative Belastung der Stützeinheit gemessen werden kann.
-
Vorteilhafterweise steht das Innenrohr mit dem Fuß im Spiel behafteten Eingriff, wobei an dem Innenrohr und/oder dem Fuß ein Spielsensor angeordnet ist, wobei der Spielsensor ein Spiel zwischen Innenrohr und Fuß erfasst, und somit die Belastung der Stützeinheit erfasst. In spielbehaftetem Eingriff bedeutet bevorzugt, dass das Innenrohr eine Bohrung und/oder eine Ausnehmung aufweist, sowie der Fuß mit einem Bolzen an dem Innenrohr befestigt ist und dabei der Durchmesser der Bohrung und/oder die Ausnehmungund des Bolzens bevorzugt nicht gleich groß sind. Bevorzugt hat der Bolzen einen kleineren Durchmesser als die Bohrung und/oder die Ausnehmung. Der Spielsensor dient bevorzugt dazu, das Spiel zwischen dem Innenrohr und dem Bolzen des Fußes zu detektieren und dabei dies in einem qualitativ und quantitativ messbaren Wert auszudrücken. Ist das Innenrohr in einem unbelasteten Zustand, liegt der Bolzen auf der Unterseite der Bohrung und/oder Ausnehmung auf und somit detektiert der Spielsensor, dass die Stützeinheit unbelastet ist. In dem Fall, dass die Stützeinheit belastet ist, wird der Bolzen aufgrund der Aufstellkraft an die Oberseite der Bohrung und/oder Ausnehmung gedrückt und der Spielsensor erkennt, dass sich die Stützeinheit in einem belasteten Zustand befindet. Mittels des Spielsensors ergibt sich der Vorteil, dass ohne bauliche Veränderungen die Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Spielsensor als ein Druckschalter, ein berührungsloser Näherungssensor und/oder ein kapazitiver Sensor ausgeführt. Der Vorteil des Druckschalters ist es, dass dieser mit einer booleschen Variablen versehen werden kann, was eine Verarbeitung des Sensorsignals deutlich vereinfacht. Der Vorteil des berührungslosen Näherungssensor ist, dass dieser beabstandet von der eigentlichen Wirkzone montiert werden kann und somit eine zusätzliche konstruktive Flexibilität entsteht. Der Vorteil des kapazitiven Sensors ist es, dass nicht nur eine qualitative, sondern auch eine quantitative Auswertung der Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein erster und ein zweiter Anschluss an dem Innenrohr und/oder an dem Fuß angeordnet, wobei nur bei einer Belastung der Stützeinheit der erste und der zweite Anschluss ein geschlossenen Stromkreis bilden, und wobei der geschlossene Stromkreis in der Detektionsvorrichtung ein Signal erzeugt, welches angibt, dass die Stützeinheit belastet ist. In anderen Worten sind zwei Anschlüsse, insbesondere Kontaktpunkte, an dem Innenrohr so montiert, dass, wenn sich der Fuß relativ zum Innenrohr bewegt, diese einen Kontakt mit dem Fuß bilden, und somit ein Stromkreis gebildet wird. Die Detektionsvorrichtung ist derart ausgelegt, dass er den geschlossenen Stromkreis erkennt und somit indirekt ermittelt, dass die Stützeinheit belastet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass es sich hierbei um eine einfache und sichere Detektionsmethodik handelt.
-
Vorteilhafterweise ist die Detektionsvorrichtung mit dem Betätigungsmechanismus verbunden, wobei der Betätigungsmechanismus einen Sensor umfasst, welcher eine relative Position zwischen Außenrohr und Innenrohr entlang der Verlagerungsrichtung bestimmt, wobei die Detektionsvorrichtung anhand der relativen Position eine Belastung der Stützeinheit bestimmt. In anderen Worten ist ein Sensor derart ausgelegt, dass dieser die relative Bewegung zwischen Außen- und Innenrohr entlang der Verlagerungsrichtung bestimmen kann und dies mittels einer Auswertung der relativen Bewegung des Betätigungsmechanismus durchführt. In Abhängigkeit der relativen Position kann die Belastung der Stützeinheit bestimmt werden. Insbesondere durch eine Betrachtung der Veränderung der relativen Position zwischen Außen und Innenrohr kann darauf rückgeschlossen werden, ob sich die Stützeinheit in einem belasteten oder unbelasteten Zustand befindet, da das Drehmoment des Betätigungsmechanismus näherungsweise gleich ist, insbesondere nicht mehr als um ±10% voneinander abweichen, und bei einer Belastung der Stützeinheit in der fortschreitenden relativen Positionsveränderung über die Zeit abnimmt und somit die Belastung der Stützeinheit detektiert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Sensoren an dem Innenrohr oder an dem Fuß vorgesehen werden müssen, und somit Raum für weitere konstruktive Maßnahmen geschaffen werden kann, sowie mittels der Auswertung der relativen Position zwischen Außen- und Innenrohr eine Überlastung der Stützeinheit vermieden werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Betätigungsmechanismus an dem Innenrohr festgelegt, wobei an der Verbindungsstelle zwischen dem Betätigungsmechanismus und dem Innenrohr eine Sensoreinheit eine Belastung der Stützeinheit detektiert, wobei insbesondere die Sensoreinheit einen kapazitiver Sensor umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Innenrohr mit einer Art Mutter versehen, in welche eine Spindel des Betätigungsmechanismus eingreift und somit das Innenrohr entlang der Verlagerungsrichtung verschoben werden kann. An der Verbindungsstelle, insbesondere der Mutter, kann eine Sensoreinheit befestigt werden, welche dazu in der Lage ist, aufgrund der Krafteinwirkung zwischen der Spindel und der Mutter die Belastung der Stützeinheit zu detektieren. Insbesondere ist dabei der kapazitive Sensor ein Drucksensor. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass keine außenliegenden Bauteile vorgesehen werden müssen, sondern alle Bauteile innerhalb des Innenrohrs sind und somit einen Schutz gegen Wetter- oder sonstige Einwirkungen gewährleistet ist.
