DE4408762C2

DE4408762C2 - Fahrzeuglastmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE4408762C2
Application number: DE19944408762
Authority: DE
Inventors: Yoji Nakazaki; Hideyuki Aoshima; Naoya Takahashi; Yutaka Atagi; Yoshitaka Yasuda
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2014-03-16
Also published as: DE4408762A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung mit einem biegee lastischen Bauteil des Fahrzeugs zum Tragen einer Fahrzeugaufhängung, welches Bauteil ein Loch in seinem Zentralbereich aufweist, und mit einem in das Loch eingepaß ten Sensorelement.

Wenn übermäßige Lasten an Bord eines großen Fahrzeugs, wie etwa eines Lastwagens oder dergleichen, sind, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs selbst verschlechtert. Da durch kann nicht nur ein Verkehrsunfall verursacht werden, sondern auch das Fahrzeug und die Straßen können beschädigt werden. Daher wurde herkömmlicher Weise eine Fahrzeuglastmessung durchgeführt, um diese Probleme zu vermeiden. Normalerweise wird die Fahrzeuglastmessung von einer Fahrzeuglastmeßvorrichtung durchgeführt, die auf der Straße installiert ist. Insbesondere werden die Räder eines Fahrzeugs auf eine Lastträgerplatte mit einer Lastwandlervorrichtung gebracht; die Radlast der Räder oder die Achslast der Räder werden gemessen; die gemessenen Radlasten werden zum Auf finden des Fahrzeuggewichtes addiert, und das Gewicht der Passagiere und das Ge wicht des Fahrzeugs selbst werden von dem gemessenen Fahrzeuggewicht subtrahiert, um die auf dem Fahrzeug angeordnete Last zu finden.

Eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan spruchs 1 ist aus der DE 35 15 126 A1 bekannt. Dort wird ein elektromechanischer Kraftmesser mit einem biegeelastischen Bolzen offenbart, der durch ein inneres und ein äußeres Lagerauge gehalten ist. In einem mittleren Bereich des Bolzens wird über ein Kraftübertragungselement eine entsprechende Kraft ausgeübt. Durch diese Kraft wird der Bolzen gebogen und ein Meßstab in einer Innenbohrung des Bolzens bewegt sich mit seinem freien Ende relativ zum Bolzen. Diese Relativbewegung wird durch einen Sensor mit drei Schenkeln erfaßt, wobei wenigstens zwei dieser Schenkel mit Spulen versehen sind. Auf diese Weise wird jede Bewegung des freien Endes des Meßstabes erfaßt und die auftretenden Kräfte werden berechnet.

Aus der DE 36 30 749 A1 und DE 38 43 869 A1 sind ähnliche Sensorelemente wie aus der DE 35 15 126 A1 bekannt. In beiden Fällen bewegt sich jeweils ein Träger, bzw. Meßstab in einer Bohrung des biegeelastischen Bauteils in Richtung zum eigentlichen Sensor, der einmal als dünne magnetoelastische Schicht und einmal als Hall-Sensor ausgebildet ist.

Weiterhin offenbart die DE 35 02 008 A1 einen Dehnungsaufnehmer aus einem amor phen Material. Dieser Dehnungsaufnehmer wird als Sensor zum Messen von Kraft, Ent fernung, Beschleunigung, Druck oder dergleichen verwendet.

Ausgehend von der DE 35 15 126 A1 liegt dem Anmeldungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Sensorelement zur direkten Kraftmessung bereitzustellen, das seine Eigenschaft auch bei abgenutzten Fahrzeugteilen beibehält und bei Ersetzen von Fahrzeugteilen leicht ausbaubar und weiterverwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 ge löst. Beim Anmeldungsgegenstand werden die auf das biegeelastische Bauteile ausge übten Kräfte direkt durch eine entsprechende Verformung des plattenförmigen Zentral bereichs des Sensors und das zugeordnete Sensorteil erfaßt. Dadurch ist der Sensor einfach und einteilig aufgebaut und muß über keine besonders große Länge in Richtung Bohrung bzw. Loch verfügen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche offenbart.

Im allgemeinen wird in einem großen Fahrzeug, wie etwa einem Lastwagen oder derglei chen, siehe die Seitenansicht eines solchen Fahrzeugs in Fig. 15, eine Blattfeder 331 für die Aufhängung des Fahrzeugs verwendet. Die Blattfeder 331 umfaßt ein Ende, das von einer Klammer 333 gehalten ist, die an einem Untergestellrahmen 332 montiert ist. Das andere Ende der Blattfeder wird über einen Schäkel 334 von einer weiteren Klam mer 333 gehalten. Ein Achsgehäuse 330 ist am zentralen Bereich der Blattfeder 331 montiert. Folglich wirkt die tatsächliche Last am Untergestellrahmen über die Klammer 333 und den Schäkel 334 auf das Achsgehäuse 330.

