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Die Erfindung betrifft ein Beladungsanzeigesystem für Fahrzeuge, insbesondere Anhängerfahrzeuge. Das Beladungsanzeigesystem dient dazu, die Beladung, insbesondere in Bezug auf die zulässige Beladung beziehungsweise das zulässige Gesamtgewicht, anzuzeigen.
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Das erfindungsgemäße Beladungsanzeigesystem erfasst den Federweg des Fahrwerks in Bezug auf den Rahmen durch einen Magnetsensor, auf den ein entsprechend angeordneter Permanentmagnet einwirkt.
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Beladeanzeigesysteme sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.
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Aus der
DE 10 2006 057 646 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung des zulässigen Gesamtgewichts eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise Anhängers bekannt. Dabei erfasst ein direkt messendes Gewichtsüberwachungssystem mittels an Karosserie und Achskörper der Kraftfahrzeuge beziehungsweise Anhänger angeordneter Sensoren die Veränderung des Abstandes und damit letztlich des Federweges. Entsprechend wird das Ergebnis mit dem zulässigen Gesamtgewicht verglichen und gegebenenfalls eine Überladung angezeigt. Es kann vorgesehen sein, dass das System bei Überladung die Weiterfahrt verhindert.
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Die
DE 10 2004 037 616 A1 offenbart eine zur Gewichtskontrolle dienende Messeinrichtung, die zum Erfassen der Ausdehnung einer Dämpfungseinrichtung und zur Ausgabe eines Ausdehnungssignals vorgesehen ist. Eine Signalverarbeitungseinrichtung setzt das Ausdehnungssignal in ein Gewichtssignal um. Dieses Gewichtssignal kann dem Fahrer beispielsweise über ein Fahrerinformationssystem zur Anzeige gebracht werden.
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Als Sensoren kommen insbesondere Sensoren zur Leuchtweitenregulierung zum Einsatz. Es sind aber auch andere Wegesensoren vorgesehen.
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Aus der
DE 19839542 A1 ist eine Beladungsanzeige bekannt, die Überladungen und/oder richtige Beladungszustände optisch und akustisch anzeigt. Die Erfassung der zu messenden Größe erfolgt an einem oder mehreren Messpunkten mittels einem oder mehreren Sensoren durch verschiedene Messverfahren. Mit einer Wegfahrsperre gekoppelt kann das Fahrzeug auch ab einer bestimmten Überladung außer Betrieb gesetzt werden. Es können Drucksensoren, Wegaufnehmer, Distanzsensoren, elektromechanische Sensoren beziehungsweise Hallsensoren Verwendung finden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches, kostengünstiges und robustes Beladungsanzeigesystem für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Anhänger, bereitzustellen.
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Die Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Beladungsanzeigesystem zum Überwachen des zulässigen Gesamtgewichts für ein Fahrzeug, wobei der Federweg des Fahrwerks durch eine Sensoreinheit erfasst und damit das Gewicht durch eine mit der Sensoreinheit verbundene Anzeigeeinheit angezeigt wird.
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Der erfinderischen Konzeption entsprechend umfasst die Sensoreinheit mindestens einen Magnetsensor sowie einen im Wirkbereich des Magnetsensors in Abhängigkeit vom Federweg relativ zur Sensoreinheit beweglichen Permanentmagneten.
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Der Permanentmagnet bewegt sich durch Zuladung mit dem Federweg und aktiviert bei Eintreten in den Erfassungsbereich des Magnetsensors denselben, so dass ein Signal an die Anzeigeeinheit weitergeleitet und dort zur Anzeige gebracht wird. Durch die Positionierung von Permanentmagnet und Magnetsensor in der Weise zueinander, dass bei Erreichen eines Federweges, der einem Beladungszustand des Fahrzeugs an der Grenze zur zulässigen Beladung entspricht, wird an der Anzeigeeinheit ein entsprechendes Signal angezeigt. Beispielsweise leuchtet eine rote Leuchtdiode auf. Durch Anordnung mehrerer Magnetsensoren und einer entsprechend ausgebildeten Anzeigeeinheit können so auch unterschiedliche Beladungszustände signalisiert werden, die beispielsweise Aufschluss darüber geben, welche Zuladung noch möglich ist. Unter Magnetsensoren werden hierbei alle Sensoren verstanden, die auf ein magnetisches Feld reagieren. Die Ausgangssignale der Magnetsensoren können dabei sowohl analog als auch digital sein.
