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Verfahren zum Wiegen der Ladung von Lastfahrzeugensowie hydraulische
Waage zur Ausübung des Verfahrens.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiegen der Ladung
von Lastfahrzeugen mit Hilfe von am Fahrzeug angebrachten Hydraulzylindern.
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Um auf Lastfahrzeuge geladene Lasten zu wiegen, u.a. zur Kontrolle,
dass die höchstzulässige Belastung des Fahrzeuges nicht überschritten wird, fährt
man oft das gesamte Fahrzeug auf eine Waage und wiegt es, wonach das Gewicht der
Ladung mit Hilfe von Angaben bezüglich des Eigengewichtes des Fahrzeuges berechnet
wird. Hierbei hat man zwar die Möglichkeit, mit verhältnigmässig grosser Genauigkeit
das Gewicht der Fahrsugladung zu ermitteln, aber diese Methode weist den Nachteil
auf, dass ein Wiegen nur an solchen Plätzen erfolgen kann, an
denen
eine für diese Zwecke geeignete Waage zur Verfügung steht. Um diesen Nachteil zu
beseitigen und ein Wiegen unab hängig vom Standort des Fahrzeuges zu ermöglichen,
wurde bereits eine Anzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen, die dazu vorgesehen sind,
ortsfest an den Lastfahrzeugen angebracht zu werden.
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Somit ist es bekannt, durch mechanische oder hydraulische Huborgane,
die zwischen den Radachsen des Fahrzeuges und der Ladefläche angebracht sind, die
Federn des Fahrzeuges zu entlasten und danach durch geeignete, in den Huborganen
angeordnete Messgeräte die Belastung abzulesen, die auf den Huborganen ruht. Das
Messen von beispielsweise in Hydraulzylindern herrschendem Druck erfolgt hierbei
gewöhnlich durch im Führerhaus des Fahrzeuges angebrachte Manometer. Hierbei kann
entweder jeweils ein Manometer für Federn Hydraulzylindercder ein gemeinsames Manometer
für sämtliche Hydraulzylinder vorgesehen werden. Im erstgenannten Fall erhält man
das Gewicht der Last nach manueller Summierung der jeweiligen Angaben der einzelnen
Manometer, während im letztgenannten Fall das für sämtliche Hydraulzylinder gemeinsame
Manometer das Gesamtgewicht der Ladung direkt anzeigen soll.
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In den Fällen, in denen jeweils ein Manometer für jeden Hydraulzylinder
angeordnet wird, sind mehrere Leitungen von den Hydraulzylindern zum Führerhaus
erforderlich, was die Installation der Wiegevorrichtung kompliziert und aufwendig
macht und wodurch die Anordnung störungsanfällig wird. Ausserdem müssen die Werte
der verschiedenen Anzeigen addiert werden, um das Gesamtgewicht der Ladung bestimmen
zu können, wobei Rechenfehler auftreten können. Der Nachteil möglicher Rechenfehler
und die aufwendige Installation lassen sich durch die Verwendung eines gemeinsamen
Manometers für sämtliche Hydraulzylinder vermeiden. Hierbei entstehen jedoch andere
Nachteile, die mit einer eventuell ungleichmässigen Belastung des Fahrzeuges verbunden
sind. Wenn die Ladung ungleich auf der Ladefläche des Fahrzeuges verteilt ist, kann
es dazu kommen, dass einer oder einige der Hydraulzylinder eine Endlage einnehmen,
ohne dass einer oder einige der übrigen Hydraulzylinder die
Last
anheben vermögen. Hierbei zeigt das Manometer einen verkehrten Wert für das Gewicht
der Ladung an und eine eventuelle Ueberlastung des Fahrzeuges kann dabei unentdeckt
bleiben.
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Letztgenannter Nachteil ist so ernst, dass man es im allgemeinen vorzieht,
ein Manometer für jeden Hydraulzylinder vorzusehen, obgleich hierdurch sowohl die
Installation als auch das Ablesen komplizierter werden.
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Vorrichtungen, die angeordnet sind, um während des Wiegens die Federn
des Fahrzeuges zu entlasten, sind ausserdem mit dem Nachteil behaftet, dass sie
neu geeicht werden müssen, sobald sich die mechanischen Eigenschaften der Federn
ändern.
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Da die Federn einer fortlaufenden Ermattung ausgesetzt sind, sollten
solche Eichungen mit relativ kurzen Zeitabständen erfolgen, was sich jedoch aus
praktischen Gründen nicht durchführen lässt. Hierdurch entstehen Unsicherheitsfaktoren
bezüglich der Zuverlässigkeit und Funktion der Anordnung.
