DE1912304A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Gewichtes eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Gewichtes eines Fahrzeuges.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Gewichtes eines Fahrzeuges, dessen Fahrgestell federnde und nichtfedernde Glieder aufweist, und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der einzelnen Achslasten des Fahrzeuges.
• Da in allen Staaten das Gesamtgewicht eines Lastwagens für -die Benutzung von Autostraßen begrenzt ist, ist es notwendig, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, um schnell und genau das Gewicht eines Lastwagens feststellen zu können. Die Gewichtsbegrenzunn jedem Staat sind entweder durch die Angabe der maximal zulässigen Achslast oder durch die Angabe des maximal zulässigen Gewichtes des Fahrzeuges festgelegt.
• Das am meisten benutzte Verfahren, das Gewicht eines Fahrzeuges festzustellen, besteht in der Anwendung einer Waage, auf die das ganze Fahrzeug oder ein Teil desselben aufgefahren wird. Dies hat aber zur Folge, daß ein Fahrzeug nur an den Orten gewogen werden kann, an denen solche Waagen vorhanden sind.
• Waagen dieser Art sind in der Lastwagenindustrie normiert, und zwar insbesondere deswegen, weil sie allgemeine Anerkennung gefunden haben. Es sind auch verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die die Verformung von Federn, die relative Verschiebung zwischen dem Fahrgestell oder dem Fahrzeugrahmen einerseits und einer Achse andererseits und/oder die auf die Federböcke oder die Federn selbst wirkende Kraft messen. Vorrichtungen, die die Verschiebung zwischen dem Fahrzeugrahrnen und einer Achse messen, erfordern eine verhältnismäßig große bauliche Anpassung des Fahrzeuges. Vorrichtungen, die die Verformung der Federn messen oder feststellen, haben verhältnismäßig große Fehlerquellen, die durch Reibung und Verschleiß im Fahrgestell verursacht werden können. Diese zuletzt genannt ten Vorrichtungen benötigen auch große Verformungen und müssen in der Lage sein, ohne Bruch genaue Messungen durchzuführen.
• Vorrichtungen, die die Verschiebekraft der Federböcke des Fahrzeuges messen, können darüberhinaus die auf eine Achse wirkende Last nicht unabhängig von den anderen Achsen messen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Bestimmen des Gewichtes eines Fahrzeuges zu schaffen, mit dem das Gewicht des Fahrzeuges unabhängig von einer stationären Waage und unabhängig von der Reibung oder dem Verschleiß des Fahrzeugfahrgestelles bestimmt werden kann.
• Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an mindestens einem nichtfedenden Glied die durch das Gewicht des Fahrzeuges verursachte Stauchung und Dehnung von entsprechenaen Aunenflächenteilen dieses Gliedes durch Dehnungsmesser ermittelt und aus diesen Meßergebnissen die Belastung dieses Gliedes bestimmt wird.
• Dadurch kann das Gewicht des Fahrzeuges jederzeit und an jedem beliebigen Ort ohne stationäre Einrichtungen bestimmt werden, wenn an einem geeigneten nichtfedernden Glied Dehnungsmesser angebracht sind. Diese Dehnungsmesser können hierbei so an ausgewählten Stellen angebracht werden, daß das Gewicht bestimmter Teile des Fahrzeuges oder das auf bestimmten Teilen des Fahrzeuges, z.B. auf bestimmten Achsen des Fahrzeuges ruhende Gewicht, bestimmt werden kann. Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch nicht durch Reibung oder Abnutzung des Fahrgestelles des Fahrzeuges beeinflußbar. Auch ist es für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendig, irgend welche wesentliche Änderungen am Fahrzeug vorzunehmen. Es genügt allein, an bestimmten ausgewählten Stellen Dehnungsmesser anzubringen.
• Hierbei können als Dehnungsmesser elektrische Dehnungswiderstünde verwendet werden und die durch die Belastung eintretende Anderung der Widerstandswerte dieser Dehnungswiderstände können in einer Brückenschaltung gemessen werden. Dadurch wird eine besonders einfache Messung des Fahrzeuggewichtes erreicht, da hier lediglich ein entsprechend geeignetes elektrisches Instrument abgelesen werden muß.
