DE2229987A1

DE2229987A1 - Einrichtung zur ermittlung der achsbelastung an fahrzeugen

Info

Publication number: DE2229987A1
Application number: DE19722229987
Authority: DE
Inventors: Manfred Schichtl
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1972-06-20
Filing date: 1972-06-20
Publication date: 1974-01-10

Description

Einrichtung zur Ermittlung der Achsbelastung an Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Achsbelastung und der Beladungssymmetrie an Fahrzeugen.
Nach den Bestimmungen der Straßenverkehrs ordnung darf die Achsbelastung von Nutzfahrzeugen um nicht mehr als 10 % überschritten werden. Es fehlt bei diesen Fahrzeugen jedoch bisher eine entsprechende Einrichtung, die es dem Fahrer ermöglicht, den Ladezustand sowie die Symmetrie der Beladung in Bezug auf den Fahrzeugschwerpunkt im Auge zu behalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Entwicklung einer Einrichtung, die dem Fahrer ein Uberwachen des Ladezustandes sowie der Symmetrie der Ladung gestattet, und die sich auch nachträglich mühelos in jedes Fahrzeug einbauen läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch parallel oder in Reihe zu Achsfedern von Fahrzeugen vorgesehene Sensoren gelöst, die Längenänderungen der Achsfedern erfassen und sie über eine Auswerteelektronik auf ein Anzeigegerät übertragen, wobei die einfachste Form der Auswerteelektronik eine Brückenschaltung ist, Eine solche Einrichtung ist einfach herzustellen und hinsichtlich der Kosten relativ günstig zu konzipieren. Auch bereitet ihr nachträglicher Einbau in ein Fahrzeug keinerlei außergewöhnliche Schwierigkeiten.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird ferner darin gesehen, daß die veränderbaren Werte der Sensoren über elektrische Leitungen auf die vier Knotenpunkte von im Viereck aneinandergeschalteten Widerständen und von zwei einander gegenüberliegenden Knotenpunkten dieser Schaltung über eine elektrische Leitung auf ein die Längenänderungen anzeigendes MeR-instrument gelangen.
Was die Ausführung der Sensoren anbetrifft, so sind einstellbare Widerstände die einfachste und billigste Methode. Aus Gründen häufiger Lastwechsel ist jedoch zuweilen die Verwendung von piezoelektrischenzDrucksensoren oder von elektrooptischen oder optisch-mechanischen Sensoren zweckmäßiger. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die optisch-mechanischen Sensoren jeweils aus einer Lampe mit einer veränderlichen Feder als Sender und einem Fotowiderstand oder Fototransistor als Empfänger.
Aus der vorhandenen Eingangsinformation läßt sich noch eine zusätzliche Information über die Symmetrie der Beladung in Relation zum Pahrzeugschwerpunkt gewinnen. Hierzu gelangen die veränderbaren Werte der Sensoren über eine elektrische Leitung auf Verstärkereinheiten und von diesen über eine elektrische Leitung auf einen Summenverstärker bzw. eine an die zuletzt genannte Leitung angeschlossene weitere elektrische Leitung auf eInen Differenzverstärker, wobei an den Summen- und den Differenzverstärker ausgangseitig je ein Meßinstrument angeschlossen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen tragen. Es zeigen Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit den auf die Radachsen einwirkenden Kräften, Fig. 2 die Rückansicht des Fahrzeuges mit den entsprechenden Kräften gemäß Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung eines Sensors bei der Verwendung einer Schraubenfeder als Achse ender - in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 die Anordnung eines Sensors bei der Verwendung einer Blattfeder als Achaf eder - in vergrößertem Maßstab, Fig 5 dns Systemschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vier Sensoren, einer Auswerteelek -tronik und einer Anzeigeeinheit, Fig. 6 den Schaltplan der Auswerteelektronik gemäß Fig. 5 in Form einer Brückenschaltung zur Ermittlung der.
Achtabelasbung und Fig. 7 den Schaltplan der Auswerteelektronik gemäß Fig. 5 zur Ermittlung der Achsbelastung und der Beladungssymmetrie.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematisierter Weise die Unterteilung der Masse m eines Fahrzeuges 1 auf seine beiden Radachsen 2 und 3. Die im. Bereich dieser Achsen eingezeichneten Pfeile symbolisieren hierbei für die Hinterachse 2 eine Achsbelastung P1+ P2 und für die Vorderachse eine Achsbelastung P+ P4. Die Differenz der Belastung ohne und mit Beladung verteilt sich sodann dank dem Hebelgesetz auf die verschiedenen Radachsen und läßt sich an den Fahrzeugfedern 4 und 5, wie sie beispielsweise in den Figuren 3 und 4 dargestellt-sind, abgreifen. Mit 4 ist hierbei eine in herkömmlicher Weise zwischen der Ladefläche 1' des Fahrzeuges 1 und den Radachsen 2 bzw. 3 befestigte Schraubenfeder bezeichnet. Parallel zu dieser Feder und in ihrer unmittelbaren Nähe ist ebenfalls zwischen Ladefläche 1' und Radachse 2 bzw. 3 ein Sensor 6 vorgesehen.
Mit 5 hingegen ist eine mit ihren beiden Enden an der Ladefläche 1' befestigte und mit ihrem Mittelbereich auf der Radachse 2 bzw. 3 aufsitzende Blattfeder bezeichnet. Wenigstens vier solcher vorzugsweise im Bereich der Räder vorgesehenen Sensoren 6 können nun parallel oder in Reihe zu den Achsfedern 4 bzw. 5 vorgesehen sein, deren Längenänderung sie - wie im Systemschaltbild der Fig. 5 dargestellt - über eine Auswerteelektronik 7 auf ein Anzeigegerät 8 übertragen. Die äe Radachse wirksamen Kräfte P1 + P2 bzw. P3 + P4 werden mit ae einem Zeiger pro Radachse zur Anzeige gebracht, während die. Symmetrieanzeige bei 8' erfolgt. Der Pfeil bei der Auswerteelektronik 7 symbolisiert die Energieversorgung. Bei einem anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann jedoch auch eine gemeinsame Anzeigte aller Kräfte Pn + P(n-1) aufschlußreich sein.
Einen dem Syetemschaltbild der Fig. 5 nrlt£prechenden elcktrischon Schaltplan zeigt die Fig. 6. Hier ist als Sensor für jede Achse je ein einstellbarer Ohm'scher Widerstand 9 vorgesehen. Die Längenänderung der hier nicht dargestellten Achsfedern als Folge eines Massenzuwachses kann somit als elektriscber Wert K1U1 bzw. K2Un cntr.prechen(l den nbgabencitig vorgeschenen Pfoilen abgenommen werden. über elektrische Leitungen 11 bzw. 12 gelangen diese Werte auf die vier Punkte 13 bis 16 der Brückenschaltung 7, so daß:. an deren im Viereck aneinandergeschalteten Widerständen 17 bis 20 die durch Richtungspfeile symbolisierten halbierten Werte K1U1 bzw. E2U2 auftreten. Von den abgabe-2 2 seitigen Knotenpunkten 14 und 16 der Brückenschaltung führt sodann die elektrische Leitung 21 zu dem aus einem veränderT lichen Widerstand 22 und einem Meßinstrument 23 bestehenden Anzeigegerät 8, an dem die Spannung UA = 1/2 (KlUl + K2U2) auftritt.
Einstellbare Widerstände als Sensoren und eine Brückenschaltung als Auswerteelektronik sind die einfachsten technischen Mittel um eine Achsbelastung zu ermitteln. In der Zeichnung nicht dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele können jedoch hauptsächlich wegen der häufigen Lastwechsel auch andere Sensoren, z.B. elektrooptischer Art,mit einer Lampe oder Elektro-Lumineszenz-Diode mit veränderlichem"Graukeil" und einem Fotowiderstand oder Fototransistor, bevorzugen. Auch piezoelektrische Drucksensoren sind denkbar.
Aus der vorhandenen Eingangsinformation läßt sich noch zusätzlich die Symmetrie der Beladung in Relation zum Fahrzeugschwerpunkt feststellen und in Form einer in Fig. 7 wieder gegebenen Grenzwertanzeige am Anzeigegerät 8 anzeigen. Der Sensor 6 ist hierbei optisch-mechanisch ausgebildet. Der Lichtpegel des Lämpchens 10 fällt auf die ihm zugeordnete Schraubenfeder 4, die entsprechend ihrer Kontraktion mehr oder weniger viel Energie auf einen Fototransistor 25 durchfallen läßt. Vom Fototransistor über Leitungen 24 gelangt eine entsprechende Information K1 und Kauf äe eine Verstärkereinheit 26 und 27 der Auswerteelektronik 7. An die Verstärkereinheiten ist ausgangseitig über eine elektrische Leitung 31 ein Summenverstärker 28 und an die Leitung 31!!über eine weitere Leitung 32 ein Differenzverstärker 29 angeschlossen.
Vom Verstärker 26 gelangt hierbei die Information a und vom Verstärker 27 die Information b auf den Summenverstärker 28 und von letzterem die Information a + b über den veränderlichen Widerstand 22 auf das Meßinstrument 23. ueber den Differenzverstärker 29 hingegen gelangen die Informationen a und b auf ein die Symmetrie der Beladung anzeigendes Meßinstrument 30.
Die Einrichtung wird auf Knopfdruck betätigt, so daß sie lediglich zu Meßzwecken aktiviert ist. Ihre Anzeigegenauigkeit läßt sich in kontinuierlichen Abständen beispiel W'se durch die TV-Untersuchungen überprüfen.

Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Ermittlung der Achsbelastung und der Belastungssynimetrle an Fahrzeugen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h parallel oder in Reihe zu Achsfedern (4,5) von Fahrzeugen (1) vorgesehene Sensoren (6), die Längenänderungen der Achsfedern erfassen und sie über eine Auswerteelektronik (7f auf ein Anzeigegerät (8) übertragen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Auswerteelektronik (8) eine Brückenschaltung (11 bis 21) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die veränderbaren Werte der Sensoren (6) über elektrische Leitungen (11; 12) auf die vier Knotenpunkte (13 bis 16) von im Viereck aneinandergeschalteten Widerständen (.17 bis 20) und von zwei einander gegenüberliegenden Knotenpunkten (14; 16) dieser Schaltung übem-eine elektrische Leitung (21) auf ein die Längenänderungen anzeigendes Meßinstrument (22,23) gelangen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Sensoren (6) einstellbare Widerstände (9) vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung piezoelektrischer Drucksensoren (6).
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung elektrooptischer Sensoren (6).
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung optisch-mechanischer Sensoren (6).
8. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die optisch-mechanischen Sensoren (6) jeweils aus einer Lampe (10) mit einer veränderlichen Feder (4) als Sender und einem Fotowiderstand (25) als Empfänger bestehen.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß die veränderbaren Werte der Sensoren (6) über eine elektrische Leitung (24) auf Verstärkereinheiten (26;27) und von diesen über eine elektrische Leitung (31) auf einen Summenverstärker (28) bzw. eine an die Leitung (31) angeschlossene weitere elektrische Leitung (32) auf einen Differenzverstärker (29) gelangen, wobei an den Summen- und den Differenzverstärkeraus gangseitig je ein Meßinstrument (23) bzw. (30) angeschlossen ist.

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