Erfindungsgemäß verursacht das Gewicht der Last, welche über die Blattfeder auf die Gleitplatte wirkt, deren Verformung oder Verbiegung und als Ergebnis wird auch das Sensorelement verbogen, wodurch eine Ausgabe erzeugt wird. Da kein Loch oder der gleichen in der Geitplatte geformt ist, wird die Festigkeit der Gleitplatte nicht verringert.

Außerdem kann dieselbe Gleitplatte sowohl in einem Fahrzeug, in dem das Sensorele ment montiert ist, als auch in einem Fahrzeug, in dem kein Sensorelement montiert ist, verwendet werden. Dies ist unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft und außerdem wird das Verfahren zur Montage des Sensorelements verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren vereinfacht.

Außerdem wird, wenn die Fahrzeuglastmeßvorrichtung auf die oben erwähnte Weise aufgebaut ist, die Fahrzeuglast über den Drehzapfenschaft und die Klammer auf den Schäkelbolzen gebracht, der die Klammer mit dem Schäkel verbindet. Dies bewirkt eine Scherkraft im Drehzapfenschaft und Schäkelbolzen, wodurch das in der Vorrichtung an geordnete Sensorelement gedehnt wird, so daß die tatsächliche Last des Fahrzeugs gemessen werden kann.

Da außerdem die Positionierungsvertiefung auf den Oberflächen des Drehzapfenschafts und des Schäkelbolzens geformt ist, kann, wenn die Lastrichtung des Sensorelements zuvor bei Einpassen des Sensorelements in die in dem Drehzapfenschaft und dem Schäkelbolzen geformten Löcher eingestellt wurde, die Lastrichtung des Sensorelemen tes immer beibehalten werden.

Erfindungsgemäß wirkt die Fahrzeuglast über die Blattfeder auf die Gleitplatte. Die Last verbiegt die Gleitplatte und dadurch das innerhalb der Vorrichtung angeordnete Sensore lement, so daß eine Ausgabe entsprechend der Last erzeugt werden kann.

Da die Sensorelemente jeweils neben den beiden Endbereichen der inneren Oberfläche der Gleitplatte angeordnet sind und der Summenwert der jeweils festgestellten Werte als die Ausgabe der Sensorelemente festgestellt wird, löschen sich im Betrieb diese Abwei chungen gegenseitig aus, selbst wenn der Kontaktpunkt zwischen der Gleitplatte und der Blattfeder aufgrund einer Änderung der Lasten sich bewegt, so daß die Richtung der auf das Sensorelement wirkende Kraft verändert wird, wodurch Abweichungen in den fest gestellten Werten auftreten. Folglich werden keine Meßfehler erzeugt.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Aufbaus zur Montage eines Sensorelements;

Fig. 2 eine Ansicht eines weiteren Sensorelement-Montageaufbaus;

Fig. 3(a) eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer weiteren Fahr zeuglastmeßvorrichtung;

Fig. 3(b) eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3(a) gezeigten Vorrichtung von ihrer Unterseite her;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Meßvorrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsansicht eines Anordnungsbeispiels, in dem eine Gleitplatte, eine Achse, eine Blattfeder und dergleichen angeordnet sind;

Fig. 6 ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeuglastmeßvor richung gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 6 gezeigten Bereichs;

Fig. 8(a) einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Fahrzeu glastmeßvorrichtung gemäß Erfindung;

Fig. 8(b) eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 eine perspektivische Explosionsansicht einer Struktur zum Tragen einer Blattfeder auf einem Untergestellrahmen eines Fahrzeugs;

Fig. 10(a) eine Draufsicht von unten auf eine Seite der Fahrzeuglastmeßvorrichtung von der Unterseite der Gleitplatte aus gesehen;

Fig. 10(b) einen Querschnitt der Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Fig. 10(a) von einer Seite derselben her gesehen;

Fig. 10(c) einen Querschnitt der Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Fig. 10(a) von einer Vorderseite aus gesehen;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Sensorelements der Fahrzeuglastmeß vorrichtung nach Fig. 10(a) bis (c);

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Abdeckung des Sensorelements nach Fig. 11;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines abgeschrägten Keil der Fahrzeu glastmeßvorrichtung nach Fig. 10(a) bis 12;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Modifikation des in Fig. 11 gezeigten Sensorelements;

Fig. 15 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das einen Schäkel als Aufhängungs teil verwendet, und

Fig. 16 eine Ansicht eines Fahrzeugs des Typs, der zwei Achsen für die Hinterrä der besitzt.

In einem Fahrzeug, das groß ist und zwei Achsen für die Hinterräder besitzt, wird, da die Achsgehäuse entlang zweier longitudinaler Linien angeordnet sind, siehe Fig. 16, der zentrale Bereich einer Blattfeder 331 über einen Federsitz 339 mit einem Drehzapfen schaft 337 verbunden, der mit zwei U-förmigen Bolzen 335 an einer Drehzapfenklammer 336 befestigt ist. Die beiden Endbereiche der Blattfeder 331 sind jeweils auf den oberen Bereichen von Achsgehäusen 330 angeordnet.

