DE3026003A1

DE3026003A1 - Vorrichtung zum messen von unebenheiten einer strassenoberflaeche

Info

Publication number: DE3026003A1
Application number: DE19803026003
Authority: DE
Inventors: Ragnar Malcus Haerdmark; Bror Anders Soeren Hanberger
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1981-01-29
Also published as: JPS5619405A; GB2054858B; SE7906019L; GB2054858A; SE417871B; US4328622A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

professional representatives before the european patent office agrees pres l'office europeen des brevets

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dr.-ing. pxanz vuesthoff

dr. phil.preda vuesthoff (1927-1956)

DIPL₁-INCGEKhARD puls (1952-1971)

dipl.-chem. dr. e. freiherr von pechmann dr.-ing. dietes. behrens dipl.-ing.; dipju-virtsch.-ing. rupert goetz

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 6620 ji

TELEGRAUM: PROTECTPATENT

telex: j24070
9.JuIi 1980

Patentanmeldung

Anmelderin: SAAB-SCANIA AKTIEBOLAG

S-15187 Södertälje, Schweden

Titel:

Vorrichtung zum Messen von Unebenheiten einer Straßenoberfläche

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DR.-ING. FRANZ PATENTAN WALTE _{DR pHIL pREDA}

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICS DR.-ING. DIETER BEHRENS

UANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROFEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL₁-VIRTSCh₁-INCRUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

1A-53 781 · telefon: (089) 6620 ji

telegramm: frotectpatent telex: j 24 070

Beschreibung

Vorrichtung zum Messen von Unebenheiten einer Stra3enoberflache

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Unebenheiten einer Straßenoherflache, die an einem Fahrzeug anbringbar ist und eine Anzahl von Meßarmen mit freien Enden aufweist. Diese sind nebeneinander in gleichmäßigen Abständen über die ganze Breite des Fahrzeugs verteilt schwenkbar abgestützt,und an den freien Enden der Meßarme sind Räder vorgesehen, die beim Messen mit der Straßenoberfläche federnd nachgiebig in Eingriff treten,,

• Es ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der die Meßarme von Platten- bzw. Blattfedern gebildet sind, die an ihren freien Enden Rollen haben, welche durch den Federdruck gegen den Unterbau bzw. Untergrund gedruckt werden. Durch das Wahrnehmen der Ausschläge eines solchen Meßarmes kann in einer nicht im einzelnen offenbarten Weise ein Wert der Ebenheit des Untergrundes erhalten werden. In dem Bemühen zu praktischen Formen einer solchen Vorrichtung zu kommen, führt die blattfederartige Konstruktion der Meßarme zu Schwierigkeiten, da nicht gleichzeitig eine robuste, feste

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und "biegsame, nachgiebige Ausführungsform erzielt werden kann. Diese Anforderungen müssen aber erfüllt sein, wenn ein "befriedigendes Meßergebnis "bei Messungen mit hoher Geschwindigkeit erhalten werden soll. Außerdem erfordert die Wahrnehmung von Durchbiegungen oder Ausschlägen der Meßarme eine Konstruktion, die Einwirkungen von außen ausgesetzt ist_# welche unter Umständen zu Funktionsstörungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die die Erfordernisse hinsichtlich robuster Konstruktion und funktionsmäßig zuverlässiger Meßwandleranordnung erfüllt, welche von einer für Messungen mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten von z.B. mindestens 70 km/h bestimmten Meßvorrichtung erwartet werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Meßarm in einem am Fahrzeug festangebrachten Meßgehäuse bzw. einer Meßzelle schwenkbar angebracht und von mindestens einer eigenen Feder gegen die Straßenoberfläche gedrängt wird, wobei im Meßgehäuse bzw. in der Meßzelle eine Platten- bzw. Blattfeder vorgesehen ist, die zu Durchbiegungen bzw. Ablenkungen im Verhältnis zur Schwenkbewegung des Meßarmes veranlaßt wird. Diese Blattfeder ist mit mindestens einem Dehnungs- bzw« Spannungsmesser versehen, welcher die Ausschläge wahrnimmt und ein Signal proportional zur genannten Schwenkbewegung erzeugt. Dies Signal wird von einer elektronischen Einheit empfangen, die in Abhängigkeit von diesem Signal Ausgangsdaten erzeugt, welche die Ebenheit der Straßenoberfläche wiedergeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist damit eine mit Spannungsmessern versehene Blattfeder in den Schutz einer Meßzelle gestellten der sie durch die schwenkbare Anbringung des Meßarmes betätigt wird. Infolgedessen ist es möglich, den Meßarm entsprechend den hohen Anforderungen an seine Stabilität auszubilden, ohne daß die Meßfähigkeit der

