DE4204066A1 - Messanordnung zur ermittlung des ladungsgewichtes eines fahrzeugs, insbesondere eines anhaenger-fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zur Ermittlung des Ladungs­ gewichtes eines Fahrzeugs, insbesondere eines Anhänger-Fahrzeugs, mit wenigstens einer einen Fahrzeugrahmen tragenden gefederten Achse, wobei die ladungsgewichtsproportionale Durchfederung der Achse(n) gegenüber dem Fahrzeugrahmen zur Ermittlung des Ladungs­ gewichtes herangezogen wird.

Die Straßenverkehrsordnung in Verbindung mit der typengebundenen Zulassung eines Fahrzeugs, worunter auch Fahrzeuganhänger verstanden werden, schreibt zwingend eine höchstzulässige Grenze des Ladungs- bzw. Zuladungsgewichtes vor. Eine Überschreitung dieses zulässigen Zuladungsgewichtes beim Straßenverkehr ist ein Sicherheitsrisiko und wird als schwerwiegender Verstoß gegen die Straßenverkehrsord­ nung eingestuft und entsprechend bestraft.

Halter und Betreiber von Anhänger-Fahrzeugen, worunter bspw. auch Wohnwagen-Anhänger fallen, sind in vielen Fällen daran interessiert, einerseits das zulässige Ladungsgewicht ihres Fahrzeuges möglichst weitgehend zu nutzen, andererseits aber eine Überschreitung der zulässigen Gewichtsgrenze zu vermeiden. Bisher stand insbesondere der Stadtbewohner diesem Problem hilflos gegenüber. An entsprechen­ den Wägeeinrichtungen verfügen zumeist nur größere Firmenunter­ nehmungen. Die in Ortschaften früher vielfach anzutreffenden Gemein­ dewaagen sind heute nur noch selten anzutreffen. Sie nützen aber auch einem Fahrzeughalter im Augenblick der Beladung nichts, dar­ überhinaus ist es ihm aber auch nicht zumutbar, während eines Beladungsvorganges eine solche öffentliche Wägeeinrichtung, gäbe es sie denn in der Nähe, anzufahren um einmal oder mehrmals das Ladungsgewicht seines Fahrzeuges zu überprüfen.

Deswegen besteht in vielen Fällen das dringende Bedürfnis, am Fahrzeug selbst eine eigenständige Möglichkeit zur Kontrolle des Ladungsgewichtes zu besitzen und problemlos zu jeder Zeit den Beladungszustand des Fahrzeuges sicher überprüfen zu können.

Bisher sind derartige Meßanordnungen nach der Erfahrung des Anmel­ ders nicht bekannt geworden. Zwar verfügen bspw. schwere Lastanhän­ ger über eine Luftkissenfederung, deren Betriebsdruck für eine Gewichtsbestimmung herangezogen werden könnte. Dies würde allerdings bedingen, daß jedes der vielen Luftkissen eines Fahrzeugs an eine eigene Druckmeßeinrichtung angeschlossen wäre, woraus dann vorzugs­ weise über einen Computer eine Gesamtlast berechnet werden könnte. Der hierfür erforderliche Aufwand wäre aber kaum vertretbar. Weil aber gerade bei Schwerlast-Anhängern der Massenschwerpunkt je nach Ladungsanordnung verlagert werden kann, ergibt ein allen Luftkissen gleichmäßig zugeordneter Luftdruck keine gültige Aussage über das Gesamtgewicht, weil immer nur die zufällig am stärksten belastete Achse die Druckhöhe des Systems bestimmt.

Ähnlich verhält es sich mit hydropneumatisch Federungen, wobei diese auch noch fallweise zur Höheneinstellung des Fahrgestells über Grund herangezogen werden und entsprechend ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur Ermittlung des Ladungsgewichtes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Anhänger-Fahrzeuges anzugeben, mit deren Hilfe das jeweilige La­ dungsgewicht stets und überall problemlos und zutreffend ermittelt werden kann. Die Anordnung soll unkompliziert und robust sowie über längere Betriebszeiten wartungsfrei verfügbar sein und eine Möglich­ keit zur Justierung bzw. Eichung aufweisen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Meßanordnung der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß an mindestens einer Seite der Achse zwischen dieser und dem Fahr­ zeugrahmen mindestens eine als Druckzylinder ausgebildete Kolben­ /Zylinder-Einheit so angeordnet ist, daß aus dieser nach Maßgabe der Durchfederung der Achse Meßflüssigkeit verdrängt wird, daß die Druckzylinder über Zweigleitungen an eine gemeinsame Druckleitung und diese an eine als Meßzylinder ausgebildete Kolben-/Zylinder- Einheit angeschlossen ist, der eine einstellbare Ladungsgewichts- Skala zur Anzeige der dem Ladungsgewicht proportionalen Durchfede­ rung zugeordnet ist.