In diesem Fall sind, da das Maß der Biegung der Blattfeder 72 sich entsprechend der tatsächlichen Last des Fahrzeugs ändert, wodurch sich die relative Länge zwischen den Achsgehäusen 330 ändert, zwei Gleitplatten 338, die jeweile einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen, jeweils auf den oberen Oberflächen der Achsgehäuse 330 ange ordnet, so daß die Endbereiche der Blattfeder 331 auf und entlang der oberen Oberflä chen der Gleitplatten 338 gleiten können.

Entsprechend einer Fahrzeuglastmeßvorrichtung sind in einem Fahrzeug des oben er wähnten Typs Sensorelemente zum Messen der Fahrzeuglast jeweils innerhalb der Gleitplatten 338 montiert, wodurch die Sensorelemente die Verbiegung der Gleitplatten 338, die durch die durch die Blattfeder 331 gegebene Last bewirkt wird, feststellen kön nen, um somit die tatsächliche Fahrzeuglast zu messen.

Bei dieser Anordnung erzeugt, selbst wenn die Blattfeder 331 aufgrund der Änderung der tatsächlichen Last gebogen wird, dies keine laterale Last für das Sensorelement, so daß ein genauer Wert erhalten werden kann.

In der Struktur, in der die Sensorelemente jeweils innerhalb der Gleitplatten montiert sind, ergibt es sich, daß die Höhe des Fahrzeuguntergestells nicht erhöht wird. Da je doch die Blattfeder auf den Oberflächen der Gleitplatten gleitet, können die Gleitplatten abgenutzt werden, so daß sich ihre Festigkeit ändert, was eine Änderung der Charakte ristik der Ausgabe der Sensorelemente bewirken kann. Außerdem sind die Gleitplatten im allgemeinen austauschbar und können durch neue ersetzt werden, wenn sie zu ei nem gewissen Grad abgenutzt sind. Wenn jedoch das Sensorelement in der Gleitplatte angeordnet ist, müssen die Gleitplatte und das Sensorelement als integrale Einheit gleichzeitig ersetzt werden, was zu hohen Kosten führt. Da die Gleitplatten außerdem an den vorderen, hinteren, linken und rechten Bereichen des Fahrzeugs montiert werden müssen, sind vier Gleitplatten erforderlich, die jeweils ein Sensorelement darin umfas sen, was zu erhöhten Herstellungskosten führt.

Weiterhin ist, um nichts über die oben erwähnte Struktur, bei der das Sensorelement 330 des Dehnungsmeßtyps innerhalb der Gleitplatte 338 angeordnet ist, zu sagen, in einem Fall, in dem ein Sensorelement des Dehnungsmeßtyps mit einer hohen Stabilität ange ordnet ist, normalerweise, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Loch 316 in der inneren Oberfläche der Gleitplatte 338 geformt, und das Sensorelement 330 ist in das Loch 316 eingesetzt, um eine Einheit zu bilden, und dann wird die Einheit zusammengeschweißt. Jedoch bringt dies die Möglichkeit mit sich, daß die Festigkeit der Gleitplatte 338 verringert wird.

Darüber hinaus gibt es, wie in Fig. 2 gezeigt, die Möglichkeit eines Verfahren, bei dem kleine Löcher 318 in der Seitenoberfläche einer Gleitplatte 338 geformt sind und Spulen 319 jeweils durch die kleinen Löcher 318 gewickelt sind, wodurch die gesamte Gleitplatte 338 als Sensorelement verwendet wird. Jedoch sind bei diesem Verfahren, da die ge samte Gleitplatte 338 aus einem speziellen magnetischen Material, wie etwa Permalloy oder dergleichen, geformt sein muß, die Kosten für die Gleitplatte 338 hoch, und außer dem kann keine ausreichende Festigkeit erhalten werden.

In Fig. 3(a) ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines Beispiels einer Mon tagestruktur zur Montage eines Sensorelements des magnetischen Dehnungsmeßtyps für eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung gezeigt. In Fig. 3(b) ist eine perspektivische An sicht der Montagestruktur der Fig. 3(a) gezeigt, wenn sie von der unteren Oberfläche derselben gesehen wird.

In den Fig. 3(a) und (b) bezeichnet das Bezugszeichen 415 eine Gleitplatte, die vier Schraublöcher in zwei ihrer Endbereiche zur Montage der Gleitplatte am Achsgehäuse umfaßt und die außerdem einen rechtwinkligen, vertieften Bereich 415d in ihrem zentra len Bereich umfaßt. Der vertiefte Bereich 415d (der sogenannten NIKUNUSUMI) wird als Erleichterungsbereich verwendet. Das bedeutet, daß der vertiefte Bereich so ausgeführt ist, daß er in der Dicke geringer ist, um das Gewicht der Gleitplatte 415 zu verringern.

Außerdem sind in dem vertieften Bereich 415d zwei Ausstülpungen 415e, die jeweils im wesentlichen eine U-Form und außerdem eine schmale Vertiefung in ihrer Mitte besitzen, einander gegenüber angeordnet. Ein rechtwinkliges, plattenförmiges Sensorelement 401 ist in die Vertiefung jeder der Ausstülpungen 415e eingesetzt und mit dieser ver schweißt.