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Vorrichtung darunter leidet.

Mit der Erfindung wird eine Torrichtung zum Messen von Unebenheiten eines Untergrundes oder Unterbaust. B« einer Landstraße oder Schnellstraße,geschaffen» Diese Vorrichtung ist an einem Fahrzeug befestigt und weist eine Vielzahl schwenkbar angebrachter Meßarme auf, die in gleichmäßigen Abständen, nebeneinander über die ganze Breite des Fahrzeugs verteilt und deren freie Enden so angeordnet sind, daß sie beim Messen mit dem Untergrund federnd nachgiebig in Eingriff treten. Jeder Meßarm ist in einer Meßzelle schwenkbar angebracht, in der eine Blattfeder mit dem Meßarm zusammenwirkt. Diese Blattfeder ist mit Spannungsmessern versehen/ so daß beim Schwenken des Meßarms gegenüber der Meßzelle infolge der Unebenheit des Untergrundes die Blattfeder einen entsprechenden Ausschlag erfährt, den die Spannungsmesser wahrnehmen, die daraufhin ein Ausgangs signal im Verhältnis zum Ausmaß der Schwenkbewegung an eine elektronische Einheit abgeben, in der elektronischen Einheit wird das Signal in Ausgangsdaten umgewandelt, die die Ebenheit der Oberfläche des Untergrundes darstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Me ßvorrichtung;

Pig. 2 den waagerechten Schnitt II-II in Fig. 1 durch eine Meßzelle der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt in der senkrechten Symmetrieebene der Meßzelle.

Fig. 1 zeigt, wie die Meßvorrichtung 1 vorne an einem Motorfahrzeug 2 unter einem am Fahrzeug befestigten Stoßfänger 3 angebracht ist. Die Meßvorrichtung 1 erstreckt sich

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in Querrichtung über die ganze Breite des Motorfahrzeugs 2 und ist mit einziehbaren Endteilen versehen, die, wenn sie ihre Betriebsstellung einnehmen, der Meßvorrichtung eine Breite von ca. 2,5 m geben. Bei eingezogenen Endteilen reicht die Meßvorrichtung bis zu den beiden Seiten des Motorfahrzeugs 2.

Die Meßvorrichtung ist an einem tragenden Teil in Form eines sich in Querrichtung erstreckenden, rohrförmigen Trägers 4 abgestützt und von zwei symmetrisch am Fahrzeug befestigten Konsolen 5 getragen. Der Träger 4 ist gegenüber den Konsolen 5 und einem Arbeitszylinder schwenkbar angebracht, der hier zwar nicht gezeigt ist, sich aber zwischen dem Fahrzeug und dem Träger 4 erstreckt, um bei seiner Betätigung die Schwenkbewegungen des Trägers 4 zu bewirken. Der Träger 4 kann die eine oder andere von zwei Stellungen einnehmen, und zwar eine obere Stellung, die die Ruhestellung der Meßvorrichtung darstellt (siehe Figo 1) und eine untere Stellung, bei der es sich um die Meßstellung der Meßvorrichtung handelte