Die bordeigene Meßanordnung zur Ermittlung des Ladungsgewichtes ermöglicht es dem Halter und Betreiber des Fahrzeugs zu jeder Zeit und an jedem Ort sein Ladungsgewicht zu überprüfen. Die Meßanordnung ist in gewissen Toleranzgrenzen eichfähig und einmalig oder mehrfach justierbar. Dies kann bspw. auf bewährte Weise dadurch geschehen, daß das zunächst leere Fahrzeug nacheinander mit Eichgewichten beladen und danach die Anzeige-Skala entsprechend ausgefertigt wird. Dann wird die Meßeinrichtung für eine längere Betriebsdauer unver­ ändert und richtig funktionsbereit sein. Sollte im Verlaufe von längeren Betriebszeiten die Federung der Achsen etwa ermüden, dann läßt sich in gleicher Weise wie bei der ersten Eichung das System der Meßanordnung nacheichen bzw. nachjustieren.

Die Meßanordnung ist weiterhin umkompliziert, weil sie aus wenigen sehr robusten Elementen besteht, die beim heutigen Entwicklungsstand der Hydrauliktechnik mit wirtschaftlichen Mitteln herstellbar und am Fahrzeug anzuordnen sind.

Weil es sich bei den Druckzylindern und dem Meßzylinder um hydrauli­ sche Einheiten handelt, sind diese bei entsprechender Ausgestaltung und Dimensionierung in der Lage, die Funktion der üblichen Stoßdämp­ fereinrichtungen zu übernehmen. Sie sind, ebenso wie Stoßdämpfer zu beiden Seiten einer starren Achse zwischen dieser und dem Fahr­ zeugrahmen angeordnet und üben infolge Verdrängung von Druckflüssig­ keit bei jedem Einfederungsvorgang eine starke Dämpfungswirkung auf das Fahrgestell aus. Auf diese Weise können bei entsprechender Dimensionierung die bisher verwendeten Stoßdämpfer kleiner dimensio­ niert werden oder gar in Fortfall kommen bzw. gegen die Meßanordnung zur Ermittlung des Ladungsgewichtes ausgetauscht werden. Hierdurch werden die Investitionskosten für diese Meßanordnung größtenteils relativiert. Eine Ausgestaltung sieht vor, daß die Skala in Ge­ wichtseinheiten eichbar und vorzugsweise mit einer die zulässige Grenze des Ladungsgewichtes markierenden Endmarke ausgebildet ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Meßanordnung dadurch, daß der Meßzylinder und die damit zusammenwirkende Skala an ganz belie­ biger Stelle des Fahrzeugrahmens angeordnet werden können.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß an einem Zweiachs-Anhänger vor­ zugsweise beide Achsen mit jeweils zwei je rechts und links angeord­ neten Druckzylindern ausgestaltet und diese über je eine Zweileitung an eine mit dem Meßzylinder verbundende Druckleitung angeschlossen sind.

Im Gegensatz zu einer Luftkissenfederung, bei welcher eine unbe­ stimmte Schwerpunktslage des Ladegutes eine genaue Gesamtgewichtser­ mittlung aus der zentralen Luftdruckeinstellung nahezu unmöglich macht, ergibt das der Meßanordnung zugrundeliegende Prinzip zur Ge­ wichtsbestimmung über die lastabhängige Verdrängung einer Meßflüs­ sigkeit aus mehreren unterschiedlich belasteten Druckzylindern einen richtig anzeigenden integralen Meßwert am Meßzylinder. Daraus resultiert ein wesentlicher Vorteil der Erfindung.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind entsprechend den Unter­ ansprüchen vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von in der Zeichnung schema­ tisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht eines Einachs-Anhängers mit ange­ bauter Meßanordnung;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Zweiachs-Anhängers mit Meßanordnung;

Fig. 3 ein Schaltschema der Meßanordnung gemäß Fig. 2;

Fig. 4a eine Seitenansicht eines Druckkolbens;

Fig. 4b den Druckkolben gemäß Fig. 4a im Längsschnitt;

Fig. 5a einen Längsschnitt durch den Meßzylinder;

Fig. 5b den Meßzylinder in Seitenansicht.

