EP2769186A1 - Hohlprofil-aufnehmer - Google Patents

Hohlprofil-aufnehmer

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Publication number
EP2769186A1
EP2769186A1 EP12731286.6A EP12731286A EP2769186A1 EP 2769186 A1 EP2769186 A1 EP 2769186A1 EP 12731286 A EP12731286 A EP 12731286A EP 2769186 A1 EP2769186 A1 EP 2769186A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
profile
hollow profile
hollow
pick
counterpart
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12731286.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Cornu
Adrian Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kistler Holding AG
Original Assignee
Kistler Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kistler Holding AG filed Critical Kistler Holding AG
Publication of EP2769186A1 publication Critical patent/EP2769186A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/13—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing having piezoelectric or piezoresistive properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/022—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing wheeled or rolling bodies in motion
    • G01G19/024—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing wheeled or rolling bodies in motion using electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices

Definitions

  • the invention relates to a hollow profile transducer for installation in roadways or a road surface for the purpose of detecting the weight of vehicles and / or vehicle dynamics reactions of vehicles. from vehicle wheels to the road surface and for recording vehicle speeds and other measured quantities.
  • a tubular receiver is described.
  • a further hollow profile transducer which has a tube part which contains in its profile inside a measuring arrangement which is non-positively in communication with the wall of the pipe part.
  • the tube part has a force introduction flange, which is flanking connected to the tube part with this so that a concentration of the force action lines on the measuring arrangement is formed and a mechanical amplifier effect is achieved.
  • the sensor in said arrangement is a quartz crystal sensor with stable electrical and mechanical properties. Stems, which is decoupled from lateral forces and has no disturbing signal drift.
  • Piezoelectric measuring elements are to be installed under prestress in a sensor structure.
  • the bias voltage is generated by making the sensor elements with a cover and subsequently mounted in the hollow profile.
  • the invention is therefore based on the object to improve a hollow profile pickup while avoiding the disadvantages of the prior art.
  • the object is solved with the features of claim 1.
  • the parts of the hollow profile can be made easier and their connection resp.
  • Support surfaces can be machined in any length by machine and with high accuracy. The tolerance requirements in terms of height, flatness and parallelism can be met with less effort.
  • EP-B-0654654 and advantageous arrangement of force introduction flanges is largely retained.
  • Fig. 1 a hollow profile pick-up according to EP-B-0654654;
  • FIG. 2 shows a hollow profile sensor according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 3 shows a hollow profile sensor according to the invention in a further embodiment
  • Fig. 4 Examples for connecting the profile parts.
  • Fig. 1 describes a hollow profile transducer according to the prior art.
  • the force represented by the arrows lines P generate a collected force in the hollow profile transducer, represented by a double arrow, which runs centrally through the measuring element shown in the center.
  • the force from the wheel of the overrunning vehicles is not bundled introduced into the measuring element but extends from the respective location of relatively vertical or partially via lateral supports in the ground, with only one component of the force passes through the measuring element.
  • Such embodiments have proven to be insufficient in terms of today required accuracy for the applications mentioned.
  • no thrust can be determined.
  • the measuring arrangement is installed under prestressing. The invention therefore relates only to those embodiments in which a concentration of the lines of force of action on the measuring device arises. In addition, they should be capable of performing shear measurements by using thrust sensors in the measurement setup.
  • Fig. 2 shows a hollow profile pickup with an open and z.
  • the sensor is designed long and thus more than 10 times as long as wide or high, as it must extend over a substantial part of the roadway. As a rule, it is between 1 and 4 m long and less than .10 cm, preferably about 5 cm wide and high.
  • the hollow profile may in particular have a substantially round shape, but this is in no way compelling. U-shaped, oval but also substantially rectangular and other cross-sectional shapes of the pipe profile can also provide good results with appropriate design. It is crucial that each force action line P is passed vertically through the measuring arrangement 4, regardless of where exactly the force acts on the force introduction flange 2, without resulting in transverse forces on the measuring arrangement 4. On the other hand, if transverse forces act on the force introduction flange 2, they should equally occur as transverse forces on the measuring arrangement 4.