• Bei einer besonders vorteilhaften Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß als nichtfederndes Glied mindestens eine Fahrzeugachse verwendet wird und daß an beiden Enden der auf Rädern ruhenden Achse je ein Paar von Dehnungswiderständen verwendet wird, die zum Bestimmen der resultierenden Achslast als Widerstände einer gemeinsamen Brückenschaltung geschaltet werden. Dies hat den Vorteil, daß dadurch unmittelbar die auf einer Achse ruhende Last ermittelt werden kann. Die vier der einen Achse zugeordneten Widerstände können hierbei in den vier Zweigen einer Brückenschaltung so angeordnet werden, daß die durch Temperaturänderungen bedingten gleichartigen Dehnungen oder Stauchungen der Dehnungswiderstände sich in der Anzeige der Brückenschaltung nicht auswirken, so daß eine besondere Temperaturkompensation nicht erforderlich ist.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß handelsübliche Dehnungswiderstände verwendet werden können und daß das Anzeigeinstrument für die Ausgangsspannung der Brückenschaltung sehr einfach entsprechend dem jeweiligen Fahrzeug geeicht werden kann, um unmittelbar und und/oder dessen Zuladung genau das Gewicht des Fahrzeuges / ohne besondere zusätzliche Eichung anzuzeigen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß vier Dehnungswiderstände vorgesehen sind, die paarweise an mindestens einem nichtfedernden Glied des Fahrgestelles des Fahrzeuges in gleichen Abständen aber auf entgegengesetzten Seiten des Punktes der maximalen Durchbiegung des Gliedes auf einander gegenüberliegenden Seiten desselben befestigt und einzeln in je einem Zweig einer Meßbrücke mit vier Zweigen so angeordnet sind, daß die auf einer Seite des federnden Gliedes befestigten Dehnungswiderstände-in den einander gegenüberliegenden Zweigen der Meßbrücke liegen. Dadurch wird erreicht, daß die durch die Last des Fahrzeuges bedingten Dehnungen und Stauchungen der Dehnungswiderstände sich in ihrer Wirkung auf die Anzeige der Brückenschaltung summieren, so daß schon die geringsten Änderungen der Zustände der einzelnen Dehnungswiderstände dadurch vervielfacht werden und so die Empfindlichkeit der. Vorrichtung wesentlich steigern.
• Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie oben ausgeführt, völlig temperaturunabhängig, da eine Änderung der Umgebungstemperatur sich gleichmäßig auf alle Dehnungswiderstände auswirkt und so das Meßergebnis der Meßbrücke nicht beeinflußt.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß als nichtfederndes Glied des Fahrgestelles eine Fahrzeugachse vorgesehen ist. Hierbeikönnen an jeder Achse des Fahrzeuges Dehnungswiderstände angeordnet sein, die zu einer dieser Achse zugeordneten Meßbrücke geschaltet sind, so daß die Achslast einerdeden Achse des Fahrzeuges jederzeit und an jedem beliebigen Ort schnell und einfach festgestellt werden kann.
• Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine schematisierte rspektivische DarstelscrrlepBers lung eines Sattel-t mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Achslasten des Fahrzeuges; Fig. 2 eine Ansicht einer Achse des Sattelschleppes nach Fig. 1, in der die auf die Achse wirkenden Kräfte dargestellt sind; Fig. 3 einen schematisierten Verdrahtungsplan für eine Achse der Zugmaschine des Sattelschleppers nach Fig. 1; Fig. 3a einen schematisierten Verdrahtungsplan für die beiden Achsen des Anhängers des Sattelschleppers nach Fig. 1; Fig. 3b einen Verdrahtungsplan, der die elektrischen Verbindungen eines Klemmenbrettes mit einem Voltmeter, einem Schalter und Justiereinrichtungen zeigt; Fig. 3c ein Schaltbild eines mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendbaren Verstärkers; Fig. 4 ein vereinfachtes Schaltbild, das den Anschluß des Voltmeters nach Fig. 3b zeigt; Fig. 5 ein vereinfachtes Schaltbild, das die elektrische Verbindung von Dehnungsmessern, die an einer Achse angeordnet sind, mit dem Verstärker nach Fig. 3c und mit dem Voltmeter nach Fig. 3b zeigt; Fig. 6 ein vereinfachtes Schaltbild der in den Fig.
• 3b und 3c gezeigten Stromläufe zum Justieren des Verstärkers nach Fig. 3c.
• Fig. 1 zeigt als Fahrzeug einen herkömmlichen Lastwagen-Sattelschlepper mit einer Zugmaschine 10 und einem Anhänger 12. Beide, die Zugmaschine 10 und der Anhänger 12, besitzen Fahrgestelle, die federnde und nichtfedernde Glieder aufweisen.
• Achsen sind z.B. nicht federnde Glieder. Die Zugmaschine 10 besitzt eine Vorderachse 14, eine Hinterachse 16 und einen Drehschemel 18, an den der Anhänger 12 angekuppelt werden kann. Der Anhänger 12 besitzt zwei hintere Achsen 20 und 22 und eine eine Achse 26 tragende einziehbare Stütze 24, die das vordere Ende des Anhängers 12 immer dann stützt, wenn dieser nicht an die Zugmaschine 10 angehängt ist.