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Das Beladungsanzeigesystem ist aus einfachen, kostengünstigen und robusten Elementen aufgebaut und kann leicht am Fahrzeug im Bereich der Federung montiert werden. Die Magnetsensoren und der Permanentmagnet arbeiten berührungslos und somit verschleißfrei. Sie sind gegenüber Verunreinigungen unempfindlich.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Einer Ausgestaltung der Erfindung entsprechend sind die Magnetsensoren als Reedschalter ausgeführt. Reedschalter registrieren starke Magnetfelder und haben daher eine hohe Anzeigegenauigkeit bei entsprechender Positionierung des Permanentmagneten. Sie sind kostengünstig, robust und arbeiten zuverlässig und berührungsfrei. Weiterhin können die Magnetsensoren beziehungsweise Reedschalter jeweils in Ausnehmungen der Sensoreinheit angeordnet sein. Die Sensoreinheit dient vorzugsweise der geschützten Anordnung mehrerer Magnetsensoren, wie bevorzugt Reedschaltern. Dazu sind die Ausnehmungen insbesondere auf der Innenseite der Sensoreinheit vorgesehen. Weiterhin ermöglicht die Sensoreinheit die geschützte Verdrahtung der Bauteile miteinander. Durch die Anordnung der Ausnehmungen in der Sensoreinheit ist die Positionierung der Magnetsensoren vorgebbar.
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Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinheit an einem Teil des Rahmens mittelbar oder unmittelbar angeordnet und der Permanentmagnet mittelbar oder unmittelbar mit der Radachse oder dem Federbein verbunden. Die Montage ist einfach ausführbar. In dieser Anordnung kann eine hohe Genauigkeit des Messergebnisses erzielt werden.
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Einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung entsprechend ist der Permanentmagnet in einem Haltebauteil aus diamagnetischem Werkstoff angeordnet. Der diamagnetische Werkstoff beeinträchtigt das Magnetfeld nicht. Beispielsweise kann der Permanentmagnet dazu in den Schraubenkopf einer Messing- oder Aluminiumschraube eingelassen sein. Die Verbindung des Permanentmagneten mit dem Schraubenkopf ermöglicht eine einfache Montage, wobei der Permanentmagnet durch den Schraubenkopf zugleich geschützt ist. Der Schraubenkopf von Messing- beziehungsweise Aluminiumschrauben ist korrosionsarm und beeinträchtigt das Magnetfeld nicht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Magneten in ein entsprechendes Klemmelement zu integrieren, so dass eine zerstörungsfreie Befestigung des Permanentmagneten am Federbein oder der Achse ermöglicht wird. Diese Lösung ist insbesondere für eine Nachrüstung mit dem Beladungsanzeigesystem geeignet.
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Die Erfindungsaufgabe wird weiterhin durch die Merkmale des 5. Anspruchs gelöst. Entsprechend weist die Sensoreinheit mindestens ein in Richtung des Federwegs federnd gelagertes Kontaktelement auf, wobei das Kontaktelement mit einem mechanischen Gegenkontakt bei Realisierung eines definierten gewichtsproportionalen Federwegs zusammenwirkt. Beispielsweise ist das Kontaktelement mit dem Rahmen und der Gegenkontakt mit der Achse oder dem Federbein des Fahrwerks verbunden. Bei einem entsprechenden Federweg berührt das Kontaktelement den Gegenkontakt, so dass ein Signal erzeugt und zur Anzeige gebracht wird. Durch die federnde und somit bei einem mechanischen Widerstand des Gegenkontakts zurückweichende Lagerung des Kontaktelementes wird bei einer Bewegung, die über einen Federweg des Fahrwerks, der über den Ansprechwert für die Signalisierung hinaus geht, eine Beschädigung des Kontaktelementes beziehungsweise des Gegenkontakts vermieden. Durch entsprechende Anordnung mehrerer, jeweils korrespondierender Kontaktelement-Gegenkontakt-Paare können verschiedene Ladezustände erfasst und signalisiert werden.
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Einer Ausgestaltung der Erfindung entsprechend umfasst die Anzeigeeinheit eine Lichtsignalanzeige beziehungsweise ein Display. Die Lichtsignalanzeige ermöglicht beispielsweise mit LED eine einfache und gut wahrnehmbare Anzeige des Ladezustandes, insbesondere einer Überladung.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die Lichtsignalanzeige mindestens ein rot leuchtendes, ein grün leuchtendes und gegebenenfalls gelb leuchtendes Leuchtmittel umfasst. Das rote Leuchtmittel zeigt eine Überladung an, wenn beispielsweise ein entsprechender Reedschalter geschlossen wurde. Die grüne Leuchte signalisiert, dass kein kritischer Ladezustand vorliegt, da der zugeordnete Reedschalter nicht aktiviert wurde. Zugleich kann damit eine Batterie- beziehungsweise Funktionsbereitschaftskontrolle erfolgen.