Das Sensorelement 401 besteht aus einem magnetischen Material, wie etwa Permalloy oder dergleichen, und umfaßt vier kleine Löcher 401a, die sich in dessen zentralen Be reich öffnen. Eine Spule 401b ist durch diese vier Löcher 401a gewickelt und nach au ßen mittels eines Leiterdrahtes 402 geführt.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Gleitplatte 415 auf ein Achsgehäuse 412 montiert (das zwei Achsgehäuse 412a und 412b umfaßt), und der Leiterdraht 402 ist mit einem Haupt körper einer Meßvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, um die Last des Fahrzeugs zu messen.

Aufgrund der Tatsache, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel auf diese Weise auf gebaut ist, wird die Notwendigkeit beseitigt, ein Loch zur Montage des Sensorelements 401 in der Oberfläche der Gleitplatte 415 zu öffnen, was seinerseits die Möglichkeit ver meidet, daß die Festigkeit der Gleitplatte 415 verringert wird. Da außerdem das spezielle magnetische Material nur für den plattenförmigen Bereich des Sensorelements verwen det werden muß und die Notwendigkeit beseitigt wird, daß die gesamte Gleitplatte 415 aus dem speziellen magnetischen Material bestehen muß, kann die Gleitplatte 415 mit relativ niedrigen Kosten hergestellt werden, und außerdem wird die Möglichkeit beseitigt, daß die Festigkeit der Gleitplatte veringert wird. Weiterhin kann nicht nur ein Fahrzeug, in dem ein Sensorelement montiert ist, sondern auch ein Fahrzeug, in dem kein Sensore lement montiert ist, die gleiche Gleitplatte verwenden, was für die Herstellungskosten vorteilhaft ist. Zusätzlich kann das Verfahren zur Montage eines Sensorelements vergli chen mit dem herkömmlichen Verfahren vereinfacht werden.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Montagestruktur zur Montage eines Sensorelements des magnetischen Dehnungsmeßtyps für eine Fahrzeuglastmeßvorrich tung. Aquivalente Teile werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind zwei Ausstülpungsbereiche 415f, die jeweils eine breite Ver tiefung in ihrem zentralen Bereich besitzen, einander gegenüberliegend auf der Sei tenoberfläche einer Gleitplatte 415 angeordnet, und ein rechtwinklinges, plattenförmiges Sensorelement 401 ist in die Vertiefungen eingesetzt und mit den Ausstülpungsberei chen 415f, 415f verschweißt. Das Sensorelement 401 ist an der Außenseite der Gleit platte 415 montiert.

Wie zuvor beschrieben, wird entsprechend, selbst wenn das Sensorelement des magnetischen Dehnungsmeßtyps an eine Gleitplatte montiert wird, die Möglichkeit be seitigt, daß die Festigkeit der Gleitplatte selbst erniedrigt wird, und außerdem können die Kosten entsprechend minimiert werden.

Auf der anderen Seite wird in den beiden vorangehenden Meßvorrichtungen, da der Punktkontakt zwischen der Gleitplatte und der Blattfeder entsprechend einer Änderung in der Fahrzeuglast bewegt wird, die Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Kraft geändert, was zu Meßfehlern Anlaß geben kann.

Hiernach wird nun die Beschreibung einer weiteren Fahrzeuglastmeßvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben. Dieselben oder äquivalente Teile werden wiederum mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

In den Fig. 10(a) bis (c) ist eine Montagestruktur zur Montage eines Sensorelements für eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung gezeigt. Insbesondere in Fig. 10(a) ist eine Draufsicht von unten einer Gleitplatte 415 zur Montage eines Sensorelements gezeigt, in der eine Basisplatte 416 montiert ist. In Fig. 10(b) ist ein Querschnitt der Gleitplatte 415 gezeigt, in der ein Sensorelement 401 montiert ist und eine Abdeckung 423 von oben auf dem Sensorelement 401 angeordnet ist. Außerdem ist in Fig. 10(c) ein Querschnitt der Gleitplatte 415 gezeigt, wenn sie von ihrer Vorderseite aus betrachtet wird. Die Gleitplatte 415 besteht aus Karbonstahl.

Wie in den Fig. 10(a) bis (c) gezeigt, sind auf den beiden Endbereichen der inneren Oberflächen der Gleitplatte 415 Anordnungsbereiche 415f vorgesehen, die jeweils zum Anordnen des Sensorelements 401 verwendet werden. Jeder der Anordnungsbereiche 415f ist zwischen zwei Schraublöchern 415c zur Montage derselben an ein Achsgehäu se angeordnet. Der Anordnungsbereich 415f umfaßt eine rechtwinklige, flache Vertie fung 415f₁, eine breite und eine schmale Vertiefung 415f₂, die so geöffnet ist, daß sie sich von der Mitte der Gleitplatte 415 zum zentralen Bereich der flachen Vertiefung 415f₁ erstreckt, und zwei mitteltiefe Vertiefungen 415f₃, die jeweils auf den beiden Seiten der tiefen Vertiefung 415f₂ geöffnet sind.