• Fig. 2 zeigt die Kräfte, die auf jede Achse 14, 16, 20, 22 und 26 des Fahrzeuges (Fig. 1) wirken. Jede Achse 14, 16, 20, 22 und 26 wird an ihren äußeren Enden von Rädern 28 gestützt. Außerdem trägt jede Achse 14, 16, 20, 22 und 26 einen Teil des Fahrzeuges. Ein Teil des Gewichtes des Fahrzeuges wirkt auf jede Achse über jeweils zwei Federböcke 30, die auf den Achsen 14, 16, 20, 22 und 26 nahe den Rädern 28 befestigt sind. üblicherweise wird die Stütze 24 nicht mit Federn ausgarüstet. Stattdessen ist die Achse 26 mit dem Anhänger 12 unmittelbar durch zwei Beine 32 verbunden, die an den beiden Enden der Achse befestigt sind.Auf jeden Fall wirkt, wie in Fig. 2 durch den Pfeil 34 angegeben, die Hälfte der auf jeder Achse 14, 16, 20, 22 und 26 ruhenden Last auf jeden FederbDck 30 oder auf jedes Bein 32. -Diese Achsenlast wird durch Kräfte aufgenommen, die durch Pfeile 36 gekennzeichnet sind und die auf die mit Reifen bewehrten Räder 28 an den gegenüberliegenden Achsenenden einwirken. Unter der Voraussetung, daß jede der Kräfte 34 und 36 auf den beiden Seiten der Achsenmitte an Orten mit derselben Entfernung von dieser einwirken, ist jede Kraft 36 gleich der Summe aus einer der Kräfte 34 plus dem Gewicht eines Räderpaares 28 und dem halben Achsengewicht. Da die Kräfte 34 und 36 an der Achse an Orten angreifen, die sich in einem Abstand d (Fig.2) voneinander befinden, ist das maximale Biegemoment, das auf jede Achse einwirkt, gleich der Kraft 36 multipliziert mit der Entfernung "dz'. Ist an jedem Ende der Achse ein Räderpaar vorgesehen und berührt von einem dieser Räderpaare ein Rad den Boden nicht, weil es gegenüber dem anderen angehoben oder seine Luft ausgelassen ist, dann sind die Kräfte 36 nicht gleich. Wenn z.B. das innere Rad eines Radpaares den Boden nicht berührt, dann nimmt die auf das benachbarte äußere Rad einwirkende Kraft 36 ab und der zugehörige Abstand d zu. Das auf die Achse wirkende Biegemoment bleibt also im wesentlichen konstant. In ähnlicher Weise wird bei einer Zunahme einer der Kräfte 36 der zugehörige Abstand d abnehmen.
• Das auf die Achse wirkende Biegemoment wird sich also im wesentlichen nur mit der von der Achse getragenen Last verändern.
• Da bekanntlich die Spannung einer jeden Achse dem angelegten Biegemoment proportional ist, ist sie also auch im wesentlichen der auf der Achse ruhenden Last proportional. Aus diesem Grund sind gemäß der Erfindung zur Bestimmung der durch eine bestimmte Last verursachten Spannungen an jeder der Achsen 16, 20, 22 und 26 des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeuges Dehnungsmesser vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind herkömmliche Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 benutzt, jedoch können in anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen magnetische Widerstandsdehnungsmesser, kapazitive oder mechanische Dehnungsmesser in Verbindung mit verwandten, nicht gezeigten Anzeigevorrichtungen verwandt werden, die die Spannungen und damit die von den Achsen 14, 16, 20, 22 und 26 getragene Last messen. Ein herkömmlicher Dehnungswiderstand oder Dehnungsmeßstreifen, der an einer Achse befestigt wird, unterliegt immer, wenn diese belastet wird, einer Dehnung oder Stauchung, die abhängig ist von seinem Befestigungsort an dieser Achse. Immer dann, wenn sich die Länge des Dehnungswiderstandes ändert, verändert sich zugleich sein elektrischer Widerstand. Mißt man deshalb die Widerstandsänderung des Dehnungssiderstandes, so kann hieraus die Spannung der Achse und daraus die Achslast bestimmt werden. Gewöhnlich wird die Widerstandsänderung solch eines Dehnungswiderstandes mit einer Wheatstonschen Neßbrficke gemessen. So könnte die Achslast des Fahrzeuges dadurch ermittelt werden, daß man nur einen einzigen herkömmlichen Dehnungswiderstand an jeder Achse des Beförderungsmittels anbringt und seine Widerstandsänderung über eine Wheatstonsche Meßbrücke mißt.
• Jedoch sind die Achsen von herkömmlichen Beförderungsmitteln recht steif. Die Widerstandsänderung nur eines Dehnungswiderstandes, der an einer Achse befestigt ist, würde sehr klein sein und eine sehr genaue und empfindliche Anzeigevorrichtung erfordern, die man an die Wheatstonsche Brücke anschließen müßte, um die Last des Fahrzeuges anzuzeigen. Da außerdem diese Dehnungswiderstände temperaturempfindlich sind, würde man bei der zuvor erwähnten Meßvorrichtung voraussichtlich ein sehr ungenaues Gewicht erhalten> wenn man nicht Temperaturausgleichsvorrichtungen mit einbeziehen oder die Meßbrücke bei jeder Messung eichen würde.
• Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, besitzt das dargestellte Ausfflbrungsbeispiel vier Dehnungswiderstände 37, 39, 40und 41 an jeder Achse 16, 20, 22 und 26. Die zusätzlichen Bezugsbuchstaben a, b, c und d geben die Zugehörigkeit zu den Achsen 22 bzw. 20, 16 und 26 an. Wie in Fig. 1 angegeben, sind zwei Paar Dehnungswiderstände 37a, lioa und 39a, lila an den beiden Enden der Achse 22 in gleichen Abständen von dem Punkt der maximalen Durchbiegung befestigt, die bei Belastung eintritt Im folgenden werden die Zusatzbuchstaben a, b, c und d zu den Bezugszahlen, die die Dehnungswiderstände bezeichnen, nicht benutzt, wenn nicht eine ganz bestimmte Achse gemeint ist. Da der maximale Durchbiegungspunkt einer Jeden Achse 14, 16, 20, 22 und 26 annähernd in der Achsenmitte liegt, sind alle paarweise angeordneten Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 jeder Achse gleichweit von jeder Achsenmitte entfernt nahe den Rädern 28 und den Federböcken 30 an den Achsen 16, 20, 22 und 26 (Fig. 1) befestigt. Außerdem ist jeder Dehnungswiderstand eines jeden, zu der jeweiligen Achse gehörigen Paares der Dehnungswiderstände 37 und 40 oder 39 und 41 oben und unten an der jeweiligen Achse axial mit dem entsprechenden Dehnungswiderstand des anderen Paares derselben Achse ausgerichtet. Immer dann, wenn die Achse 16, 20, 22 oder 26 sich auf Grund des an sie angelegten Biegemomentes (Fig. 2) biegt, werden jeweils zwei Dehnungswiderstände 40 und 41 (die an der Achsenunterseite befestigt sind) gedehnt und verlängert und die beiden anderen Dehnungswiderstände 37 und 39 (die oben auf der Achse befestigt sind) gestaucht und verkürzt.
• Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die vier Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 jeder Achse in eine Wheatstonsche Meßbrücke 42 eingeschaltet sind, die vier Zweige aufweist, wobei jeder Zweig einen der Dehnungswiderstände 37, 39, 40 oder 41 der betreffenden Achse aufweist. In der Meßbrücke 42 sind die einander gegenüberliegenden Widerstände einerseits die über der Achse liegenden Dehnungswiderstände 37 und 39 und andererseits die unter der Achse liegenden Dehnungswiderstände 40 und 41.
• Wenn der Widerstandswert des Dehnungswiderstandes 37 auf Grund der Stauchung kleiner wird und zugleich der Widerstandswert des Dehnungswiderstandes 40 auf Grund seiner Verlängerung größer wird, wird die Spannung zwischen den Knotenpunkten 44 und 43um einen Betrag kleiner, der proportional der Summe der Xnderungsbeträge der Widerstandswerte in den zuletzt genannten Dehnungswiderständen 37 und 40 ist. Ebenso wird die Spannung zwischen den Knotenpunkten 46 und 43 um einen Betrag größer, der proportional der Summe der Änderungsbeträge der Widerstandswerte der Dehnungswiderstände 39 und 41 ist, wenn sich der Widerstandswert des Dehnungswiderstandes 39 auf Grund seiner Stauchung verkleinert und der Widerstandswert des Dehnungswiderstandes 41 sich auf Grund seiner Verlängerung vergrößert. Da die Änderung der Spannung an den Knotenpunkten 44 und 46 entgegengesetzte Vorzeichen aufweist, wächst die Spannung zwischen den Knotenpunkten~44 und 46 um einen Betrags der proportional der Summe der Änderungsbeträge aller vier Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 ist. Auf diese Weise wird die geringe Ausgangsspannung nur eines Dehnungsmessers 37, 39, 40, 41 vervierfacht, wenn die Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 an derselben Achse befestigt sind und nach dem Schaltbild in Fig. 5 verbunden sind. Da außerdem die Widerstandsänderungen der Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 in Bezug auf Temperaturänderungen gleich sind, werden solche Fehler durc die Schaltung der Meßbrücke 42 aufgehoben.