  • the hollow profile is formed in two parts in the two profile parts tube part 1 and counterpart 7.
  • the profile parts 1, 7 connected to each other at connection areas, that by adjusting the tension of the profile parts 1, 7 against each other, the biasing force over the length of the hollow profile pick-up is uniformed.
  • the processing of the brackets 3, 6 are made easier with the required accuracy.
  • the connection of the profile parts 1, 7 still fine adjustment done.
  • the bias voltage can be applied, for example, only by clamping to the desired thickness, which can be determined on the measuring elements, before the definitive fixing of the profile parts to one another takes place, for example by welding these components.
  • the bias can be done by screws on flanges, which when tightening the screws also the measuring elements can be used individually or in total as indicators of the biasing force.
  • the aim is to achieve the goal by means of precise local settings that the preload force has a constant value over the entire length of the hollow profile.
  • the measuring arrangement 4 is arranged and positioned between bearing surfaces of the holders 3 and 6 which are not designated in greater detail.
  • the measuring arrangement 4 in this embodiment comprises a piezoelectric sensor, e.g. Quartz or other crystals or piezoceramic or piezo foil. This contains piezocrystals that are sensitive only to pressure and / or those that are sensitive only to thrust perpendicular to the axis of the hollow profile pick-up.
  • the measuring arrangement can be constructed modularly so that only parts by weight, only thrust portions or weight and thrust portions, which act on the road surface, can be measured.
  • the mode of operation of the measuring element corresponds to the teaching of EP-B-0654654.
  • the pipe part 1 is provided according to the invention with a flange 8 which is fixed on the Kraftverank ceremoniessflansch 5.
  • FIG. 2 shows a screw connection of the flange 8 with the force anchoring flange 5, with a sealing element 10 additionally being arranged between the two flanges 8, 5.
  • the sealing element 10 closes the interior space inside the tubular part 1 along the flange 8.
  • the tube part 1 is designed to be approximately halved in the transverse direction, so that the flange 8 is fastened on a bearing flange 70 of the counterpart 7, supported by the force anchoring flange 5 in the transverse direction.
  • the measuring arrangement 4 thus comes to lie approximately at the same height as the flange 8 of the tubular part 1 and the bearing flange 70 of the counterpart 7 and is located centrally in the hollow profile.
  • the flanges 8, 70 and thus the pipe part 1 with the counterpart 7 are permanently welded together, which is indicated by a weld 9.
  • Fig. 4 shows ways to connect the pipe part 1 with the counterpart 7 using the example of connections between flange 8 and the Kraftverank ceremoniessflansch. 5
  • connection possibilities listed above can also be used with a connection between the flange 8 and the bearing flange 70. It is advantageous to provide the pipe part 1 with defined surfaces in the form of the flange 8 and defined surfaces in the form of the bearing flange 70 or the Kraftverank ceremoniessflansches 5, so that a reproducible connection of the multi-part hollow profile pickup is secured.
  • the bearing surfaces of the holders 3, 6 can be easily and accurately machined. This ensures that the two holders 3, 6 have a high flatness and parallelism with each other, whereby the measuring arrangement 4 can be uniformly biased over the length of the hollow profile pick-up, even if the connection is made by a Verschweiss, wherein an individual, setting, for example by screws, is dispensed with.
  • the bias of the measuring elements is carried out by compressing the two profile parts, the tube part 1 is stretched and exerts a biasing force through the brackets 3, 6 on the measuring assembly 4.
  • the profile parts are subsequently connected as mentioned above.
  • the measuring assembly 4 is operationally fixed and biased.
  • the tension of the profile parts against each other the biasing force can be increased.
  • the biasing force over the length of the hollow profile pickup can be adjusted locally, allowing a fine adjustment of the bias voltage at different points of the profile.
  • a secure seal over the entire profile length is required.
  • welding or gluing this is done directly via the joining process by a weld 9 or an adhesive layer 11, while this can be achieved when screwing, riveting or clamping by a flat sealing element 10 or by potting compound.
  • a sealing element 10 in the form of a sealing cord 10 can also be inserted into a corresponding recess provided for this purpose, which can be attached on one or both sides of the sealing plane.