Die flache Vertiefung 415f₁ ist ein Bereich, auf dem eine später zu beschreibende Ab deckung anzuordnen ist. Die mitteltiefen Bereiche 415f₃ sind Bereiche, in denen das Sensorelement 401 angeordnet ist. Die tiefe Vertiefung 415f₂ ist eine Vertiefung, in die ein abgeschrägter Keil eingesetzt wird.

Weiterhin ist, wie in den Fig. 10(a) bis (c) gezeigt, ein längliches Gummielement 417 an der inneren Oberfläche der Gleitplatte 415 derart befestigt, daß es sich von dem An ordnungsbereich des Sensorelements 421 zu deren zentralem Bereich hin erstreckt, und die Basisplatte 416 ist in den zentralen Bereich des Gummielements 417 eingesetzt.

Weiterhin umfaßt das Gummielement 417 eine Vertiefung, die entlang dem zentralen Bereich des Gummielements 417 geöffnet ist, wobei ein Leiterdraht 422 des Sensorele ments 421 in die Vertiefung eingepaßt ist und durch Klebstoffe in der Vertiefung befestigt ist und das vordere Ende des Leiterdrahts 422 mit der Basisplatte 416 verbunden ist.

In dem gezeigten Beispiel ist nur eine Seite des Gummielements 417 gezeigt, während die andere Seite nicht gezeigt ist.

Weiterhin ist in einem vertieften Bereiche 415, der in der inneren Oberfläche der Seiten platte 415 geformt ist, eine U-förmige Ausstülpung 419a vorgesehen, wobei ein Kabel 418 in den vertieften Bereich der Ausstülpung eingepaßt ist und eine Abdeckung 419b von oben auf das Kabel 418 geschraubt ist. Der Endbereich des Kabels 418 ist mit der Basisplatte 416 verbunden, wodurch die festgestellten Werte der Sensorelemente 421, die jeweils in den Endbereichen der Gleitplatte 415 angeordnet sind, zusammenaddiert werden und dann nach außen geführt werden.

Das Sensorelement 421 umfaßt, wie in Fig. 11 gezeigt, einen Rahmen 421a, der von vorne ebenso wie von der Seite gesehen U-förmig ist, und in der unteren Oberfläche des Rahmens 421a ist eine rechtwinklige Ausstülpung 421a₁ vorgesehen, die eine Abschrä gung besitzt.

Weiterhin ist ein plattenförmiges Element 421b, das aus mehreren Teilen magnetischer Materialien besteht, in dem vertieften Bereich des Rahmens 421a eingepaßt, und vier Löcher 421b₁ sind in dem plattenförmigen Element 421b geformt. Außerdem ist eine Spule 421c schräg kreuzweise unter Verwendung der vier Löcher 421b₁ gewickelt, und der Endbereich der Spule 421c ist als Leiterdraht 422 herausgezogen.

Weiterhin kann eine Abdeckung 423 auf dem oberen Bereich des Sensorelement- Anordnungsbereichs 415f der Seitenplatte 415 montiert sein, und die Abdeckung ist, wie in Fig. 12 gezeigt, in allgemeiner U-Form geformt.

In einem Teil der inneren Oberfläche der Abdeckung 423 ist eine Vertiefung 423a ge formt, in die der Endbereich des plattenförmigen Elements 421b eingepaßt ist, welcher leicht von dem Rahmen 421a des Sensorelements 421 vorsteht.

Die Abdeckung 423 ist auf dem Sensorelement-Anordnungsbereich 415f der Gleitplatte 415 angeordnet und ist an den Bereich 415f geschweißt oder mit diesem verbunden, und das Sensorelement 421 ist in die Abdeckung 423 eingepaßt. Ein abgeschrägter Keil 424, wie in Fig. 13 gezeigt, ist unter dem Sensorelement 421 eingesetzt und stößt ge gen die rechtwinklige Ausstülpung 421a₁ der unteren Oberfläche des Sensorelements 421, um somit das Sensorelement 421 fest zu befestigen.

Alternativ kann, wie in Fig. 14 gezeigt, das Sensorelement 421 aus einer Bodenplatte 421d und einer vertikalen Platte 421e, die auf dem zentralen Bereich der Bodenplatte 421d aufgerichtet ist, geformt sein, während vier Löcher 421e₁ in der vertikalen Platte 421e geformt sein können und eine Spule unter Verwendung der vier Löcher 421e₁ in der vertikalen Platte geformt sein kann. In diesem Fall kann das Sensorelement 421 vor zugsweise integral aus einem magnetischen Material bestehen. Eine Ausstülpung 421e₂, die in der vertikalen Platte 421e vorgesehen ist, wird verwendet, um einen Leiterdraht 422 der Spule 421c zu befestigen.

