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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeugwiegesystem gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Erfassen des Gewichts eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 10.
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Bei der Entwicklung von Fahrzeugen werden die Prototypen zunächst auf Prüfständen in Laboren erprobt und getestet. Für viele solche Erprobungen und Versuche im Prüfstand ist es erforderlich, das Fahrzeuggewicht vor und nach dem Experiment zu ermitteln. Üblicherweise wird dazu das Fahrzeug über Rampen auf Wiegeplatten gefahren. Aufgrund der engen Platzverhältnisse in den Laboren stellt das Wiegen der Fahrzeuge einen hohen Aufwand dar. Bei Fahrzeugen, die über einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, kommt zusätzlich der Nachteil hinzu, dass der Motor eingeschalten werden muss, um das Fahrzeug auf die Wiegevorrichtung aufzufahren. Hierzu sind oft zusätzliche Schutzmaßnahmen, wie beispielsweise das Anbringen einer Abgasabsaugung oder eines Abgasabsaugungsschlauchs, notwendig. Bei manchen Versuchen müssen hochgenaue Messvorgaben eingehalten werden, so dass der Verbrennungsmotor nicht eingeschalten werden darf. Bei solchen Fällen muss das Fahrzeug durch menschliche Kraft auf die Wiegeplatten geschoben werden. Dies stellt insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Ergonomie eine hohe Arbeitsbelastung für das Laborpersonal dar.
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Um dieses Problem zu umgehen, hat es sich im Stand der Technik etabliert, Wiegevorrichtungen in Hebebühnen zu integrieren, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2013 100 354 beschrieben ist. Derartige Hebebühnen sind jedoch nur bedingt für Prüfstandsversuche geeignet und darüber hinaus äußerst kostspielig.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Wiegevorrichtung, ein Fahrzeugwiegesystem sowie ein Verfahren zum Wiegen von Fahrzeugen als Alternative zu den im Stand der Technik bekannten Hebebühnen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird mit einer Wiegevorrichtung gemäß Patentanspruch 1, einem Fahrzeugwiegesystem gemäß Patentanspruch 9 und einem Verfahren zum Wiegen von Fahrzeugen gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Wiegevorrichtung für Fahrzeuge vor, mit einem Rahmen, der zwei im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Tragarme umfasst, die an einer Traverse angeordnet sind. Mindestens ein Tragarm oder beide Tragarme sind in Längsrichtung der Traverse auf den jeweils anderen Tragarm zu und/oder von dem anderen Tragarm weg bewegbar angeordnet. Darüber hinaus umfasst die Wiegevorrichtung auch mindestens eine Transporteinrichtung, die an dem Rahmen angeordnet ist und die eine Bewegung der Wiegevorrichtung ermöglicht. Mit Hilfe der Transporteinrichtung kann die Wiegevorrichtung im Wesentlichen translatorisch über den Boden eines Labors oder einer Prüfhalle hinweg verschoben werden. Die Wiegevorrichtung umfasst eine Verstelleinrichtung, mit der die Tragarme aufeinander zu und/oder voneinander weg bewegbar sind, so dass ein Einstellen eines vorbestimmten Abstands a zwischen den Tragarmen vorgenommen werden kann. Weiterhin kann die Wiegevorrichtung eine Krafterfassungseinrichtung aufweisen, zur Erfassung einer auf den Rahmen einwirkenden Kraft. Dies bietet den Vorteil, dass ein auf der Wiegevorrichtung befindliches Fahrzeug eine Gewichtskraft ausübt, die zumindest anteilig dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs entspricht, und von der Wiegeeinrichtung gemessen werden kann. Zusätzlich bietet die Wiegevorrichtung noch den Vorteil, dass die Bremse nicht betätigt werden muss, wenn man eine Gewichtsbestimmung durchführt, wodurch sich die Genauigkeit des Messergebnisses erhöht.
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Darüber hinaus kann die Krafterfassungseinrichtung zwischen mindestens einer Transporteinrichtung der Transporteinrichtungen und dem Rahmen angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass die auf die Wiegevorrichtung einwirkende Gewichtskraft unmittelbar in der Nähe des Aufstandspunkts der Transporteinrichtung erfasst wird. Weiterhin kann zwischen jeder Transporteinrichtung und dem Rahmen eine Krafterfassungseinrichtung vorgesehen sein. Durch Vorsehen mehrerer einzelner Krafterfassungseinrichtungen, kann eine besonders hochauflösende und dadurch sehr genaue Erfassung der Gewichtskraft erzielt werden. Weiterhin kann die Transporteinrichtung über einen Halter mit dem Rahmen verbunden sein, wobei die Krafterfassungseinrichtung zwischen dem Halter und dem Rahmen angeordnet ist.