Der in der Fig. 1 dargestellte Einachs-Anhänger 1, weist einen Fahrgestell-Rahmen 2 mit einer Ladepritsche 3 auf. Der Fahrgestell- Rahmen 2 wird von der gefederten Achse 4 getragen. Diese ist an einem torsionsgefederten Gelenk 5 befestigt und führt ladungsge­ wichtsproportionale Durchfederungsbewegungen relativ zum Fahrge­ stell-Rahmen 2 aus. Am torsionsgefederten Gelenk 5 ist an jeder Seite des Anhängers 1 eine torsionssteif angeordnete Schwinge 6 angebracht. An diesen Schwingen 6 sind jeweils Druckzylinder 7 angeordnet. Jeder Druckzylinder 7 ist einerseits mit seiner be­ weglichen Zugstange 8 an der Schwinge 6 und andererseits mit der unbeweglichen Zugstange 9 am Fahrgestell-Rahmen 2 angelenkt. Der Druckzylinder 7 ist an die Druckleitung 10 angeschlossen und über diese in hydraulischer Verbindung mit dem Meßzylinder 11. Dieser ist am Fahrgestell-Rahmen 2 fest angeordnet. Er weist eine bewegli­ che Kolbenstange 13 auf, welche nach Maßgabe der von den Druckzylin­ dern 7 verdrängten Meßflüssigkeit mehr oder weniger aus dem Zylin­ derkörper 14 herausragend austritt und mit einem Zeiger 15 an der Skala 12 das Beladungsgewicht anzeigt.

Aus den Fig. 1 und 2 und insbesondere aus dem Schaltschema der Fig. 3 ist erkennbar, daß jede als Druckzylinder 7 ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit so ausgebildet und angeordnet ist, daß aus dieser nach Maßgabe der Durchfederung der Achse 4, 5 Meßflüssigkeit verdrängt wird. Dabei sind die Druckzylinder 7a bis 7b über Zweig­ leitungen 16a bis 16b (Fig. 3) an eine gemeinsame Druckleitung 10 angeschlossen. Diese steht ihrerseits mit dem Flüssigkeitsraum 17 des Meßzylinders 11 in druckdichter Verbindung. Sobald die Druck­ zylinder 7a bis 7d Meßflüssigkeit verdrängen, gelangt diese in den Flüssigkeitsraum 17 des Meßzylinders 11 und verdrängt den Meßkolben 18 mit der Kolbenstange 13 und dem Zeiger 15 gegen die Rückstell­ kraft der Feder 19. Dem Meßzylinder 11 bzw. dem Zeiger 15 der Kolbenstange 13 ist eine eichbare Ladungsgewichts-Skala 12 zur Anzeige der dem Ladungsgewicht proportionalen Durchfederung zugeord­ net.

Die Skala 12 ist in Gewichtseinheiten eichbar und vorzugsweise mit einer die zulässige Grenze des Ladungsgewichtes markierenden Endmar­ ke 20 ausgebildet. Meßzylinder 11 und Skala 12 sind zusammen wirkbar am Fahrzeug-Rahmen 2 angeordnet. Dabei ist die Anordnungsstelle innerhalb des Fahrzeuges oder am Fahrzeug-Rahmen frei wählbar, weil sich die Druckleitung 10 problemlos überall hin verlegen läßt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß einem Zweiachs-Anhänger 21 beide Achsen 4a, 4b mit jeweils zwei rechts und links angeordneten Druck­ zylindern 7a bis 7d ausgestattet und diese über je eine Zweigleitung 16a bis 16d an eine mit dem Meßzylinder 11 verbundene Druckleitung 10 angeschlossen sind.