  • FIG. 4g) shows a zoomed view of FIG. 4f) in the region of the sealing cord 10.
  • the recess with the sealing element 10 is preferably located in the tubular part 1.
  • a stop 12 is mounted, which engages in the recess and the centering between the tube part 1 and counterpart 7 guaranteed.
  • recess and stop 12 are arranged on both sides of the central axis in the region of the connection, so that in addition to the centering and the function of the fixation is given.
  • any transverse forces between the pipe part 1 and the counterpart 7 are collected at the connection level, even at high load.
  • the arrangements of recess and stop 12 in tube part 1 and counterpart 7 can also be replaced.
  • the hollow profile sensor can be manufactured as a ready-to-mount sensor.
  • the measuring arrangement 4 of the embodiments of the hollow profile pickup can also be designed according to the resistive, piezoresistive or capacitive measuring principle and comprise one or a multiplicity of corresponding sensors.
  • the wall thickness of the pipe part 1 in the prestressed area is made smaller than the material thickness of the flanges 8, 70, 5 of the pipe part 1 and of the counterpart 7.
  • local stiffeners are created in the connection areas 8, 70, which in turn ensure that these areas are not stretched in the biasing direction, ie not in the direction of force flow P when applying the bias of the profile parts.
  • This is particularly important if the connection is made by means of welding, since a weld often has no predefined, constant weld depth. A welded connection where the weld depth is a variable for the preload is unusable for this device.
  • the measuring arrangement 4 here too preferably consists of a large number of sensors in a row.
  • the connections of the profile parts 1, 7 in this case consist of a multiplicity of connecting points which are arranged equidistantly to discrete sensor elements of the measuring arrangement 4. This ensures that all sensor elements experience symmetrical biasing conditions.
  • sealing cord 10 sealing element, sealing cord

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlprofil-Aufnehmer zum Einbau in Fahrbahnen oder einen Fahrbahnbelag zwecks Erfassung des Gewichts von Fahrzeugen und/oder fahrdynamischer Reaktionen von Fahrzeugen resp. von Fahrzeugrädern auf die Fahrbahn, der einfach und mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar ist. Gelöst ist dies durch ein Rohrteil (1) mit einer Messanordnung (4) im Profilinnern, wobei das Rohrteil (1) einen Krafteinleitungsflansch (2) aufweist, der mit diesem so verbunden ist, dass eine Konzentration von Krafteinwirkungslinien auf die Messanordnung (4) entsteht und dass das Hohlprofil mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet ist.

Description

HOHLPROFIL-AUFNEHMER
Die Erfindung betrifft einen Hohlprofil-Aufnehmer zum Einbau in Fahrbahnen oder einen Fahrbahnbelag zwecks Erfassung des Gewichts von Fahrzeugen und/oder fahrdynamischer Reaktionen von Fahrzeugen resp. von Fahrzeugrädern auf die Fahrbahn sowie zur Erfassung von Fahrzeuggeschwindigkeiten und weiteren Messgrössen .
Sensoren und Messmittel zur Erfassung und Verwiegung von Fahrzeugen in Bewegung ( eigh in motion - WIM) sind bekannt.
Bereits in der EP-A-0491655 ist ein rohrförmiger Aufnehmer beschrieben. In der EP-B-0654654 ist ein weiterer Hohlprofil- Aufnehmer offenbart, der ein Rohrteil aufweist, das in seinem Profilinnern eine Messanordnung enthält, die kraftschlüssig in Verbindung mit der Wand des Rohrteils steht. Das Rohrteil weist einen Krafteinleitungsflansch auf, der flankierend zum Rohrteil mit diesem so verbunden ist, dass eine Konzentration der Krafteinwirkungslinien auf die Messanordnung entsteht und eine mechanische Verstärkerwirkung erzielt wird.
Im Gegensatz zu anderen bekannten Ausführungen, welche Elastomere zwischen den Messelementen und der Krafteinleitung aufweisen, um Querkräfte abzufangen, hat es sich als vorteilhaft für die Genauigkeit erwiesen, wenn der Kraftfluss vom Fahrzeug her durch eine harte Oberfläche zu einem breiten Krafteinleitungsflansch geleitet wird, der wiederum die Kraft gebündelt direkt zum Messelement leitet. Dabei dürfen zwischen Fahrzeugrad und Messelement keinerlei federnde Materialien zwischengelagert sein und es sollten im Wesentlichen alle Kraftlinien P durch das Messelement führen um Kraftneben- Schlüsse zu vermeiden.
