DE2546811A1

DE2546811A1 - Measurement of vehicle load - uses measuring elements containing rubber to take up transverse forces

Info

Publication number: DE2546811A1
Application number: DE19752546811
Authority: DE
Inventors: John William Hellkvist
Original assignee: STATHMOS AB
Current assignee: STATHMOS AB
Priority date: 1975-10-18
Filing date: 1975-10-18
Publication date: 1977-05-18

Abstract

The load measuring device measures wheel, axle and total loads of a vehicle. The measuring elements contains a resilient material, such as rubber, which can take up the transverse forces acting. The elements are dish-shaped with a zig zag or angled interior. In a central space is a measuring liquid which is driven out through a connecting pulse when the load is applied. The bottom of the dish is surrounded by a safety ring which takes up any pull on the element. The load on the element is proportional to the compression of the rubber.

Description

LastmessvorXichtungLoad measuring device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zuir Messen von L:sten von mehreren Messpunkten aus, z.B. an eine. Fahrzeug, unter Anwendung eines lasttragenden Messelements in jedem Messpunkt. The invention relates to a device for measuring loads of several measuring points, e.g. to one. Vehicle, using a load-bearing Measuring element in each measuring point.

Das in Schweden ab 1. April 1973 geltende Gesetz betreffend Lastgrenzen für Lastfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, und das Auferliegen von Geldstrafen bei Ueberschreitung der Lastgrenzen haben zu dem Bedürfnis geführt, die Grösse der jeweiligen Last jederzeit feststellen zu können. Die bisher zur Verfügung stehender Las Ünes sau£ rüstungen sind unrei chend Beim bisherigen Messen von Lasten, z.B. bei unsymmetrischer Lastverteilung, hat es sich als schwierig erwiesen, mIt der zur Verfügung stehenden Ausrüstung das Gesamtgewicht in einer ein fachen Weise ausfindig zu machen. Es hat sich u.a. als schwierig erwiesen, die Lasten von verschiedenen Druckmesselementen an den verschiedenen Messpunkten zu addieren. Die gegenwärtig angewandten, zum Anbringen an Lastfahrzeugen vorgesehenen Systeme bauen auf das Messen von hydraulischen Drucken über besondere mechanische Vorrichtungen, die die Ladepritsche an dem bezüglichen Rad oder der bezüglichen Achse anheben. Ein Summenmessen von einer Anzahl verschieden belasteter Messpunkte (Belastungspunkie) lässt sich bei Schrägbelastung somit nicht durchführen, da verschiedene Drucke nicht addiert werden können. Ferner ist die Montage kostspielig und kompliziert. The law on load limits in force in Sweden from April 1, 1973 for trucks, such as trucks, and the imposition of fines if exceeded the load limits have led to the need to change the size of the respective load at all times to be able to determine. The previously available Las Ünes armor are insufficient In previous measurements of loads, e.g. with asymmetrical load distribution, It has proven difficult to do this with the equipment available Find the total weight in an easy way. Among other things, it has proven itself as proved difficult to transfer the loads from different pressure sensing elements to the different To add measuring points. Those currently in use, for attachment to trucks intended systems build on the measurement of hydraulic pressures via special mechanical devices that attach the loading platform to the wheel or raise the relative axis. A total measurement of a number of different loads Measuring points (load points) cannot be carried out with inclined load, as different prints cannot be added together. Furthermore, assembly is costly and complicated.

Die Ausnützung von elektrischen Gebern, wie induktiven Gebern oder Fadendehnungsgebern, hat sich gleichfalls als schwierig erwiesen, da diese gegen Seitenkräfte, d.h. senkrecht zu der von der Last bewirkten Kraft gerichtete Kräfte, ausserordentlich empfindlich sind. The use of electrical encoders, such as inductive encoders or Thread elongation devices, has also proven to be difficult, since this against Lateral forces, i.e. forces directed perpendicular to the force caused by the load, are extremely sensitive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere damit verknüpfte Probleme zu lösen. The invention is based on the object of this and others with it solve related problems.

Diese Aufgabe wird erfindungsmässig dadurch gelöst, dass jedes Messelement ein elastisches Material, wie Guinmi, zur Aufnahme der auf das Messelement einwirkenden Seitenkräfte enthält. According to the invention, this object is achieved in that each measuring element an elastic material, such as Guinmi, to accommodate those acting on the measuring element Contains lateral forces.

Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine effektive Lastmessung auch bei Schrägbelastung und ergibt rasch einen korrekten Wert der Belastung, wodurch man Ueberbelastungen cstr. vermeiden kann. Such a device also enables effective load measurement with inclined load and quickly gives a correct value the burden, whereby one overloads cstr. can avoid.

Ausführungsheisp tle der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Messelement, Fig 2 den Zusammenhang zwischen der Zusaiimendrückung des Messelements und der Last, Fig. 3 die zentrale Messeinheit, Fig. 4 ein Stosselement, Fig. 5 und 6 die Anbringung des Messelements, Fig. 7, 8 und 9 alternative Anbringungen der erfindungsmässigen Messelemente, Fig. 10 und 11 zwei alternative Anschlüsse der verschiedenen Messelemente an eine zentrale Messeinheit, und Fig. 12 das Messelement mit einem eleKtrischen Geber. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. 1 shows a measuring element, FIG 2 the relationship between the compression of the measuring element and the load, 3 the central measuring unit, FIG. 4 a push element, FIGS. 5 and 6 the attachment of the measuring element, FIGS. 7, 8 and 9, alternative attachments of the inventive Measuring elements, FIGS. 10 and 11 show two alternative connections for the various measuring elements to a central measuring unit, and FIG. 12 shows the measuring element with an electrical Giver.

In Fig. 1 ist ein einzelnes erfindungsmässiges Messelement gezeigt. Es ist hauptsächlich rotationssyinnetrisch ausgebildet und ist tellerförmig mit einem zickzackförmigen oder winkelformigen Innenraum 3. In der Mitte des Raumes 3 ist eine Messflüssigkeit 1 vorhanden, die ei der Zusammendrückung des messelements wenigstens teilweise durch einen Rohranschluss 2 verdrängt wird. Mit Ausnahme dieses Messflüssigkeitsraumes 1 ist eine Füllung von lasttragendem elastischem Material, wie z.B. Gummi 4, angeordnet. Bei 5 ist eine Belüftung dieses Raumes voryesehen. Das Messelentent ist mit einem an dem Aussenumfang angeordneten Sicherheitsring 6 aus metall versehen. Seiner Ausbildung zufolge eignet sich das Messelement zum Aufnehmen von Seitenkräften und/oder Zugkräften und besonders von anomalen Seiten- oder zugkräften, die oft bei derartigen Messungen vorkommen können. In Fig. 1, a single measuring element according to the invention is shown. It is mainly designed to be rotationally symmetrical and is plate-shaped with a zigzag or angled interior 3. In the middle of the room 3 a measuring liquid 1 is present, which ei the compression of the measuring element is at least partially displaced by a pipe connection 2. Except for this Measuring fluid space 1 is a filling of load-bearing elastic material, such as rubber 4. At 5 a ventilation of this room is foreseen. The Messelentent is arranged with a security ring on the outer circumference 6 made of metal. According to his training, the measuring element is suitable for Absorption of lateral forces and / or tensile forces and especially of anomalous lateral forces or tensile forces that can often occur in such measurements.

Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Zusammendrückung eines Messelements und der Grösse der Last in Tonnen. Die Zusammendrückung in mm ist mit einem Faktor X multipliziert, wo X von der Qualität und Härte des Gummis abhängig ist. Rechts in Fig. 2 ist auch die Volumenverminderung in cm³ bei Belastung gezeigt. Hier sind die Ziffern mit einem Faktor Y multipliziert, welcher von der Basis und der Höhe der eingeschlossenen Messflüssigkeit abhängig ist. Im linken Teil der Figur ist die normale Belastung des Messelementes gezeigt, während der rechte Teil der Figur angibt, wenn das Stosselement bei Ueberbelastungen oder Stosslasten in Funktion tritt. Fig. 2 shows the relationship between the compression of a Measuring element and the size of the load in tons. The compression in mm is with multiplied by a factor X, where X depends on the quality and hardness of the rubber is. On the right in Fig. 2, the decrease in volume in cm³ is also shown under load. Here the digits are multiplied by a factor Y, which is derived from the base and depends on the level of the enclosed measuring liquid. In the left part of the figure the normal load on the measuring element is shown, while the right part of the Figure indicates when the shock element is in function in the event of overloads or shock loads occurs.