Jeder Druckzylinder 7 weist an einer Seite einen Verdrängerkolben 22 mit einer an diesem angeordneten ausziehbaren Zugstange 8 und an der anderen Seite eine am Körper 24 des Zylinders 7 unbeweglich angeordnete Gegen-Zugstange 9 auf. Diese ist in das Kopfteil 31 mit Gewinde 32 eingeschraubt und trägt am freien Ende vorzugsweise einen Gabelkopf 26. Am entgegengesetzten Ende, am Durchtrittsbereich 27 der ausziehbaren Zugstange 8 befindet sich eine mit Innengewinde­ buchse 28 ausgebildete Flüssigkeitsaustrittsbohrung 29. (Fig. 4b).

Wie die Fig. 5a und 5b zeigen, weist der Meßzylinder 11 an einem Ende eine mit Innengewinde 23 ausgebildete Einlaßbohrung 25 zum Anschluß der Druckleitung 10 an den Flüssigkeitsraum 17 auf. Im Flüssigkeitsraum 17 befindet sich ein gegen eine Rückstellfeder 19 verdrängbarer Kolben 18. Dieser schließt den Flüssigkeitsraum 17 volumenveränderlich ab. Am Kolben 18 befindet sich eine aus dem Zylinder 11 austretbar angeordnete Kolbenstange 13. An deren freiem Ende ist ein mit der Anzeige-Skala 12 zusammenwirkbarer Zeiger 15 angeordnet.

Aus den Zeichnungen und der Beschreibung ist ersichtlich, daß die gesamte Meßanordnung aus sehr einfachen und außerordentlich robusten Elementen zusammengesetzt ist. Dabei könnten die Druckzylinder 7a bis 7d problemlos die Funktion von Stoßdämpfern übernehmen. Denn bei der Verdrängung von Öl in Folge einer Achseinfederung wird in den vergleichsweise engen Strömungsquerschnitten der Zweigleitungen 16a bis 16d bzw. in der Druckleitung 10 ein vergleichsweise hoher Widerstand aufgebaut, der eine starke Dämpfungsübung ausübt. Um kurzzeitige Druckspitzen abzufedern, ist an die Druckleitung 10 ein Dämpfungselement 30 angeschlossen.

Obwohl es sich bei den Druckzylindern 7 sowie beim Meßzylinder 11 um Sonderausführungen von Kolben-/Zylinder-Einheiten handelt, so sind diese doch mit bekannten hydraulischen Elementen wie Zylindern, Kolben, Dichtungselementen ausgestattet und somit problemlos in mit vergleichweise günstigen Kosten herstellbar. Dabei entspricht der technische Aufwand eines Druckzylinders höchstens demjenigen eines Stoßdämpfers und ist eher noch umkomplizierter ausgestaltet als ein Original-Stoßdämpfer. Weil in Folge der Dämpfungswirkung der Meß­ anordnung Stoßdämpfer entfallen können, relativieren sich die Kosten der Meßanordnung im Verhältnis zu einer Standardausführung eines Anhängers ohne Meßanordnung. Wegen dieser günstigen Kostensituation und in Folge der außerordentlich vorteilhaften Funktion der Meß­ anordnung kann von einer optimalen Lösung der eingangs gestellten Aufgabe gesprochen werden.

Es wird betont, daß die im Auführungsbeispiel beschriebene und in den Figuren gezeigte Anordnung des Druckzylinders 7 auch so erfolgen kann, daß die bewegliche Zugstange 8 am Fahrzeugrahmen 2 und die feste Zugstange 9 an der Schwinge 6 angeordnet sind.

Bei einem Blattfedersystem, Schraubenfedersystem oder dergleichen für ein Anhänger-Fahrzeug kann der Druckzylinder in Abänderung zur Fig. 4b auch so ausgestaltet sein, daß der Flüssigkeitsraum mit der verdrängbaren Meßflüssigkeit und die Flüssigkeitsaustrittsbohrung 29 am entgegengesetzten Ende des dargestellten Zylinders 7 befind­ lich sind, also in dem Zylinderbereich zwischen Verdrängerkolben 22 und Kopfteil 31. Solche und andere Ausgestaltungen fallen gleich­ falls unter die beanspruchte Meßanordnung zwischen der Fahrzeugachse 4 und dem Fahrzeugrahmen 2.