Aufgrund der Tatsache, daß das vorliegende Beispiel auf diese Weise aufgebaut ist, wirken, selbst wenn der Kontaktpunkt zwischen der Gleitplatte und der Blattfeder auf grund von Änderungen in den Lasten und der Richtung der auf das Sensorelement wir kenden Kraft bewegt wird, wodurch Abweichungen erzeugt werden, diese Abweichungen in einer Weise, daß sie sich gegenseitig auslöschen, so daß daher kein Meßfehler er zeugt wird.

Wie oben beschrieben, wirken entsprechend dem vorangehenden Beispiel aufgrund der Tatsache, daß die Sensorelemente jeweils neben den beiden Endbereichen der inneren Oberfläche der Gleitplatte angeordnet sind und die Summe der festgestellten Werte die Meßausgabe der Sensorelemente erzeugt, selbst wenn der Kontaktpunkt zwischen der Gleitplatte und der Blattfeder aufgrund von Änderungen in den Lasten und der Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Kraft bewegt wird, wodurch Abweichungen er zeugt werden, diese Abweichungen in einer Weise, daß sie sich gegenseitig auslöschen, so daß daher kein Meßfehler erzeugt wird.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeuglastmeßvorrich tung nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Teil eines zylindrischen Drehzapfenschafts 337 in einer Drehzapfenklammer 336 (siehe Fig. 16), die an dem Untergestellrahmen eines Fahrzeugs montiert ist, eingepaßt, und eine Blatt feder 331 ist über einen Federsitz 339 mit dem anderen Bereich des Drehzapfenschafts 337, der von der Drehzapfenklammer 336 nach außen vorsteht, verbunden.

Weiterhin ist eine Vertiefung 337a in der Oberfläche des Drehzapfenschafts 337 in der Nähe des Endbereichs desselben geformt, und durch Einsetzen eines Schaftfixierungs bolzens 311 von der Seitenoberfläche der Drehzapfenklammer 336 in die Vertiefung 337a und anschließendes Anziehen des Bolzens 311 wird der Drehzapfenschaft 337 an der Drehzapfenklammer 336 auf solche Weise befestigt, daß er nicht mehr gedreht wer den kann.

Weiterhin ist in dem zentralen Bereich des Drehzapfenschafts 337, wie in Fig. 6 ge zeigt, ein hohles Loch 337b geformt, das eine Schraubvertiefung 337c aufweist, die in der Nähe seines Eingangs geformt ist, und ein Sensorelement 301 des magnetischen Dehnungssensortyps ist in das Loch 337b eingepaßt und dort montiert. Das Sensorele ment 301 des magnetischen Dehnungssensortyps besteht aus einem magnetischen Material wie etwa Permalloy, wobei die beiden Endebereich des Sensorelements 301 in der Form jeweils zylindrisch sind, der zentrale Bereich desselben in einer plattenförmigen Form geformt ist, vier kleine Löcher 301a in dem plattenförmigen, zentralen Bereich geöffnet sind, und eine Spule 301b durch diese vier Löcher überschneidend gewickelt ist.

Ein Leiterdraht 301c, der aus der Spule 301b herausgezogen ist, wird durch das Loch 337b des Drehzapfens 337 geführt und aus dem Loch 337b nach außen gezogen. Und da ein Schmutzfänger 312 mit dem Eingangsbereich des Lochs 337 unter Verwendung der Schraubvertiefung 337c durch Schraubung verbunden werden kann, ist in dem Schmutzfänger 312 ein Loch geöffnet, durch das der Leiterdraht 301c geführt wird.

In Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Bereichs der Lastmeßvorrich tung gezeigt, in dem das Sensorelement 301 angeordnet ist.

Da das vorliegende Ausführungsbeispiel auf diese Weise aufgebaut ist, wirkt die Fahr zeuglast über die Drehzapfenklammer 336 als eine Last F auf den Drehzapfenschaft 337. Als Ergebnis davon wirkt eine Scherkraft auf den Drehzapfenschaft 337, und somit wird bewirkt, daß sich das innerhalb des Drehzapfenschafts 337 befindliche Sensorele ment 301 biegt, wodurch die Ausgabe des Sensorelements 301 geändert wird, so daß die tatsächliche Last des Fahrzeugs festgestellt werden kann. Da die festzustellende Kraft eine Scherkraft ist, ist der festgestellte Wert frei von Einflüssen, die durch die Nei gung des Fahrzeugs aufgrund einer geneigten Straße oder dergleichen bewirkt werden.

Wie oben beschrieben, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich mit dem Aufbau, bei dem das Sensorelement sich in der Gleitplatte 338 befindet (siehe Fig. 16), die Charakteristik des Sensorelements aufgrund von Abnutzung nicht verändert, da das Sensorelement 1 in den Drehzapfenschaft 337 eingepaßt ist, und selbst wenn die Gleitplatte aufgrund ihrer Abnutzung durch eine neue ersetzt wird, ist es nicht notwendig, das Sensorelement 301 zu ersetzen, was zu verringerten Kosten führt. Außerdem wer den verglichen mit dem Fall, in dem Sensorelemente in der Gleitplatte 338 angeordnet sind, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur zwei Sensorelemente 301 verwendet, was die Kosten entsprechend verringert.