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Weiterhin kann mindestens eine Transporteinrichtung an einem Tragarm angeordnet sein.
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Alternativ dazu kann an jedem Tragarm mindestens eine Transporteinrichtung angeordnet sein.
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Die genannten Transporteinrichtungen können insbesondere als Rollen, Räder, Walzen oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die Krafterfassungseinrichtung kann als Dehnungsmessstreifen-Wägezelle ausgebildet sein. Selbstverständlich ist die Verwendung anderer Messwertaufnehmer für das Gewicht möglich.
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Wahlweise können Reifenaufnahmeeinrichtungen an einem oder an mehreren Tragarmen angeordnet sein, wobei jede Reifenaufnahmeeinrichtung den Tragarm in dessen Umfangsrichtung umschließt und um eine Längsrichtung des Tragarms drehbar ist. Dies bietet den Vorteil, dass beim Aufeinanderzubewegen der Tragarme ein auf der Wiegevorrichtung befindlicher Reifen nicht gequetscht wird. Dadurch wird die benötigte Kraft zum Aufeinanderzubewegen der Tragarme reduziert.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeugwiegesystem, umfassend mindestens eine Wiegevorrichtung der oben beschriebenen Art, und eine Auswerteeinrichtung, welche auf Basis der von der Krafterfassungseinrichtung erfassten Daten das Gesamtgewicht des zu wiegenden Fahrzeugs ermittelt. Jede Wiegevorrichtung erfasst lediglich einen Anteil des Gesamtgewichts des Fahrzeugs. Deswegen muss unter jedes Rad des zu wiegenden Fahrzeugs eine Wiegevorrichtung geschoben werden. Die Wiegevorrichtungen erfassen somit jeweils einen Anteil des Gesamtgewichts des Fahrzeugs. Die Auswerteeinrichtung errechnet aus den Daten, die von jeder Wiegevorrichtung an die Auswerteeinrichtungen übermittelt werden, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen des Gewichts eines Fahrzeugs mit den Schritten: Positionierung je einer Wiegevorrichtung gemäß der im Vorhergehenden beschriebenen Art unterhalb je eines Rades des zu wiegenden Fahrzeugs. Solche Fahrzeuge können beispielsweise einspurige Fahrzeuge, insbesondere Motorräder und dergleichen, zweispurige Fahrzeuge, wie PKWs, LKWs, Quads, und dergleichen, oder dreirädrige Fahrzeuge, wie beispielsweise Trikes, sein.
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Danach wird durch Betätigen einer Verstelleinrichtung ein vorbestimmter Abstand zwischen den Tragarmen eingestellt. Hierbei wird das Rad von den Tragarmen erfasst und angehoben, bis kein Bodenkontakt des Rades mehr besteht. Danach wird der Anteil der Gewichtskraft des Fahrzeugs, der auf jede einzelne Wiegevorrichtung einwirkt, von jeder Wiegeeinrichtung erfasst.
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Das Gesamtgewicht des Fahrzeugs wird von der Auswerteeinrichtung ermittelt.
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Im Folgenden sollen die Vorteile der Erfindung kurz zusammengefasst werden, die in analoger Weise sowohl für die Wiegevorrichtung, wie auch für das Wiegesystem und das Wiegeverfahren gelten. Durch die Erfindung wird die Effizienz bei Laborversuchen gesteigert, da im Sinne einer Funktionsintegration eine Wiegevorrichtung mit Rangierfunktion oder eine Rangiereinrichtung mit Wiegefunktion geschaffen wird. Somit kann die nötige Rangierbarkeit gewährleistet werden, wobei die körperliche Belastung auf ein Minimum reduziert wird und dadurch die Ergonomie am Arbeitsplatz wesentlich erhöht wird. Die Effizienz wird durch die Erfindung weiterhin erhöht, da kein Starten oder ein Betrieb des Motors nicht notwendig sind, und somit die Anbringung von Abgasabsaugeinrichtungen vermieden wird. Nicht zuletzt wird auch die Arbeitssicherheit erhöht, da ein Wiegen im Stehen des Fahrzeugs erfolgt, ohne dass das Fahrzeug in engen Platzverhältnissen motorisch gefahren werden muss. Die im Vorhergehenden beschriebene Erfindung eignet sich für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor wie auch für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert werden. Es zeigt in schematischer Weise:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Wiegevorrichtung.