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Weitere Anordnungen sind bekannt, bei welchen das Anzeigen des Gewichtes
der Last im Führerhaus nicht über Druckleitungen und Manometer erfolgt. Diese Anordnungen
haben sich jedoch durchweg als so kompliziert oder unzuverlässig erwiesen, dass
ihnen eine nennenswerte Anwendung bisher nicht zuteil wurde.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, die obengenannten Nachteile
zu vermeiden und ein einfaches und wirkungsvolles Verfahren zu ermöglichen, das
eine zuverlässige Anzeige des Gewichtes der Ladung von Lastfahrzeugen mit Hilfe
von am Lastfahrzeug angebrachten Hydraulzylindern ermöglicht, die von einer Pumpeuer
ein Regelventil mit Druckmittel beaufschlagt werden, wobei die Hydraulzylinder derart
zwischen der Ladefläche und dem Fahrgestell das Bastfahrzeuges angebracht sind,
dass beim Wiegen die Ladefläche nebst der darauf bedndlichen Ladung ausschliesslich
über die Hydraulzylinder auf dem Fahrgestell ruht und den Hydraulzylindern druckanzeigende
und/oder druckschreibende Organe zugeordnet sind.
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Erfindungsgemäss erfolgt das Wiegen dadurch, dass den Hydraulzylindern
Druckmittel in einer solchen Menge und unter solchem Druck zugeführt wird, dass
sie sämtlich eine vorgegebene
von der Ladung unathängige Lage einnehmen,
wonach alle Hydraulzylinder jeweils so von der Pumpe getrennt werden, dass die sich
jeweils in den Hydraulzylindern befindende Druckmittelmenge während eines Zeitraumes
konstant gehalten wird, in dem die jeweiligen Drücke in den einzelnen Hydraulzylindern
gemessen und summiert werden und die Summe angezeigt und/oder durch einen Schreiber
aufgezeichnet wird, und zwar zweckmässigerweise im Führerhaus des Lastfahrzeuges.
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Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird den
Hydraulzylindern zunächst so viel Druckmittel zugeführt, dass die beweglichen Kolbenteile
sämtlicher Hydraulzylinder die Endlage einnehmen, in der die Ladung so weit wie
möglich angehoben ist, wonach jeder Hydraulzylinder auf geeignete Art und Weise,
beispielsweise durch das Regelventil, von der Pumpe abgeschaltet wird. Danach wird
eine gewisse, von der Belastung unabhängige Menge Druckmittel aus jedem Hydraulzylinder-abgelassen,
wodurch die Kolben sämtlicher Hydraulzylinder vorgegebene Stellung einnehmen. Hierdurch
wird zuverlässig sichergestellt, dass die Last auf dem Druckmittel in den Hydraulzylindern
ruht, auch wenn die Belastung ungleich auf der Ladefläche verteilt ist.
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Nach einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung
wird der Druck in den Hydraulzylindern so gemessen, dass sich in denselben befindende
druckempfindliche Organe auf an sich vorbekannte Art und Weise einen elektrischen
Kreis beeinflussen, zwecks Summierung elektrischer Ströme oder Spannungen. Das Ueberführen
von Informationen von den Hydraulzylindern kann hierbei über elektrische Leitungen
erfolgen, die sich mit einfachen Mitteln im Fahrzeug installieren lassen. Eine Mehrzahl
verschiedener Druckabfühlverfahren in den Zylindern kann hierbei in Frage kommen,
beispielsweise durch Membranen, die Potentiometer, druckempfindliche elektrische
Komponenten o.dgl. betätigen.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemässen Verfahrens, die hauptsächlich dadurch gekennzeichnet ist,
dass das Regelventil wenigstens
zwei verschiedene Stellungen einnehmen
kann, und zwar eine zur Zufuhr der grösstmöglichen Druckmittelmenge zu den Hydraulzylindern
und eine zum Ablassen jeweils einer bestimmten, von der Last unabhängigen Menge
Druckmittel aus sämtlichen Hydraulzylindern, sowie zweckmässigerweise auch eine
dritte Stellung zur Entleerung der Hydraulzylinder. Das Ablassen jeweils einer bestimmten
Druckmittelmenge aus jedem einzelnen Hydraulzylinder wird herbei zweckmässigerweise
dadurch erzielt, dass im Regelventil ein innerer Hohlraum für jeden einzelnen Hydraulzylinder
vorgesehen ist. Diese Hohlräume werden in der zum Ablassen dieser Druckmittelmenge
aus den einzelnen Zylindern vorgesehenen Einstellungslage des Regelventils in Verbindung
mit den entsprechenden Hydraulzylindern gebracht.