• Wie zuvor erwähnt, hat jede der Achsen 16, 20, 22 und 26 des Fahrzeuges Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41, die an ihr befestigt sind und in den Stromkreis einer Meßbrücke 42 eingeschaltet sind (Fig. 5). Außerdem ist jede dieser Meßbrücken 42 über Leistungen 48 und 50 an einen Verstärker 52 und über diesen an ein Voltmeter 58 angeschlossen (Fig. 5). Auf diese Weise wird zwischen den Knotenpunkten 44 und 46 der Meßbrücke 42 die Spannung, die sich aus der Änderung der Widerstandswerte der Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 ergibt, von einem Verstärker 52 verstärkt und von einem Voltmeter 58 als Anzeigeinstrument angezeigt. Der Verstärker 52 wird von zwei Batterien 54 und 56 gespeist. Außerdem ist das an den Verstärker 52 angeschlossene Voltmeter 58 in Reihe mit einem Potentiometer 64 geschaltet, um das Voltmeter 58 auf Null einstellen zu können. Damit gleicht man die von der Meßbrücke 42 angezeigte Spannunaus, die von dem Eigengewicht des Fahrzeuges stammt. Außerdem ist ein Potentiometer 59 über eine Leistung 68 und die Leitungen 48 und 50 an die Knotenpunkte 43 bzw. 44 und 46 angeschlossen (Fig. 5), um kleine Widerstandsunterschiede zwischen den Dehnungswiderständen 37, 39, 40 und 41 auszugleichen, indem man die Anfangs spannung der Meßbrücke 42 auf Null einstellt. über die Leitung 68 und eine weitere Leitung 66 sind die Pole einer Batterie 76 an die Knotenpunkte 43 bzw. 47 der Meßbrücke angeschlossen.
• Der Verdrahtungsplan /der Fig. 3 zeigt die an der Achse 16 der Zugmaschine 10 befestigten Dehnungswiderstände 37c, 39c, 110c und 41c und deren elektrische Verbindung; Fig. 3a die Verbindungen der an die Achsen 22 und 20 des Anhängers 12 befestigten Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41. Zum besseren Verständnis kann das Schaltbild der Fig. 5 hinzugezogen werden, das die Meßbrücke 42 mit den Dehnungswiderständen 37, 39, 40 und 41 zeigt. Jede der Leitungen 48, 50, 66 und 68, deren Zugehörigkeit zu einer der Achsen ebenfalls durch zusätzliche Bezugsbuchstaben a, b und c angegeben ist, endet in einem Klemmenbrett 72 der Zugmaschine. Die Leitungen 48, 50, 66 und 68 der Achsen 20 und 22 des Anhängers sind über eine Steckkupplung 70 mit der Zugmaschine 10 verbunden.
• Der Verdrahtungsplan nach Fig. 3 zeigt die Dehnungswiderstände 37c, 39c, 40c und 41c, die an der Achse 16 der Zugmaschine 10 befestigt und mit dem Klemmenbrett 72 verbunden sind. Außerdem führen die Leitungen 48a, 48b, 50a, 50b, 66a, 66b und 68a und 68b von dem mit der Zugmaschine 10 verbundenen Teil der Steckkupplung 70 zu dem Klemmenbrett 72. Die Dehnungswiderstände 37c, 39c, 40c und 41c, die an der Achse 16 befestigt sind, sind auf dieselbe Weise elektrisch verbunden wie die zuvor erwähnten Dehnungswiderstände 37, 39, 40 und 41 der Achsen 20 und 22 des Anhängers. Die Leitungen 48c, 50c, 66c und 68c führen von der Achse 16 zu dem Klemmenbrett 72 ebenso wie die über die Steckkupplung 70 geführten Leitungen der Achsen 20 und 22 des Anhängers 12.
• Die Fig. 3 und 3a zeigen die Verdrahtungspläne der elektrischen Anschlüsse der Dehnungswiderstände 37a, b, c, 39a, b, c, 40a, b, c und 41a, b, c an die Steckkupplung 70 und das Klemmenbrett 72. In ähnlicher Weise können auch die übrigen Achsen des Fahrzeuges 10, 12, nämlich die Achsen 14 und 26, mit Dehnungswiderständen 37, 39, 40 und 41 ausgestattet werden.
• In einer speziellen Ausführungsform ist die Achse 26 mit Dehnungswiderständen 37d, 39d, 40d und 41d ausgestattet (Fig.1).
• Die diese Widerstände mit dem Klemmenbrett 72 verbindenden Leitungen sind in den Fig. 3 und 3a nicht dargestellt. Das Klemmenbrett 72 in Fig. 3b zeigt jedoch, wie diese Leitungen 48d, 50d, 66d, 68d mit einem Mehrfachstufenschalter 74, dem Verstärker 52 und im Voltmeter 58 verbunden sind.