Fig. 10 zeigt die Scha]tung sechs verschiedener Messeleitiente, die zweckmässigerweise über (oder unter) den RSädern eines Fahrzeuges oder einer anderen Last mit mehreren tIesspunkten angebracht sind. Die Flüssigkeitsräzae stehen über ihre Rohranschlüsse (siehe 2 in Fig. 1) mit einer gemeinsenen Messflüssigkeitsleitung 7 in Verbindung, welche zu einem zentralen Volumenmesselement 8 führt, in dem sich die gesamte Last leicht als Funktion der aus den verschiedenen Messelementen insgesamt verdrängten Messfiüssigkeit messen lässt. An die zentrale Messleitung ist auch ein Stosselement 9 angeschlossen, dessen Funktion unten im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert ist. Messflüssigkeit wird auch aus einem Behälter 10 zugeführt, siehe Fig. 10. Bei 11 in Fig. 10 ist ein Lüftungsventil zur Belüftung des Systems gezeigt. Fig. 10 shows the circuit of six different exhibition organizers who expediently above (or below) the R-wheels of a vehicle or another Load with several measuring points are attached. The liquids protrude their pipe connections (see 2 in Fig. 1) with a common measuring liquid line 7 in connection, which leads to a central volume measuring element 8 in which the total load easily as a function of the total from the various measuring elements displaced measuring liquid can be measured. There is also a Connected push element 9, the function of which is explained below in connection with FIG is. Measuring liquid is also supplied from a container 10, see Fig. 10. At 11 in Fig. 10 is shown a vent valve for venting the system.

Fiy. 11 zeigt eine alternative Ausführungsform, wo ein besonderes Messystem für die Vorderachse bzw. Hinterachse (Drehschemel) eines Lastfahrzeugs vorgesehen ist. Hier wird somit besonders die Belastung vorn und hinten an den Radachsen gemessen. Fiy. 11 shows an alternative embodiment where a special Measuring system for the front axle or rear axle (turntable) of a truck is provided. The front and rear loads on the wheel axles are particularly high here measured.

In Fig. 3 ist die zentrale Messeinheit gezeigt, die u.a. eine Druckdose der auf dem Markt allgemein bekannten Art enthält. Die Dose hat einen Rohrstutzen 12 für die gemeinsame Druckmittelleitung 7 (siehe Fig. 10), welcher Stutzen zu einem mittleren Flüssigkeitsraum 13 führt, der von einer Gummimembran 14 nach unten begrenzt ist. Gegen die Membran wirkt eine Rückführfeder 15 der üblichen Art. Die Rückführfeder ist um eine Spindel 16 gewickelt, die über Lenker 17 mit einem Messwerk 18 zum Anzeigen der gesamten Last in Verbindung steht. In Fig. 3 the central measuring unit is shown, including a pressure cell of the type well known on the market. The box has a pipe socket 12 for the common pressure medium line 7 (see Fig. 10), which nozzle to a central liquid space 13 leads, which is limited by a rubber membrane 14 downwards is. A return spring 15 of the usual type acts against the diaphragm. The return spring is wound around a spindle 16, which is connected via handlebars 17 to a measuring mechanism 18 for displaying the entire load.

Fig. 4 zeigt eine Druckdose, hier als Stosselement bezeichnet, mit einem Rohrstutzen 18 für die zentrale Leitung 7, siehe Fig. 10. Fig. 4 shows a pressurized can, here referred to as a push element, with a pipe socket 18 for the central line 7, see FIG. 10.

Auch dieser Stutzen ist mit einer Gummimeinbran 19 sowie einer Gegendruckfeder 20 von steiferer Art versehen. Die Belüftung des Federraumes lässt sich bei- 21 vorsehen, und das Stosselement kann mittels Befestigungsösen 22 befestigt werden.This connection piece is also provided with a rubber membrane 19 and a counter-pressure spring 20 of a more rigid type. The ventilation of the spring chamber can be 21 provide, and the pushing element can be fastened by means of fastening eyes 22.