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1 zeigt eine Wiegevorrichtung 10, deren Basis sogenannte Gojaks sind. Gojaks sind Rangierhilfen, welche ursprünglich im Modellbau benutzt wurden, um Fahrzeuge auf kleinstem Raum bzw. engsten Platzverhältnissen bewegen zu können. Die Wiegevorrichtung 10 umfasst einen Rahmen 11, der im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Der Rahmen umfasst eine Traverse 13, an der Tragarme 12, 12' angeordnet sind, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung L der Traverse von dieser Traverse hinweg erstrecken. An jedem Tragarm 12, 12' sind jeweils zwei Transporteinrichtungen 14, die in Form von Rollen ausgebildet sind, vorgesehen. Mit Hilfe der Transporteinrichtungen 14 kann der Rahmen 11, und damit die Wiegeeinrichtung 10, translatorisch über einen Werkstattboden oder einen Laborboden verschoben werden. Die Tragarme 12, 12' sind zueinander beabstandet. Durch Verschieben eines Tragarms 12, 12' oder durch Verschieben beider Tragarme 12, 12' entlang der Längsrichtung L der Traverse 13, kann ein vorbestimmter Abstand a eingestellt werden. Zur Durchführung dieser Bewegung ist eine Verstelleinrichtung 15 in Form eines Hebels vorgesehen. Mit Hilfe dieses Hebels können die Tragarme 12 aufeinander zubewegt werden und in einer vorbestimmten Position, in der sie zueinander den vorbestimmten Abstand a aufweisen, arretiert werden. An jedem Tragarm 12, 12' sind Radaufnahmeeinrichtungen 17 vorgesehen, die um eine Längsrichtung des Tragarms drehbar sind.
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Beim Wiegen eines Fahrzeugs wird die Wiegevorrichtung 10 unterhalb eines Rades des zu wiegenden Fahrzeugs geschoben. Die Tragarme 12, 12' sind dabei so stark beabstandet, dass ein kontaktloses Unterschieben der Wiegevorrichtung 10 unter das Fahrzeugrad möglich ist. In dieser Position wird die Verstelleinrichtung 15 betätigt, so dass die Tragarme 12 sich aufeinander zubewegen. Dabei gelangen die Radaufnahmeeinrichtungen 17 mit der Lauffläche des Rades bzw. der Lauffläche des Reifens in Kontakt. Die Tragarme 12 werden somit unter das Rad geschoben und das Rad gleichzeitig angehoben, wobei die Radaufnahmeeinrichtungen 17 eine Drehbewegung um eine Längsachse der Tragarme 12 durchführen. Sobald die Tragarme 12 einen vorbestimmten Abstand a erreicht haben, in dem das Rad keinen Bodenkontakt mehr hat, wird mit Hilfe der Verstelleinrichtung dieser vorbestimmte Abstand arretiert.
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Dieser Vorgang wird wiederholt, indem unter jedes Fahrzeugrad je eine Wiegevorrichtung 10 geschoben wird. Selbstverständlich können die einzelnen Räder des zu wiegenden Fahrzeugs sukzessive oder simultan angehoben werden.
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Zwischen den Transporteinrichtungen 14 und den Tragarmen 12 sind Krafterfassungseinrichtungen 16 vorgesehen, die hier beispielhaft als Wägezellen in Form von Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind. Beim Beladen der Wiegevorrichtung 10 rückt die Gewichtskraft der Ladung den Rahmen 11 in Richtung Boden. Die Gegenkraft wird durch die Transporteinrichtungen 14 aufgebracht. Diese Gegenkraft kann somit über die Aufhängung zwischen den Transporteinrichtungen 14 und dem Rahmen 11 erfasst werden. Mit anderen Worten wird die Schwerkraft an den Reifenaufstandspunkten über die Wägezellen an den Aufstandspunkten der vier Transporteinrichtungen 14 verteilt und somit erfasst. Über die Kraft, die an allen Reifenaufstandspunkten des Fahrzeugs bestimmt wird, kann mit Hilfe einer figürlich nicht dargestellten Auswerteeinheit das Gesamtgewicht des Fahrzeugs ermittelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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