• Fig. 3b zeigt den Mehrfachstufenschalter 74 mit Teilschaltern A, B, C, D, E und F. Jeder dieser Teilschalter A, B, C, D, E und F besitzt mehrere Schaltstufen a, b, c und d, bei denen eine elektrische Verbindung zwischen den zu jeder der Achsen 22 bzw. 20, 16 und 26 gehörenden Dehrnrngs-:iderständen 37, 39> 40 und 41, dem Verstärker 52 und dem Voltmeter 58 (Fig. 5) hergestellt wird. Der Mehrfachschalter 74 in Schaltstufe "a" verbindet also die Dehnungswiderstände 37a, 39a, 40a und 41a mit dem Verstärker 52 und dem Voltmeter 58, das die auf der Achse 22 ruhende Last anzeigt. Entsprechend zeit das Voltmeter 58 beim Einstellen des Mehrfachstufenschalters 74 auf die Schaltstufe "b" die auf der Achse 2Q ruhende Last an, in der Einstellung auf Schaltstufe c" die auf der Achse 16 ruhende Last usw. Die Teilschalter E und F des Mehrfachstufenschalters 74 verbinden lediglich die Batterien 54 und 56 mit dem Verstärker 52. Da der Verstärker 52 auf der Zugmaschine 10 angeordnet ist und tragbar sein muß, sind die Batterien 54 und 56 dafür vorgesehen, den Verstärker 52 zu speisen. Außerdem dient der Teilschalter A des Mehrfachstufenschalters 74 dazu, die Batterie 76 zwischen die Knotenpunkte 43 und 47 der Meßbrücke 42 einzuschalten. Die Batterie 76 liefert den Strom, der für die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlußknotenpunkten 44 und 46 der Meßbrücke 42 notwendig ist.
• Das Schaltbild nach Fig. 3c zeigt einen geeigneten Verstärker 52. Dieser ist ein linearer Vier-Transistorenverstärker, der dafür bestimmt ist, die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlußknotenpunkten 44 und 46 der Meßbrücke 42 so zu verstärken, daß das Voltmeter 58 die erforderliche Genauigkeit besitzt. Zwar ist ein spezieller Verstärker 52 in Fig. 3c dargestellt, jedoch genügt an sich ein å weder Verstärker, der die Ausgangsspannung der Meßbrücke 42 linear verstärkt und der dadurch transportabel ist, daß er von den Batterien 54 und 56 gespeist werden kann. Die Batterie 54 ist an den Verstärker 52 mit zwei Leitungen 78 und 80 und die Batterie 56 mit zwei Leitungen 82 und 84 angeschlossen.
• Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des Stromkreises, der sich ergibt, wenn der Mehrfachstfenschalter 74 auf eine weitere Schaltstufe "y" eingestellt wird. Dieser Stromkreis dient dazu, die Ausgangsspannung oder die Verstärkung des Verstärkers 52 einzustellen. Der Verstärker 52 ist mit einem Potentiometer 86 versehen, durch das er eingestellt werden kann. Außerdem weist der Mehrfachstufenschalter 74 einen Widerstand 88 mit einem vorgegebenen Widerstandswert auf, der statt der Meßbrücke 42 parallel an den Verstärker 52 angeschlossen ist, um dann benutzt zu werden, wenn dieser eingestellt wird. Auf diese Weise sind der Widerstand 88, der Verstärker 52 und das Voltmeter 58 miteinander so verbunden (Fig. 6), daß mit. dem Einstellen des Potentiometers 86 die erforderliche Einstellung der Verstärkung des Verstärkers 52 erhalten wird.
• Fig. 4 zeigt den Stromkreis, der sich ergibt, wenn der Rehrfachstufenschalter 74 auf eine weitere Schalt stufe "x" eingestellt wird. Dieser Stromkreis ist dafür bestimmt, das Voltmeter 58 einzustellen. In diesem Stromkreis ist ein Widerstand 90 mit vorgegebenem Widerstandswert an eine Batterie 76 angeschlossen. Das Voltmeter 58 ist mit beiden,dem Widerstand 90 und der Batterie 76,in Reihe durch die Teilschalter A und D des Mehrfachstufenschalters 74 geschaltet. Die Batterie 76 und der Widerstand 90 erzeugen am Voltmeter 58 eine bekannte Spannung, so daß das Voltmeter 58 mit einem nicht gezeigten Einstellglied eingestellt werden kann.
• In der erfindungsgemäßen speziellen Ausführungsform, die durch die Zeichnung veranschaulicht worden ist, können die Batterien, i'iderstände, Potentiometer, Transistoren und Voltmeter die folgenden Werte besitzen oder von der im folgenden angegebenen Art sein: Batterie 76 6 Volt .Batterie 54 15 Volt Batterie 56 15 Volt Potentiometer 59 1 k Ohm Potentiometer 64 50 k Ohm Potentiometer 86 1 k Ohm Widerstand 88 120 Ohm Widerstand 90 1 mega Ohm Widerstand 100 10 k Ohm Widerstand 102 100 k Ohm Widerstand 104 39 k Ohm Transistor 106 PNP 12 Volt Transistor 108 PNP 12 Volt Transistor 110 PNP 12 Volt Transistor 112 PNP 12 Volt Voltmeter 58 25 k Ohm Widerstand 105 4,7 k Ohm Widerstand 107 4,7 k Ohm der Nullpunkt des Beim Benutzen der Vorrichtung wird zuerst / Voltmeter 58 eingestellt, und zwar indem man den Mehrfachstufenschalter 74 in die Schaltstufe "xlt bringt. Dies geschieht in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise. Dann wird die Verstärkung des Verstärkers 52 mit dem Potentiometer 86 eingestellt.