Fig. 3 zeigt gleichfalls Befestigungsösen, von denen die linke 23 einen Schlitz hat, der eine Grobeinstellung ermöglicht. Auch das Lenkersystem 17 ist mit einer Einstellvorrichtung zum Kalibrieren der Vorrichtung versehen. Das Messwerk in Fig. 3 ist im übrigen der üblichen Art, weshalb sich eine nähere Beschreibung desselben erübrigt. Die Funktion ist aus Fig. 3 völlig klar ersichti'ich. Die Vorrichtung lasst sich selbstverständlich mit einem bei Ueberbelastungen ausgelösten Signal od.dgl. ergänzen In Fig. 5, 6, 7 sind verschiedene Anbringungen der Messeleinente gezeigt. Aus diesen Figuren ist ebenfalls ersichtlich, die die Last dabei verteilt werden wird. Die gesamte Last ist hier mit P bezeichnet. Aus den Ziffern geht somit die Grösse der Last anteile hervor, die die verschiedenen Messpunkte in diesen Systemen belasten werden. Fig. 7 zeigt die Anbringung an einem Hebeglied, wo zwei Messpunkte P1 und P2 zum Messen der Last P vorgesehen sind. Fig. 3 also shows fastening eyes, of which the left 23 has a slot that allows coarse adjustment. Also the handlebar system 17 is provided with an adjustment device for calibrating the device. That Measuring mechanism in Fig. 3 is otherwise of the usual type, which is why a more detailed description the same is unnecessary. The function is completely clear from FIG I see. The device can of course be triggered by an overloaded device Signal or the like. add In Fig. 5, 6, 7 are different attachments of the Messeleinente shown. These figures also show how the load is distributed will be. The entire load is denoted by P here. So from the digits goes the size of the load components that the various measuring points in these systems will burden. Fig. 7 shows the attachment to a lifting link where two measuring points P1 and P2 are provided for measuring the load P.

X und Y in den Figuren geben hier die bekannten Eigengewichte an.X and Y in the figures indicate the known dead weights here.

Fig. 8 zeigt, wie Kesselemente, gemäss Fig. 10 oder 11 geschaltet, unter den Rädern angeordnet werden können. Hier sind verschiedene Messelemente Pl, P2, P3 und P4 unter den Radern angeordnet und man erhält somit mit diesen, nach Fig. 10 geschaltet, ein Mass der gesamten Last P. In der Figur gibt X hier das bei nute Eigengewicht an. Fig. 8 shows how boiler elements, connected according to Fig. 10 or 11, can be arranged under the wheels. Here are various measuring elements Pl, P2, P3 and P4 are arranged under the wheels and you get with these, after Fig. 10 switched, a measure of the total load P. In the figure, X indicates this nute dead weight.

Fig. 9 zeigt eine im Boden montierte Waaye mit sechs Messpunkten P1, P2, P3, P4, P5 und Ps, die beispielsweise nach Fig. 10 geschaltet sind. Es leuchtet ein, dass eine ungleichmassige Lastverteiluny hier von keiner Bedeutung ist, da das Volumenmesselement die Suinme der Lasten von den bezüglichen Messelementen Pl, P2, P3, P4, P5 und P6 misst. In der Figur gibt X hier das bekannte Eigengewicht an. 9 shows a floor-mounted waaye with six measuring points P1, P2, P3, P4, P5 and Ps, which are connected according to FIG. 10, for example. It glows one that an uneven load distribution is of no importance here, there the volume measuring element is the sum of the loads from the related measuring elements Pl, P2, P3, P4, P5 and P6 measures. In the figure, X is the known dead weight at.

Das Messwerk gemäss Fig. 3 ist mit einer Aus- und Einschaltvorrichtung sowie einer Fein- und Nullstellvorrichtung für u.a. The measuring mechanism according to FIG. 3 is equipped with a switch-off and switch-on device as well as a fine and zero setting device for i.a.

Temperaturausgleich ausgerüstet. Das Messwerk kann, wie oben erwähnt, auch mit einem einstellbaren, bei Ueberbelastungen ausgelösten Signal versehen werden.Equipped with temperature compensation. As mentioned above, the measuring mechanism can can also be provided with an adjustable signal triggered in the event of overload.

Das Stosselement nach Fig. 4 ist mit einem solchen Volumen auszubilden, dass es sich der Höchstlast anpasst, die bei Stossbelastung vorkommen kann, was grundsätzlich der Summe der Messflüssigkeitsvolumina der Messelementgruppe gleich ist. The pushing element according to Fig. 4 is to be designed with a volume such that that it adapts to the maximum load that can occur in the event of a shock load, what basically equal to the sum of the measuring liquid volumes of the measuring element group is.