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Das gelb leuchtende Leuchtmittel signalisiert vorzugsweise, dass die Maximalbeladung fast erreicht ist und somit die weitere Zuladung gestoppt werden sollte. Diese Anzeige kann beispielsweise auch dazu vorgesehen sein, einen Grenzwert für die Beladung bei kritischen Straßenverhältnissen anzuzeigen.
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Bei einer Displayanzeige kann beispielsweise auch das noch zuladbare Gewicht bist zum Erreichen der Maximalbeladung angezeigt werden.
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Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Sensoreinheit beziehungsweise deren Gehäuse aus einem diamagnetischen und/oder chemikalienbeständigen Werkstoff. Als Werkstoffe kommen insbesondere Aluminium und entsprechende Kunststoffe infrage. Eine so ausgeführte Sensoreinheit ist kostengünstig herstellbar, unempfindlich gegenüber Streusalz, Öl oder Straßenschmutz und damit für die Montage unterhalb des Fahrzeugs geeignet. Kunststoffe sind zudem elektrisch isolierend.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anzeigeeinheit einen akustischen Signalgeber, der bei Aktivierung eines entsprechenden Magnetsensors beziehungsweise Kontaktelementes ein akustisches Signal ausgibt. Damit kann bei einem kritischen Ladezustand ein Warnton ausgegeben werden.
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Einer Ausgestaltung der Erfindung entsprechend erfolgt die Datenübertragung zwischen der Sensoreinheit und der Anzeigeeinheit mittels eines Funksenders. Damit kann eine elektrische Leitung zwischen der Sensoreinheit und der Anzeigeeinheit entfallen. Beispielsweise kann der Funksender nach dem Bluetooth-Standard arbeiten.
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Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist das Beladungsanzeigesystem als Nachrüstsatz ausgebildet. Der Nachrüstsatz umfasst beispielsweise Montagehilfen zur Befestigung von Sensoreinheit und Permanentmagnet beziehungsweise Kontaktelement und Gegenkontakt sowie gegebenenfalls der Anzeigeeinheit am Fahrzeug. Beispielsweise kann ein als Schelle ausgeführtes Klemmelement (nicht dargestellt) zur Befestigung des Permanentmagneten am Federbein vorgesehen sein. Weiterhin kann der Nachrüstsatz Hilfsmittel, wie beispielsweise Lehren, die eine exakte Positionierung von Sensoreinheit, Permanentmagnet beziehungsweise Kontaktelement und Gegenkontakt ermöglichen, umfassen.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Beladungsanzeigesystem mit Sensoreinheit und Anzeigeeinheit,
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2 eine Anzeigeeinheit mit dreistufiger Lichtsignalanzeige,
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3 ein Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Magnetsensor und Permanentmagnet bestehendem Beladungsanzeigesystem,
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4 ein Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Magnetsensor und Permanentmagnet bestehendem Beladungsanzeigesystem im überladenen Zustand und
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5 ein Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Kontaktelement und Gegenkontakt bestehendem Beladungsanzeigesystem.
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Die 1 zeigt ein Beladungsanzeigesystem mit Sensoreinheit 1 und Anzeigeeinheit 2. Die Sensoreinheit 1 umfasst mehrere Reedschalter 3, die in Ausnehmungen in der Sensoreinheit 1 angeordnet sind. An den Reedschaltern 3 streicht ein am beweglichen Teil des Fahrwerks befestigter Permanentmagnet 4 vorbei. Entsprechend werden die jeweiligen Reedschalter 3, auf die der Permanentmagnet 4 wirkt, geschlossen, so dass in der Anzeigeeinheit 2 angeordnete, den jeweiligen Reedschaltern 3 zugeordnete Lichtsignalanzeigen 11 aufleuchten. Die Verbindung zwischen der Sensoreinheit 1 und der Anzeigeeinheit 2 ist mit elektrischen Leitungen ausgeführt.
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Das Gehäuse der Sensoreinheit 1 besteht vorzugsweise aus einem gegen mechanische Beanspruchungen und gegenüber Chemikalien beständigem Kunststoff. Somit können Salz, Straßenschmutz und Öl der Sensoreinheit 1 keinen Schaden zufügen.
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In 2 ist eine Anzeigeeinheit 2 mit einer dreistufigen Lichtsignalanzeige 11 dargestellt. Die linke LED 11 leuchtet als Kontrollanzeige "K" beispielsweise grün auf. Mit dieser Kontrollanzeige wird angezeigt, dass das Beladungsanzeigesystem funktionsbereit ist, also dass das Beladungsanzeigesystem eingeschaltet ist und die Batterie über eine genügende Kapazität verfügt. Das Einschalten erfolgt hier mit einer Einschalttaste 15. Die Abschaltung wird vorzugsweise durch ein in die Schaltung integriertes Zeitglied automatisch vorgenommen. Die mittlere Lichtsignalanzeige 11 leuchtet hier gelb auf, wenn die Beladung 60% der zulässigen Zuladung beträgt. Die rechte LED 11 leuchtet in roter Farbe auf, sobald die maximale Zuladung erreicht ist. Es können auch noch weitere LEDs 11 angeordnet sein, die weitere Zwischenwerte signalisieren, wobei die Beschriftung der LEDs 11 beispielsweise auch mit einer Zahlenwertangabe und der Einheit "Kilogramm" versehen sein kann.