• Dabei ist der Verstärker 52 parallel zum bekannten Widerstand 88 geschaltet. Das Potentiometer 86 wird/eingestellt, daß das Voltmeter 58 wieder Null anzeigt. Sind diese Einstellungen durchgeführt, dann zeigt das Voltmeter 58 die volle Achslast jeder Achse 16 bzw. 20, 22 und 26 an, wenn der Mehrfachstufenschalter 74 in die zugehörigen Schaltstufen a, b, c und d eingestellt wird.
• Wenn jedoch nur das Gewicht der Zuladung des Fahrzeuges 10, 12 festgestellt werden soll, das auf jeder Achse 16, 20, 22 und 26 lastet, dann ist eine weitere Eichung erforderlich. Diese wird dadurch erreicht, daß ein jedes zu jeder Meßbrücke 42 gehörende Potentiometer 64 so eingestellt wird, daß das Eigengewicht des Fahrzeuges 10, 12 nicht auf dem Voltmeter 58 angezeigt wird. Diese Eichung wird mit dem Mehrfachstufenschalter 74 in jeder Schaltstufe a, b, c und d ausgeführt. In diesen zuletzt erwähnten Schaltstufen ist jedes Potentiometer 64a, 64b, 64c und 64d so einzustellen, bis das Voltmeter 58 Null anzeigt. Nachdem diese Einstellun-g erfolgt ist und das Fahrzeug geladen ist, kann des Mehrfachstufenschalter 74 wieder auf die Schaltstufen a, bs c und d geschaltet werden.
• Dann zeigt das Voltmeter 58 das auf jeder zugehörigen Achse 16, 20, 22 und 26 ruhende Ladegewicht der Zuladung an.
• Soll das Gesamtgewicht des Anhängers 12 angezeigt werden, dann hat die Bedienungsperson lediglich die jeweiligen Achslastanzeigen des Voltmeters 58 zu addieren, ?enn der Mehrfachstufenschalter 74 nach einander in die Schaltstufen a, b und d eingestellt wird, denn die Summe der Achslasten ist gleich der Gesamtlast des Anhängers 12. Je nahe der Einstellung des Potentiometers 64 kann hierbei das Gesamtgewicht des Anhängers oder nur das Gesamtgewicht seiner Zuladung festgestellt werden. In einer besonderen erfindungsgemäßen Ausftihrungsform kann ein einziger addierender Vestärker an den Stromkreis angeschlossen sein5 der es ermöglicht, das Gesamtgewicht anzuzeigen. Jedoch muß jeder benutzte Verstärker ge gemüber Temperaturänderungen stabillsiert sein. Auch muß die Nullpunktverschiebung eines jeden Verstärkers unabhängig feststellbar und einstellbar sein» gleich ob es der in Fig.3c gezeigte Verstärker 52 oder der eben erwähnte addierende Verstärker ist.
• In der oben beschrieben erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Dehnungswiderstände 37» 39, 40 und 4 aL- den Achsen 16, 20, 22 und 26 des Fahrzeuges 10, 12 befestigt. Jedoch können die Dehnungswiderstände 32, 39, 40 und 41 an jedes nichtfedernde Glied des Fahrgestelles der Zugmaschine 10 und des Anhängers 12 befestigt werden, das durch die Last verformt wird, z.B. können hierfür sowohl die Federböcke 30 als auch Fahrgestsllstreben od.dgl. verwendet werden.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verstärker 52 mit einem Galvanometer als Null-Instrument und einem kalibrierten veränderbaren Widerstand in einem potentiometerartigen Stromkreis verwendet werden, um eine größere Meßempfindlichkeit und Meßgenauigkeit zu erzielen. Dieses Ausführungsbeispiel stellt jedoch höhere Anforderungen an die Bedienungsperson.