Am Träger 4 ist eine Anzahl von Meßgehäusen bzw_o Meßzellen 6 befestigt, in denen jeweils ein schwenkbar angebrachter Meßarm 7 abgestützt ist. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind 26 Meßarme 7 und Meßzellen 6 vorgesehen. An jedem Meßarm 7 ist eine mit diesem zusammenwirkende Schraubenfeder 8 befestigt, die andererseits an einer Welle 9 schwenkbar angebracht ist, welche am unteren Teil der Meßzelle 6 angeordnet und mit einer Rolle versehen ist. Wenn sich die Meßvorrichtung in Ruhestellung befindet, drängt die Schraubenfeder 8 den Meßarm 7 in Eingriff mit einem hier nicht gezeigten festen Anschlag an der Meßzelle 6. Wenn die Meßvorrichtung sich in Meßstellung befindet, stellt die Schraubenfeder 8 sicher, daß das freie Ende des Meßarms 7 am untergrund anliegt, wobei der ortsfeste Anschlag dann lediglich als Begrenzung für die Schwenkbewe-

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gung des Meßarms 7 dient.

Am freien Ende des MeßarmB 7 ist ein ziemlich kleines Rad 11 drehbar gelagert, welches das Anliegen des Meßarms 7 am Untergrund "bei Bewegungen des Fahrzeugs erleichtert und das freie Ende des Meßarms 7 vor Verschleiß schützt.

In Fig. 2 ist erkennbar, wie am Meßarm 7 an beiden Seiten der Meßzelle 6 vorgesehene Wangenplatten 14 gegenüber der Meßzelle 6 mit Hilfe einer zusammengesetzten Welle

15 schwenkbar angebracht sind, die gegenüber der Meßzelle 6 mit Hilfe von Kugellagern 16 Schwenkbewegungen ausführen kann. Die Wangenplatten 14 sind auf den mit G-ewinde ausgebildeten Enden der Welle 15 mit Hilfe von Muttern 17 und Beilagscheiben 18 drehfest gehalten. Die Mutter 17 drängt die Wangenplatte 14 am entsprechenden Ende in Anlage an eine Abstandshülse 19, die über den Innenring des Kugellagers

16 an einer an der Welle 15 ausgebildeten Schulter 20 anliegt.

Die Welle 15 ist in zwei Endteile 21, 22 unterteilt, welche durch ein im wesentlichen als Halbzylinder ausgebildetes Abstandsstück 23 und einen exzentrisch angeordneten Zapfen 24, welcher ein Kugellager 25 trägt, zusammengehalten sind. Am Außenring des Kugellagers 25 liegt eine Blattfeder 30 mit ihrem freien Endbereich an, siehe Fig. 3. Das andere Ende der Blattfeder 30 ist mittels hier nicht gezeigter Schraubbolzen fest zwischen zwei durch gleichfalls nicht gezeigte Schraubbolzen zusammengehaltene Teile 31, 32 einer an der Meßzelle 6 befestigten Eicheinheit 33 geklemmt. Die Eicheinheit ist von außerhalb der Meßzelle 6 durch eine mit einem hier nicht gezeigten Deckel verschließbare Öffnung 34 für Einstellzwecke zugänglich.

Die Eicheinheit 33 ist gegenüber der Meßzelle 6 um eine Welle 35 schwenkbar angebracht, und ihre Stellung ge-

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genüber der Meßzelle 6 ist von zwei Stellschrauben 37, 38 "bestimmt, die rechtwinklig zueinander angeordnet und mittels Muttern 36 zu sichern sind. Hierdurch läßt sich der Eingriff der Blattfeder 30 am Kugellager 25, welches als Exzenter wirkt, verstellen.

An den entsprechenden Seiten der Blattfeder 30 sind Spannungsmesser 39 "befestigt, welche die Biegungen der Blattfeder 30 wahrnehmen, die zur Drehbewegung des Exzenters und damit zu den Bewegungen des Meßarmes 7 infolge der Unebenheit des Untergrundes direkt proportional sind. Die Spannungsmesser 39 sind in einer hier nicht gezeigten Weise mit einer im Fahrzeug eingebauten, nicht gezeigten elektronischen Einheit verbunden, in der Eingangssignale der Spannungsmesser 39 an allen Meßarmen 7 in Ausgangsdaten umgewandelt werden, welche das Profil des Untergrundes wiedergeben.