Da die Positionierungsvertiefung 337a auf der Oberfläche des Drehzapfenschafts ge formt ist, kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weiterhin, selbst wenn die Richtung der Last auf das Sensorelement 301 zuvor zu einem Zeitpunkt eingestellt wird, an dem das Sensorelement 301 in das Loch 337a des Drehzapfenschafts 337 einge setzt wird, der Schaftfixierungsbolzen 311 beim Einsetzen und Fixieren des Drehzapfen schafts 337 in der Drehzapfenklammer 336 von einem in der seitlichen Oberfläche der Drehzapfenklammer 336 geformten Loch in der Vertiefung 337a eingesetzt werden, wo durch der Drehzapfenschaft 337 nicht drehbar an der Drehzapfenklammer 336 befestigt wird, wodurch die Richtung der Last auf das Sensorelement 301 immer in eine gegebe ne Richtung eingestellt wird.

Als nächstes wird die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungs gemäßen Fahrzeuglastmeßvorrichtung gegeben.

In Fig. 8(a) ist ein Querschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er findung gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, ist ein zylindrischer Schäkelbolzen 303 in eine Klammer 333 (siehe Fig. 9), die an dem Untergestellrahmen des Fahrzeugs be festigt ist, eingepaßt, und ein Schäkel 334 ist drehbar mit dem Schäkelbolzen 303 ver bunden. Außerdem ist auf der Oberfläche des Schäkelbolzens 303 eine Vertiefung 303a in der Nähe des Endbereichs desselben geformt. Somit kann, wenn die Klammer 333 und der Schäkel 334 miteinander verbunden werden und ein Fixierbolzen 316 von ei nem in der seitlichen Oberfläche der Klammer 333 geformten Loch in die Vertiefung 303a eingesetzt und festgezogen wird, der Schäkelbolzen 303 nicht drehbar an der Klammer 333 befestigt werden.

Außerdem ist im zentralen Bereich des Schäkelbolzens 303, wie in Fig. 8(a) gezeigt, ein hohles Loch 303b einschließlich einer Schraubvertiefung 303c neben seinem Ein gangsbereich geöffnet, und ein Sensorelement 302 des Dehnungsmeßtyps ist in das Loch 303b eingesetzt. Das Sensorelement 302 besteht aus einem magnetischen Mate rial und umfaßt zwei zylindrische Endbereiche und einen plattenförmigen zentralen Be reich. An dem zentralen Bereich ist ein Widerstandsdraht 302a befestigt, der als Sensor teil dient. Ein Leiterdraht 302c wird von dem Widerstandsdraht 302a weggeführt und durch das Loch 303b des Schäkelbolzens 303 geführt und dann von dem Loch 303b nach außen gezogen. Da ein Schmutzfänger 317 durch Verwendung der Schraubvertie fung 303c durch Verschraubung mit dem Eingangsbereich des Lochs 303b verbunden werden kann, ist in dem Schmutzfänger 317 ein Loch geformt, durch das der Leiterdraht 302c durchgeführt werden kann. Außerdem ist auf der dem Loch 303b des Schäkelbol zens 303 gegenüberliegenden Seite ein anderes Loch 303d geformt, das verwendet wird, um Schmierfett zuzuführen.

In Fig. 8(b) ist eine Seitenansicht eines in Fig. 8(a) gezeigten Teils gezeigt, und in Fig. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Struktur zum Tragen einer Blattfe der 331 durch einen Untergestellrahmen 332 gezeigt. In beiden Figuren sind die glei chen Teile, die in den Fig. 15 und 8(a) verwendet wurden, mit denselben Bezugszei chen bezeichnet, und daher wird hier ihre Beschreibung nicht wiederholt.

Das das vorliegende Ausführungsbeispiel auf die oben erwähnte Weise aufgebaut ist, wird die Fahrzeuglast über die Klammer 333 als Last F auf den Schäkelbolzen 303 ange legt. Dies erzeugt eine Scherkraft auf den Schäkelbolzen 303 und somit wird das in dem Schäkelbolzen angeordnete Sensorelement 302 gedehnt, so daß seine Sensorausgabe geändert wird, so daß die tatsächliche Last des Fahrzeugs gemessen werden kann.

Wie oben erwähnt, ist aufgrund der Tatsache, daß das Sensorelement 302 in den Schä kelbolzen 303 eingepaßt ist, das Problem beseitigt, daß hohe Montagekosten erforder lich sind. Außerdem ist das Problem beseitigt, daß die Höhe des Fahrzeuguntergestells durch einen dem Sensor entsprechenden Betrag erhöht wird, was die Durchführbarkeit des Ladevorgangs verschlechtern würde und die Nutzeffizienz verschlechtern und die Belastung für den Benutzer vergrößern würde.