In Fig. 12 ist eine alternative Ausführungsforin des in Fig. 1 gezeigten Messelementes dargestellt. In dem Raum 1, der im Messelement gemäss Fig. 1 mit Druckmittel gefüllt ist, ist in diesem Falle ein elektrischer Geber 11 montiert. Dieser Geber 11 ist von der Art, dass er ein der Belastung entsprechendes Messignal an eine Leitung 12 abgibt, die durch eine öffnung 13 im Messelement an eine zentrale Messeinheit geführt ist, in welcher das Messignal zu den Messignalen der übrigen Messelemente addiert wrd, damit ein Mass der gesamten Belastung erhalten wird. Der Geber 1!. ist unter Verwendung von mit Kugeln versehenen Schrauben im Messelemeint derart montiert, dass er nicht den auf das Messelement wirkenden Seiterkräften ausgesetzt wird. Referring to FIG. 12, there is an alternative embodiment of that shown in FIG Measuring element shown. In the space 1, which is in the measuring element according to FIG. 1 with pressure medium is filled, an electrical transmitter 11 is mounted in this case. This giver 11 is of the type that it sends a measurement signal corresponding to the load to a line 12 emits which through an opening 13 in the measuring element to a central measuring unit is performed, in which the measurement signal to the measurement signals of the rest Measuring elements are added so that a measure of the total load is obtained. Of the Encoder 1 !. is meant using bolts with balls in the mess element mounted in such a way that it is not exposed to the lateral forces acting on the measuring element will.

Der Geber 11 kann selbstverständlich ein Geber von der Art sein, die ein der Zusammendrückung des Messelements entsprechendes Messignal abgibt, wie z.B. ein induktiver Geber. Dabei ist das elastische Material 4 lasttragend. Er kann jedoch auch ein Geber von der Art sein, die ein der auf das Messelement wirkenden Druckkraft entsprechendes Messignal abgibt, wie z.B. ein Fadendehnungsgeber, welcher ohne wesentliche Zusammendrückung die Last trägt Im letzteren Falle erfüllt das elastische Material lediglich die Aufgabe, die auf das Messelement einwirkenden Seitenkräfte auf zum nehmen. The encoder 11 can of course be a encoder of the type which emits a measurement signal corresponding to the compression of the measurement element, such as e.g. an inductive encoder. The elastic material 4 is load-bearing. He can however, it can also be a transmitter of the type that acts on the measuring element Pressure force emits the corresponding measurement signal, such as a thread elongation sensor, which bears the load without substantial compression.In the latter case, this is met elastic material only has the task of acting on the measuring element Side forces to take.

Claims

PATENT CLAIMS Device for measuring loads of several Measuring points, e.g. 3. on a vehicle using a load-bearing nettle element in each measuring point, characterized in that each Resselemnnt an elastic Material, such as rubber, to accommodate the side collar acting on the measuring element contains.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the elastic material in each measuring element in angled or zigzag shape Spaces is arranged so that side forces but also pressure forces and shear forces can be included.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that each Measuring element is secured on its outer circumference by a safety ring to also Absorb tensile forces.

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that that the elastic material in each measuring element also acts on the measuring element Pressure forces aufninunt and has a space, the volume of which increases due to Load increased compression of the measuring element decreases, so that the load by adding the displaced volumes of one of the named spaces in all measuring elements executing pressure medium is measurable.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by a to the rooms shock element connected to all measuring elements, which is used in the event of a shock load Shock waves to be compensated in the pressure medium filling these spaces.

6. Device according to one of claims 1-3, characterized aekoanzeich, that each measuring element contains an electrical transmitter, which is one of the compression emits an electrical signal that is dependent on the measuring element and is mounted in the measuring element in this way is that it is not loaded by side forces acting on the measuring element.

7. The device according to claim 1, characterized in that each The measuring element contains a load-bearing, pressure-sensitive electrical transmitter, the one dependent on the compressive force of the load on the Nesselement electrical Emits signal and is mounted in the measuring element in such a way that it does not affect the measuring element acting lateral forces is loaded.