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Die 3 zeigt das Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Magnetsensor 3 und Permanentmagnet 4 bestehendem Beladungsanzeigesystem. Der Permanentmagnet 4 ist hier im Kopf einer Aluminiumschraube 8 angeordnet und mit dieser am Federbein 7 beziehungsweise Querlenker in einer definierten Position befestigt. Das Federbein 7 ist mit einer Federbein-Gelenkachse 12 am Rahmen 5 des Anhängerfahrzeugs, beispielsweise am Längsträger 5, befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Federbeins 7 ist die Radachse 6 mit dem Rad 13 angeordnet. Bei einem Zusammendrücken der Federung beschreibt der Permanentmagnet 4 einen kreisbogenförmigen Weg. Auf diesem kreisbogenförmigen Weg sind in proportional zum Ladegewicht zweckmäßigen Positionen die entsprechenden Reedschalter 3 in der Sensoreinheit 1 angeordnet. Durch die Wirkung des Dauermagneten 4 auf jeweils die im Wirkbereich befindlichen Reedschalter 3 werden die zugeordneten LEDs 11 mit Strom versorgt und leuchten somit auf. Hier ist eine Anordnung mit einer geringen Beladung dargestellt.
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In 4 ist das aus 3 bekannte Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Magnetsensor 3 und Permanentmagnet 4 bestehendem Beladungsanzeigesystem im überladenen Zustand dargestellt. Entsprechend leuchtet aufgrund der Aktivierung des oberen Reedschalters 3 auch die obere, vorzugsweise rote LED 11 der Anzeigeeinheit 2 auf und zeigt damit die Überladung an.
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Die 5 zeigt ein Fahrwerk eines Anhängerfahrzeugs mit aus Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 bestehendem Beladungsanzeigesystem. Die Anordnung basiert auf der in 3 gezeigten Darstellung.
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Im Unterschied zu 3 ist hier die Sensoreinheit 1 mit Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 ausgeführt. Das stabförmige Kontaktelement 9 ist in der Sensoreinheit 1 federnd gelagert. Wenn sich aufgrund der Beladung der Abstand zwischen Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 soweit verringert, dass sich Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 berühren, wird ein entsprechendes Signal ausgelöst und an die Lichtsignalanzeige 11 weitergeleitet. Um eine Beschädigung von Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 zu vermeiden, ist das Kontaktelement 9 in der Sensoreinheit 1 federnd gelagert. Damit kann das Kontaktelement 9 bei einer weiteren Bewegung des Federbeins 12 in Richtung des Rahmens 5 zurückweichen. Es können mehrere korrespondierende Paare von Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 angeordnet sein, so dass unterschiedliche Zuladungen erfasst werden können und somit eine abgestufte Beladungsanzeige ermöglicht wird.
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Bei der Ausbildung des Beladungsanzeigesystems sind zusätzliche Bauteile notwendig. Der Nachrüstsatz umfasst beispielsweise Montagehilfen zur Befestigung von Sensoreinheit 1 und Permanentmagnet 4 beziehungsweise Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 sowie gegebenenfalls der Anzeigeeinheit 2 am Fahrzeug. Beispielsweise kann ein als Schelle ausgeführtes Klemmelement zur Befestigung des Permanentmagneten 4 am Federbein 7 vorgesehen sein. Weiterhin kann der Nachrüstsatz Hilfsmittel, wie beispielsweise Lehren, die eine exakte Positionierung von Sensoreinheit 1, Permanentmagnet 4 beziehungsweise Kontaktelement 9 und Gegenkontakt 10 ermöglichen, umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensoreinheit
- 2
- Anzeigeeinheit
- 3
- Magnetsensor, Reedschalter
- 4
- Permanentmagnet
- 5
- Rahmen, Längsträger, Querträger
- 6
- Radachse
- 7
- Federbein
- 8
- Haltebauteil, Messingschraube, Aluminiumschraube
- 9
- Kontaktelement
- 10
- Gegenkontakt
- 11
- Lichtsignalanzeige, LED
- 12
- Federbein-Gelenkachse
- 13
- Rad
- 14
- elektrische Leitungen
- 15
- Einschalttaste
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057646 A1 [0004]
- DE 102004037616 A1 [0005]
- DE 19839542 A1 [0007]