-
Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren. Einzelne Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können dabei auch in anderen Ausführungsformen eingesetzt werden, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Zugfahrzeuges mit einem Anhänger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Stützeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes System 1 zur Überwachung einer Kopplung 2 dargestellt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Zugfahrzeug 10 eine Kopplung 2, welche eine Sattelkupplungsplatte 12 umfasst. Des Weiteren weist das Zugfahrzeug 10 bevorzugt eine Überwachungseinheit 4 auf, welche in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Sensoreinheit 16 in Signalverbindung steht. Der Sensor der Sensoreinheit 16 ist bevorzugt einem Rad 18 zugeordnet, so dass der Sensor der Sensoreinheit 16 das Rad 18 überwachen kann und ein Signal generieren kann, welches Aufschluss über den Bewegungszustand des Zugfahrzeuges gibt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Anhänger 8 auch einen Sensor der Sensoreinheit 16 auf, welche dazu ausgelegt ist, die Räder oder Achsen des Anhängers zu überwachen und somit ein Signal zu generieren, welches den Bewegungszustand des Anhängers 8 darstellt. Zudem weist der Anhänger 8 einen Königszapfen 13 auf, welcher einen Teil der Kopplung 2 bildet. Bevorzugterweise weist der Anhänger 8 eine Stützeinheit 6 auf, welche dazu ausgelegt ist, den Anhänger 8 in einer waagrechten Position zu halten, wenn der Anhänger 8 sich in einem entkoppelten Zustand befindet. Vorteilhafterweise setzt die Stützeinheit 6 auf dem Untergrund 14 in einem gekoppelten Zustand auf und sowohl das Zugfahrzeug 10 als auch der Anhänger 8 stehen still, wobei anschließend die Kopplung 2 gelöst wird und das Zugfahrzeug 10 sich von dem Anhänger 8 entfernt und der Anhänger 8 trotzdem in einer waagrechten Position verbleibt.
-
2 zeigt eine erfindungsgemäße Stützeinheit 6, welche an einem Anhänger 8 festgelegt ist. Bevorzugterweise ist das Außenrohr 20 an dem Anhänger 8 festgelegt und das Innenrohr 22 ist bevorzugt stufenlos in das Außenrohr 20 teleskopierbar angeordnet. Die relative Bewegung zwischen Außenrohr 20 und Innenrohr 22 wird durch einen Betätigungsmechanismus 24 kontrolliert. Bei dem Betätigungsmechanismus 24 handelt es sich bevorzugt um einen elektrischen Antrieb oder um eine mechanische Kurbel, welche durch Menschenkraft angetrieben werden kann. Des Weiteren weist das Innenrohr 22 eine Detektionsvorrichtung 28 auf, welcher bevorzugt dazu ausgelegt ist, eine relative Bewegung zwischen dem Fuß 26 und dem Innenrohr 22 zu detektieren. Der Fuß 26 ist bevorzugt mittels eines Bolzens 32 an dem Innenrohr 22 befestigt, wobei die Verbindung zwischen Innenrohr 22 und Bolzen 32 derart ausgeführt ist, dass eine Spielpassung vorliegt. Des Weiteren ist bevorzugt, dass das Innenrohr 22 und das Außenrohr 20 entlang einer Verlagerungsrichtung 30 ineinander teleskopierbar sind, wobei die Verlagerungsrichtung 30 insbesondere orthogonal zu einem Untergrund 14 besteht. Alternativ kann die Verlagerungsrichtung auch orthogonal zu der Aufstellebene des Anhängers 8 ausgerichtet sein, so dass zwischen dem Außenrohr 20 und dem Anhänger 8 ein rechter Winkel entsteht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- System zur Überwachung
- 2
- Kopplung
- 4
- Überwachungseinheit
- 6
- Stützeinheit
- 8
- Anhänger
- 10
- Zugfahrzeug
- 12
- Sattelkupplungsplatte
- 14
- Untergrund
- 16
- Sensor der Sensoreinheit
- 18
- Rad
- 20
- Außenrohr
- 22
- Innenrohr
- 24
- Betätigungsmechanismus
- 26
- Fuß
- 28
- Detektionsvorrichtung
- 30
- Verlagerungsrichtung
- 32
- Bolzen