Jede Meßzelle 6 ist am Träger 4 mittels einer Schraube 40 angebracht, und diese Anordnung ermöglicht gemeinsam mit der vorteilhaften Anbringung der Meßvorrichtung an der Vorderseite des Fahrzeugs eine einfache Wartung der Meßzellen 6 und der Meßarme 7 sowie Reparaturarbeiten an denselben. Am Träger 4 ist ein Gewinderohr 41 angeschweißt, welches sich durch eine in der Meßzelle 6 vorgesehene freie öffnung 42 erstreckt. Die Schraube 40 ist in das Gewinderohr 41 eingeschraubt und liegt über einen Abstandskragen 43 an der Meßzelle 6 an, um den Träger 4 in exakt bestimmten Eingriff gegen an der Meßzelle 6 vorgesehene Stützen 44 zu drücken.

Eine Meßvorrichtung gemäß der Erfindung bietet also einen robusten Aufbau, denn die Meßwandler sind geschützt in ein Gehäuse, d.h. in eine Meßzelle 6 eingebaut. Deshalb ist die Gefahr von Funktionsstörungen selbst dann gering, wenn Messungen bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten

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vorgenommen werden. Außerdem ermöglicht jede Meßzelle ein einfaches Eichen der Wandler einheit, und für Wartungs- oder Reparaturarbeiten ist jede Meßzelle zusammen mit dem zugehörigen Meßarm 7 leicht vom !Träger 4 abnehmbar.

Es ist auch möglich, ein Ende der Blattfeder 30 an der Welle zu befestigen, während ihr freier Endbereich mit einer an der Meßzelle 6 befestigten Stützeinrichtung zusammenwirkt, wenn die Welle rotiert. -

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Claims

Patentansprüche

γ 1 .) Vorrichtung zum Messenvöm-iÄiebenheiten einer Straßenoberfläche, die an einem Fahrzeug angebracht ist und eine Anzahl von Meßarmen mit freien Enden aufweist, welche nebeneinander in gleichmäßigen Abständen über die Breite des Fahrzeugs verteilt schwenkbar abgestützt sind und deren freie Enden mit Rädern versehen sind, die beim Messen federnd nachgiebig an der Straßenoberfläche anliegen, dadurch gekennz e ichne t, daß jeder M.eßarm (7) in einer am Fahrzeug festangebrachten Meßzelle (6) schwenkbar angebracht und mittels mindestens einer getrennten Feder (8) gegen die Straßenoberfläche gedrängt ist, und daß in der Meßzelle (6) eine Blattfeder (30) vorgesehen ist, die proportional zur Schwenkbewegung des Meßarmes (7) abbiegbar und mit mindestens einem Spannungsmesser (39) zum Wahrnehmen der Abbiegung und zum Erzeugen eines Signals proportional zur Schwenkbewegung versehen ist, und daß eine elektronische Einheit vorgesehen·ist, die das Signal empfängt und in Abhängigkeit von demselben Ausgangsdaten erzeugt, welche die Unebenheit der Straßenoberfläche darstellen,.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Meßarm

eine Meßzelle (6) Torgesehen ίεΐ_ο

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3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch ge kennzeichnet, daß die Blattfeder (30) an einem Ende in einer an der Meßzelle (6) verstellbar angebrachten Eicheinheit (33) fest eingeklemmt ist, und daß das andere Ende der Blattfeder (30) frei in Eingriff steht mit einem an der Halterung des Meßarmes (7) in der Meßzelle (6) angeordneten Exzenter.
4« Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichne t, daß in der Halterung des Meßarms (7) eine drehfest mit dem Meßarm (7) verbundene Welle vorgesehen ist, die zwei axial voneinander getrennte Teile (21, 22) aufweist, welche mittels einer exzentrisch angebrachten Zwischenwelle (24) miteinander verbunden sind, auf der ein Kugellager (25) angebracht ist, an dem das freie Ende der Blattfeder (30) anliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßzelle (6) mittels einer Schraube (40) an einem sich quer zum Fahrzeug erstreckenden Träger (4) befestigt ist.

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