Der Sensor ist in der genannten Anordnung ein Quarzkristallsensor mit stabilen elektrischen und mechanischen Eigen- Schäften, der von lateralen Kräften abgekoppelt ist und keine störende Signaldrift aufweist.
Derartige Hohlprofil-Aufnehmer funktionieren über lange Zeit zuverlässig, doch sind aufgrund der geschlossenen einstücki- gen Form des Hohlprofils Herstellung und Montage sehr aufwändig. Eine industrielle Fertigung insbesondere für hohe Stückzahlen ist somit kaum realisierbar und nicht wirtschaftlich.
Piezoelektrische Messelemente sind unter Vorspannung in einer Sensorstruktur einzubauen. Beim Stand der Technik wird die Vorspannung erzeugt, indem die Sensorelemente mit einer Überdeckung hergestellt und nachfolgend im Hohlprofil montiert werden .
Es ist nicht möglich die lokale Vorspannkraft einzustellen und zu kontrollieren, da sie von verschiedenen Faktoren ab- hängig ist, z. B. von der Höhe, Ebenheit und Parallelität der Auflageflächen über die gesamte Profillänge, der Höhe der Messanordnung, der Querschnittsgeometrie insbesondere des Rohrteils oder auch vom Elastizitätsmodul des Profilwerkstoffs (z.B. Aluminium, Stahl oder andere Legierungen). Bei einem geschlossenen Hohlprofil kann eine über die Länge gleichmässige Vorspannung erreicht werden, wenn die Wandstärke mit hoher Genauigkeit gleichmässig ausgestaltet ist. Doch es ist mit zunehmender Länge nahezu unmöglich, die Auflageflächen im Innenraum, zwischen denen die Messelemente an- geordnet werden, über die gesamte Profillänge gleichmässig genau zu bearbeiten. Eine kleine Ungenauigkeit dieser Geometrien führt bereits zu verschiedenen Vorspannungen in den einzelnen Messelementen und somit zu Ungenauigkeiten der Messresultate .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hohlprofil-Aufnehmer unter Meidung der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik zu verbessern. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die Bereitstellung eines geteilten, insbesondere eines zweiteiligen Hohlprofils können die Teile des Hohlprofils einfacher hergestellt werden und deren Verbindungs- resp. Auflageflächen sind in beliebiger Länge maschinell und mit hoher Genauigkeit bearbeitbar. Die Toleranzanforderungen bzgl. Höhe, Ebenheit und Parallelität sind mit geringerem Aufwand erfüllbar. Die aus der EP-B-0654654 bekannte und vor- teilhafte Anordnung von Krafteinleitungsflanschen wird weitgehend beibehalten.
Bevorzugte Ausführungsformen des Hohlprofil-Aufnehmers sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart. So kann entweder das Rohrteil selbst geteilt sein oder ein offenes Rohrteil wird von einem Gegenstück mit Kraftverankerungsflansch verschlossen. Die Verbindung der Teile kann mittels kraft-, stoff- oder auch formschlüssiger Verbindungstechnologien erfolgen.
Die Erfindung ist nicht auf die explizit dargestellten Ausführungsformen begrenzt.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher beschrieben, wobei Referenzzahlen in allen Figuren stets für dieselben Bezeichnungen verwendet werden. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1: einen Hohlprofil-Aufnehmer gemäss EP-B-0654654;
Fig. 2: einen erfindungsgemässen Hohlprofil-Aufnehmer in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3: einen erfindungsgemässen Hohlprofil-Aufnehmer in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 4: Beispiele zur Verbindung der Profilteile.
Die Fig. 1 beschreibt einen Hohlprofil-Aufnehmer nach dem Stand der Technik. Die durch die Pfeile dargestellten Kraft- linien P erzeugen eine gesammelte Kraft im Hohlprofil- Aufnehmer, dargestellt durch einen Doppelpfeil, der zentral durch das mittig dargestellte Messelement verläuft.