• Die ober beschriebene Erfindung ergibt eine verbesserte Vorrich stimmen des Geriel @a eine Fahrzeuges, deren und Me@@@@@nnis kei@ @@ lemunterliegt, die durch Reibung / Ab-@@@ @@@ d a @@hrgestellt verursacht werden, und für die auch seine umfangreiche Änderung der Fahrzeuges durchgeführt werden muß. Mit dieser verbesserten Wägevorrichtung können weiterhin das Gesamtgewicht des Fahrzeuges, das Gesamtgewicht der Zuladung des Fahrzeuges und die von jeder einzelnen Achse des Fahrzeugse getragenen Lasten bestimmt werden. Mit der verbesserten Wägevorrichtung wird die gewünschte Genauigkeit ohne Kalibrierung oder Eichung erreicht, wenn die Wägevorrichtung vorher eingestellt wurde. Auch ermoglicht die Wägevorrichtung gemäß der Erfindung die Anwendung von handelsüblichen Dehnungswiderständen, ohne daß Einrichtungen für die Temperaturkompensation erforderlich wären.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Verfahren zum Bestimmen des gewichtes eines Fahrzeuges, dessen Fahrgestell federnde und nichtfedernde Glieder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem nichtfedernden Glied (16, 20, 22, 26) die durch das Gewicht des Fahrzeuges Oß 12) verursachte Stauchung und Dehnung von entsprechenden Außenflächenteilen dieses Gliedes durch Dehnungsmesser (37, 39, 40> 41) ermittelt und aus diesen Meßergebnissen die Belastung dieses Gliedes bestimmt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dehnungsmessers elektrische Dehnungswiderstände (37, 39, 40, 41) verwendet werden und daß die durch die Belastung eintretende änderung der Widerstandswerte dieser Dehnungswiderstände in einer Brückenschaltung gemessen werden.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtfederndes Glied mindestens eine Fahrzeugachse (16, 20, 22, 26) verwendet wird und daß an beiden Enden der auf Rädern (28) ruhenden Achse je ein Paar von Dehnungswiderständen verwendet wird, die zum Bestimmen der resultierenden Achslast als Widerstände einer gemeinsamen Brückenschaltung (42) geschaltet werden.

4) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Dehnungswiderstände (37) 39, 40, 41) vorgesehen sind, die paarweise an mindestens einem nichtfedernden Glied (16, 20, 22, 26) des Fahrgestelles des Fahrzeuges (10, 12) in gleichen Abständen aber auf entgegengesetzten Seiten des Punktes der maximale Durchbiegung des Gliedes auf einander gegenüberliegenden Seiten desselben befestigt und einzeln in je einen Zweig einer Meßbrücke (42) mit vier Zweigen so angeordnet sind, daß die auf einer Seite des federnden Gliedes befestigten Dehnungswiderstände (37 und 39 oder 40 und 41) in den einander gegenüberliegenden Zweigen der Meßbrücke liegen.

5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnetn daß als nicht federndes Glied des Fahrgestelles ein sich im wesentlichen waagerecht erstreckendes Glied (16, 20> 22, 26) vorgesehen ist und daß die Dehnungswiderstände (37 und 39 bzw. 40 und 41) paarweise auf der Oberseite und auf der-Unterseite des Gliedes befestigt sind.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet> daß als nichtfederndes Glied des Fahrgestelles eine Fahrzeug achse (16, 20, 22, 26) vorgesehen ist.

7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke (42) ein Potentiometer (59) zum Ausgleich von Unterschieden der Dehnungswiderstände aufweist.

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke (42) über einen Verstärker (52) mit einem Anzeigeinstrument (58) verbunden ist.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder von mehreren Achsen (16, 20, 22, 26) des Fahrzeuges (10, 12) je vier Dehnungswiderstände (37, 39> 40, 41) befestigt sind, die in den vier Zweigen je einer Meßbrücke (42) angeordnet sind, und daß zum einzelnen Verbinden einer jeden dieser Meßbrücken (42) mit einem gemeinsamen Anzeigeinstrument (58) ein Schalter (74) vorgesehen ist.

10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichneW, daß mit dem Schalter (74) eine summierende Einrichtung und das Anzeigeinstrument so verbunden sind, daß das Anzeigeinstrument die Summe der Anzeigen aller Meßbrücke ken (42) und damit die Summe der Lasten anzeigt, die die Achsen tragen, auf denen Dehnungswiderstände befestigt sind.

11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Nullstellen des Anzeigeinstrumentes (58) bei einer nicht anzuzeigenden Last, insbesondere bei der Eigenlast des Fahrzeuges, ein Potentiometer (64) vorgesehen ist.

12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrzeug ein Sattelschlepper mit Zugmaschine (lO) und Anhänger (12) vorgesehen ist und daß die Dehnungswiderstände (16, 20, 22, 26) an den hinteren Achsen (16, 20, 22) des Sattelschleppers befestigt sind.

13) Vorrichtung.r.ach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vier Dehnungswiderstände (37d, 39d, 40d, 41d) auch an einer Achse (26) einer am vorderen Ende des Anhängers (12) vorgesehenen Stütze 624) befestigt sind.