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Die erfindungsgemässe Anordnung ist mit geringen Kosten herstellbar
und betriebssicher. Sie kann mit einfachen Mitteln an handelsüblichen Lastfahrzeugen
eingebaut werden. Der Einbau ist besonders einfach durchführbar, da nur eine einzige
Leitung für Druckmittel vom Regelventil zu den einzelnen Hydraulzylindern erforderlich
ist. Beim Wiegen kann vom Führerhaus auf einfache Weise überprüft werden, dass die
Anordnung zulässig funktioniert, da nach dem Einpumpen von Druckmittel in sämtliche
Hydraulzylinder das Druckanzeigeorgan vollen Ausschlag zeigen muss, wenn die beweglichen
KolbenXile sämtlicher Hydraulzylinder ihre obere Endlage eingenommen haben. Wenn
das Anzeigegerät keinen vollen Ausschlag zeigt, herrscht kein voller Druck im Hydraulsystem.
Der Fahrer erhält dann ein Signal, das besagt, dass ein Fehler vorliegt. Sobald
das Anzeigegerät voll ausschläg-t, wird das Regelventil zum Anlassen jeweils einer
bestimmten Druckmittelmenge aus den einzelnen Hydraulzylindern umgestellt, so dass
die Last völlig auf dem Druckmittel ruht, wobei das Druckanzeigeorgan, welches zweckmässigerweise
in Gewichtseinheiten gradiert ist, das Gesamtgewicht von Ladung und Ladefläche anzeigt.
Da das Gewicht der Ladefläche konstant ist, kann es beim Kalibrieren der Vorrichtung
gleich abgezogen oder anderweitig berücksichtigt werden.
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Im Anschluss an beiliegende Zeichnungen sei eine Ausfühiungsform
der Erfindung näher beschrieben. Hierbei zeigen
Fig. 1 ein mit einer
erfindungsgemässen Anordnung ausgerüstetes Fahrzeug, das eine Ladung trägt, Fig.
2 einen Hydraulzylinder und Fig. 3 einen Kreis zum Ueberführen der Anzeigewerte
von den Hydraulzylindern zum Führerhaus des Lastfahrzeuges.
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Fig. 1 zeigt ein mit einer erfindungsgemässen Lastwaage ausgerüstetes
Fahrzeug 1, auf dessen Ladefläche 2 eine Last 3 verladen ist. Zwischen dem Fahrgestell
und der Ladefläche des Fahrzeuges sind vier Hydraulzylinder 4, 5, 6 und 7 vorgesehen,
die über Druckleitungen 8, 9, 10 und 11 in Verbindung mit einem Regelventil 12 stehen.
Das Regelventil 12 enthält einen in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilkörper,
der durch einen Handgriff 13 betätigt wird. Das Regelventil 12 steht ausserdem über
ein Rohr 14 in Verbindung mit einer Druckölpumpe 15.
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Jedem Druckzylinder 4, 5, 6 und 7 ist eine Druckmembrane 35 zugeordnet,
die ein Potentiometer betätigt, das jeweils über eine elektrische Leitung 16, 17,
18 bzw. 19 sowie eine gemeinsame Leitung 20, mit einem im Führerhaus des Fahrzeuges
vorgesehenen Messinstrument 21 verbunden ist.
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Fig. 2 zeigt - teilweise im Schnitt - einen der Hydraulzylinder4,
5, 6 bzw. 7. Handelsübliche Lastfahrzeuge sind gewöhnlich unter der Ladefläche mit
wenigstens zwei Querträgern 22 versehen, die an ihren Enden nach unten gebogen sind
und sich mit ihren Enden auf am Fahrgestell angebrachten Querbalken 23 abstützen.
Zum Einbau der erfindungsgemässen Hydraulzylinder werden die Querträger 22 an ihren
nach unten gebogenen Enden abgeschnitten, wonach die Hydraulzylinder- derart eingebaut
werden, dass der bewegliche Kolbenteil 27 der Zylinder sich auf einem Lagerzapfen
23 an einem der Querbalken 23 abstützt. Der bewegliche Kolbenteil 27 wird durch
eine Schraube 25 auf dem Lagerzapfen 23 gesichert. Das Zylindergehäuse 26 der Hydraulzylinder
wird an dem abgeschnittenen Ende eines der Querträger 22 mittels Bolzen 24 o.dgl.
angebracht. Durch eine federbelastete Sperre 28 wird der Kolbenteil 22 in im Verhältnis
zum Zylindergehäuse 26 fixierter Lage gehaltert.
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Beim Wiegen einer auf der Ladefläche des Lastfahrzeuges verladenen
Last wird Drucköl über das Regelventil einem Zufluss 29 zugeleitet, wobei das Drucköl
in einen im Kolben 27
angeordneten Kanal 30 einströmt. Hierbei wird
die federbelastete Sperre 28 aus der Sperrstellung herausgedrückt. Der Kolbenteil
27 kann danach im Zylindergehäuse 26 verschoben werden, wobei die Bewegung durch
eine auf dem Kolben 27 fest angeordnete Scheibe 31 begrenzt wird, die zusammen mit
dem Kolben 27 zwischen Ansätzen 32 und 33 bewegbar ist. Nachdem der Kolben 27 etwas
in das Zylindergehäuse 26 eingeschoben wurde, kann Drucköl in Richtung zu einer
Öffnung 34 strömen, in der eine Druckmembrane 35 angeordnet ist.