Liste der Bezugszeichen

 1 Einachs-Anhänger
 2 Fahrgestellrahmen
 3 Pritsche
 4 gefederte Achse
 5 torsionsgefedertes Gelenk
 6 Schwinge
 7 Druckzylinder
 8 bewegliche Zugstange
 9  feste Zugstange
10 Druckleitung
11 Meßzylinder
12 Skala
13 Kolbenstange
14 Zylinderkörper 15 Zeiger
16 Zweigleitungen
17 Flüssigkeitsraum
18 Meßkolben
19 Feder
20 Endmarke
21 Zweiachs-Anhänger
22 Verdrängerkolben
23 Innengewinde
24 Körper des Zylinders
25 Einlaßbohrung
26 Gabelkopf
27 Durchtrittsbereich
28 Innengewindebuchse
29 Flüssigkeitsaustritt
30 Dämpfungselement
31 Kopfteil
32 Gewinde

Claims (8)

1. Meßanordnung zur Ermittlung des Ladungsgewichtes eines Fahr­ zeugs, insbesondere eines Anhänger-Fahrzeuges, mit wenigstens einer einen Fahrzeugrahmen tragenden gefederten Achse, wobei die ladungsgewichtsproportionale Durchfederung der Achse(n) gegenüber dem Fahrzeugrahmen zur Ermittlung des Ladungsgewichts herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Seite der Achse (4) zwischen dieser und dem Fahrzeugrahmen (2) wenigstens eine als Druckzylinder (7) ausgebildete Kolben-/Zylinder-Einheit so angeordnet ist, daß aus dieser nach Maßgabe der Durchfederung der Achse (4) Meßflüssigkeit verdrängt wird, daß die Druckzylinder (7) über Zweigleitungen (16a, 16b) an eine gemeinsame Druckleitung (10) und diese an eine als Meßzylinder (11) ausgebildete Kolben­ /Zylinder-Einheit angeschlossen ist, der eine einstellbare Ladungsgewichts-Skala (12) zur Anzeige der dem Ladungsgewicht proportionalen Durchfederung zugeordnet ist.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (12) in Gewichtseinheiten eichbar und vorzugs­ weise mit einer die zulässige Grenze des Ladungsgewichtes markierenden Endmarke (20) ausgebildet ist.

3. Meßanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Meßzylinder (11) und Skala (12) zusammenwirkbar am Fahr­ zeugrahmen (2) angeordnet sind.

4. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Zweiachs-Anhänger (21) vorzugsweise beide Achsen (4a, 4b) mit jeweils zwei rechts und links angeordneten Druck­ zylindern (7a bis 7d) ausgestattet und diese über je eine Zweigleitung (16a bis 16d) an einem mit dem Meßzylinder (11) verbundene Druckleitung (10) angeschlossen sind.

5. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (7) an einer Seite einen Verdrängerkolben (22) mit einer an diesem angeordneten ausziehbaren Zugstange (8) und an der anderen Seite eine am Körper (24) des Zylinders (7) unbeweglich angeordnete Gegen-Zugstange (9), und am Durch­ trittsbereich (27) der ausziehbaren Zugstange (8) eine mit einer Innengewindebuchse (28) ausgebildete Flüssigkeitsaus­ trittsbohrung (29) aufweist.

6. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßzylinder (11) an einem Ende eine mit Innengewinde (23) ausgebildete Einlaßbohrung (25) zum Anschluß der Druck­ leitung (10) an den Flüssigkeitsraum (17) aufweist, der mit einem gegen eine Rückstellfeder (19) verdrängbaren Kolben (18) volumenveränderlich abgeschlossen ist, wobei der Kolben (18) eine aus dem Zylinder (11) austretbar angeordnete Kolbenstange (13) aufweist, an deren freien Ende ein mit der Anzeigen-Skala (12) zusammenwirkbarer Zeiger (15) angeordnet ist.

7. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausrüstung eines Fahrzeuganhängers (1, 21) mit Tor­ sionsfeder (5a, 5b) jede Achse (4a, 4b) je rechts und links eine torsionssteif angeordnete Schwinge (6a, 6b) aufweist, an welcher jeweils ein Druckzylinder (7a, 7b) mit seiner bewegli­ chen Zugstange (8a, 8b) anschließbar, und dessen am Zylin­ derkörper (24) unbeweglich angeordnete Zugstange (9a, 9b) am Fahrzeugrahmen (2) angelenkt ist.

8. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (10) ein hydraulisches Dämpfungselement (30) angeschlossen ist.