Weiterhin ist es aufgrund der Verwendung des Schäkelbolzens 303, der ein bereits vor handenes Teil ist, leicht, eine neue Lastmeßvorrichtung hinzuzufügen. Und da der Schä kelbolzen herkömmlicherweise in einem seiner Bereiche ein Schmierfettversorgungsloch aufweist, wird, selbst wenn zusätzlich in einem anderen Bereich desselben ein Loch für das Sensorelement 302, das im Durchmesser kleiner ist als das Schmierfettversorgungs loch ist, geformt wird, kein Problem hinsichtlich der Festigkeit des Schäkelbolzens ent stehen.

Darüberhinaus kann aufgrund der Tatsache, daß die Positionierungsvertiefung 303a in der Oberfläche des Schäkelbolzens 303 geformt ist, wenn die Lastrichtung des Sensore lements 302 zuvor zu einem Zeitpunkt, an dem das Sensorelement 302 in das Loch 303b in den Schäkelbolzen 303 eingesetzt wurde, eingestellt wird, durch das Einpassen und Fixieren des Schäkelbolzens 303 an der Klammer 333 der Schaftfixierungsbolzen 317 von dem Loch in der seitlichen Oberfläche der Klammer 333 durch die Vertiefung 303a eingesetzt und dann festgezogen werden, so daß der Schäkelbolzen 303 nicht drehbar an der Klammer 333 befestigt werden kann und somit die Lasteinrichtung für das Sensorelement 302 in einer gegebenen Richtung eingestellt werden kann.

In den beiden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird in einem Fall ein Senso relement des magnetischen Dehnungsmeßtyps verwendet und in dem anderen Fall ein Sensorelement des Dehnungsmeßtyps verwendet. Dies ist jedoch nicht einschränkend, sondern es könnte auch ein Sensorelement des piezoelektrischen Typs verwendet wer den. Weiterhin ist das als Meßvorrichtung verwendete Hauptelement dasselbe wie im herkömmlichen Fall, und daher wird in dieser Beschreibung keine Darstellung und Be schreibung desselben gegeben.

Wie oben beschrieben wurde, bewirkt die Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach den beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, daß die Höhe des Fahrzeugs nicht vergrößert wird, die Charakteristik der Vorrichtung nicht aufgrund von Abnutzung verän dert wird, und daß kein gleichzeitiges Auswechseln des Sensorelements erforderlich ist, wenn andere Fahrzeugteile ersetzt werden.

Claims

1. Fahrzeuglastmeßvorrichtung mit einem biegeelastischem Bau teil (303, 337) des Fahrzeugs zum Tragen einer Fahrzeugaufhän gung, welches Bauteil ein Loch (301a, 303b) in seinem Zentralbe reich aufweist, und mit einem in das Loch (301a, 303b) eingepaß ten Sensorelement (301, 302), dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (301, 302) wenigstens einen an seinen En den im Loch gehaltenen, plattenförmigen magnetischen mittleren Bereich aufweist, dem zum Messen einer Dehnung ein Sensorteil (301b, 302a) zugeordnet ist.

2. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (301, 302) zum Halten im Loch des biegee lastischen Bauteils zwei zylindrische Endbereich aufweist.

3. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das biegeelastische Bauteil ein Drehzapfenschaft (337) ist.

4. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniervertiefung (337a) in einer Oberfläche des Drehzapfenschafts geformt ist und, wenn der Drehzapfenschaft an eine Drehzapfenklammer (336) montiert ist, der Drehzapfenschaft (337) durch Schraubung unter Verwendung der Positioniervertie fung (337a) positionierbar ist, wodurch die Richtung der auf das Sensorelement (301) wirkenden Kraft festgelegt ist.

5. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das biegeelastische Bauteil ein Schäkelbolzen (303) zum Tra gen einer Fahrzeugaufhängung mit einer an dem Laderahmen des Fahrzeugs montierten Klammer (333) ist.

6. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniervertiefung (303a) in einer Oberfläche des Schäkelbolzens (303) geformt ist und, wenn der Schäkelbolzen die Klammer an dem Laderahmen befestigt, der Schäkelbolzen (303) durch Schraubung unter Verwendung der Positioniervertiefung (303a) positionierbar ist, wodurch die Richtung der auf das Sen sorelement (302) wirkenden Last festgelegt ist.

7. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blattfeder (331) über einen Federsitz (339) mit einem von der Drehzapfenklammer (336) nach außen vorstehenden Bereich des Drehzapfenschafts (337) verbunden ist.

8. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorteil als Spule (301b) ausgebildet ist, von der ein Leiterdraht (301c) durch das Loch (337b) des Drehzapfens (337) nach außen geführt ist.

9. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorteil ein Widerstandsdraht (302a) ist, von dem ein Leiterdraht (302c) durch das Loch (303b) des Schäkelbolzens (303) nach außen geführt ist.

10. Fahrzeuglastmeßvorrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schäkelbolzen (303) gegenüberliegend zu dem Loch (303b) ein weiteres Loch (303d) zur Zufuhr von Schmierfett aufweist.