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Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel,
wie bei einer Wiegung erhaltene Werte auf ein Messinstrument zur Anzeige und/oder
Aufzeichnung des Gewichtes der Ladung des Fahrzeuges überführt werden können. Vier
in Reihe geschaltete Potentiometer 36, 37, 38 und 39 werden jeweils mechaniscb durch
Druckmembranen 35 der zugeordneten Hydraulzylinder betätigt, von denen zwei in der
Zeichnung dargestellt sind. Die Einstellung der einzelnen Potentiometer 36, 37,
38 und 39 ist somit eine Funktion des im entsprechenden Hydraulzylinder herrschenden
Druckes und somit ist der Widerstand des in den Figuren gezeigten Kreises eine Funkt
von der Summe der Drücke in den verschiedenen Hydraulzylindern.
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Hierbei kann das Instrument 21 so gradiert werden, dass das Gewicht
der Belastung direkt angezeigt bzw. aufgezeichnet wird. Als Stromquelle wird zweckmässigerweise
die Fahrzeugbatterie benutzt.
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Die erfindungsgemässe Anordnung arbeitet auf folgende Art und Weise.
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Beim Wiegen einer auf dem Fahrzeug verladenen Last wird das Regelventil
12 durch den Handhebel 13 in die Einstellungslage für gleichzeitiges Füllen sämtlicher
Hydraulzylinder 4, 5, 6 und 7 gebracht. Die Ölpumpe 15 ist herbei so bemessen, dass
die beweglichen Kolbenteile in den Hydraulzylindern 4, 5, 6 und 7 gleichzeitig den
grösstmöglichen Hub ausführen, auch wenn das Fahrzeug überlastet und die Last ungleich
verteilt ist.
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Das Messinstrument 21 ist hierbei so gradiert, dass es vollen Ausschlag
bei diesem höchsten Öldruck zeigt. Sobald das Messinstrument 21 vollen Ausschlag
anzeigt, wird der Handgriff 13 des Regelventils 12 in die Meßstellung überführt,
in der eine
gewisse vorgegebene und von der Belastung unabhängige
Quantität Öl jeweils aus den einzelnen Hydraulzylindern abgelassen wird. Die Ladung
sinkt hierbei etwas, zweckmässigerweise etwa l des maximalen Kolbenhubs. In dieser
Lage trägt somit das Öl in den Hydraulzylindern die Ladung und die Druckmebranen
in den Hydraulzylindern zeigen den jeweils in den einzelnen Hydraulzylindern vorliegenden
OldruckO Die Potentiometer 36, 37, 38 und 39 werden hierbei durch die Druckmembranen
betätigt und nehmen jeweils Einstellungslagen ein, die abhängig vom Druck in den
verschiedenen Hydraulzylindern sind Die Stromstärke im Kreis nach Fig. 3 wird direkt
oder umgekehrt poportional zur Summe der Öldrücke, abhängig davon, in welcher Richtung
die Potentiometer durch die zugehörige Druckmembrane betätigt werden. Die Potentiometer
sind zweckmässigerweise so gewickelt, dass der zugehörige Schleifkontakt sich ausserhalb
der Potentiometerwicklung befindet, wenn die zugehörige Druckmembrane keinem Öldruck
ausgesetzt ist.
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Die erfindungsgemässe Anordnung kann in übliche Fahrzeuge ohne grössere
Eingriffe oder Umbauten der Fahrzeuge eingebaut werden. Weiterhin werden völlig
zuverlässige Messungen sichergestellt, auch wenn die Last unglelchmässig auf der
Ladefläche verteilt ist, da sämtliche Hydraulzylinder, bevor die Wiegung durchgeführt
wird, in eine klar definierte, vorbestimmte Endlage gebracht werden, wobei eine
Anzeige erfolgt, wenn sämtliche Hydraulz--linder diese Lage eingenommen haben. Das
Wiegen erfolgt dann erst nachaem eine bestimmte Ölmenge aus den einzelnen Hydraulzylindern
abgelassen wurde, wobei diese völlig voneinander getrennt sind. Dies bedeutet, dass
ein Schrägstellen der Ladefläche nicht entstehen kann, auch wenn die Laaung ungleichmäEsig
auf der Ladefläche verteilt ist. Während dem Wiegen ruh- somit die Ladung ganz auf
Ölkissen und man erhält einen zuverlässigen Messwert.
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Obgleich die Erfindung im Anschluss an eine Ausführungsform derselben
beschrieben wurde, kann sie dennoch beliebig im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche
abgewandelt werden.