In weiteren bekannten Ausführungen wird die Kraft vom Rad der überfahrenden Fahrzeuge nicht gebündelt in das Messelement eingeleitet sondern verläuft vom jeweiligen Standort aus relativ senkrecht oder teilweise über seitliche Abstützungen in den Boden, wobei jeweils nur eine Komponente der Kraft durch das Messelement verläuft. Solche Ausführungen haben sich als ungenügend erwiesen bezüglich der heute erforderlichen Genauigkeit für die genannten Anwendungen. Zudem lassen sich mit den meisten älteren Anwendungen keine Schubkräfte ermitteln. Wichtig ist zudem, dass die Messanordnung unter Vorspannung eingebaut ist. Die Erfindung betrifft daher nur solche Aus- führungen, bei welchen eine Konzentration der Kraftwirkungslinien auf die Messeinrichtung entsteht. Zudem sollten sie geeignet sein, Schubmessungen durchzuführen durch Verwendung von Schubsensoren in der Messanordnung.
Fig. 2 zeigt einen Hohlprofil-Aufnehmer mit einem offenen und z. B. rohrförmigen oder U-förmigen Rohrteil. 1 mit einem Krafteinleitungsflansch 2 und einer Halterung 3 für eine Messanordnung 4 sowie einem entsprechend geformten Gegenstück 7 mit einem Kraftverankerungsflansch 5 zur Befestigung im Fahrbahngrund und einer Halterung 6 für die Messanordnung 4. Der Aufnehmer ist lang ausgestaltet und somit mehr als 10 mal so lang wie breit oder hoch, da er sich über einen massgeblichen Teil der Fahrbahn erstrecken muss. In der Regel ist er zwischen 1 und 4 m lang und weniger als .10 cm, vorzugsweise etwa 5 cm breit und hoch.
Fig. 2 zeigt insbesondere das Hohlprofil mit dem Rohrteil 1 und mit der Messanordnung 4 im Profilinnern, wobei das Rohrteil 1 den Krafteinleitungsflansch 2 aufweist, der mit diesem so verbunden ist, dass eine Konzentration von Krafteinwir- kungslinien P auf die Messanordnung 4 entsteht. Das Rohrteil 1 ist dem Gegenstück 7 zugeordnet:
Das Hohlprofil kann insbesondere eine im Wesentlichen runde Form aufweisen, doch dies ist in keiner Weise zwingend. U- Förmige, ovale aber auch im Wesentlichen rechteckige und andere Querschnittsformen des Rohrprofils können bei entsprechender Ausgestaltung ebenso gute Resultate liefern. Entscheidend ist, dass jede Krafteinwirkungslinie P senkrecht durch die Messanordnung 4 geleitet wird, ungeachtet dessen, wo genau die Kraft auf dem Krafteinleitungsflansch 2 angreift, ohne dass dadurch Querkräfte an der Messanordnung 4 entstehen. Andererseits, falls Querkräfte am Krafteinleitungsflansch 2 angreifen, sollen diese gleichermassen als Querkräfte an der Messanordnung 4 auftreten.
Erfindungsgemäss ist das Hohlprofil zweiteilig in die zwei Profilteile Rohrteil 1 und Gegenstück 7 ausgebildet. Zudem sind die Profilteile 1, 7 an Verbindungsbereichen derart miteinander verbunden, dass durch Einstellen der Verspannung der Profilteile 1, 7 gegeneinander die Vorspannkraft über die Länge des Hohlprofil-Aufnehmers vergleichmässigt wird.
Durch diese zweigeteilte Ausgestaltung des Hohlprofils kann einerseits die Bearbeitung der Halterungen 3, 6 einfacher mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden. Andererseits kann bei der Verbindung der Profilteile 1, 7 noch die Feineinstellung erfolgen. Dazu kann die Vorspannung beispielsweise erst durch Klemmen bis zur gewünschten Stärke, die an den Messelementen ermittelt werden kann, angebracht werden, bevor die definitive Fixierung der Profilteile zueinander, beispielsweise durch eine Verschweissung dieser Kom- ponenten, erfolgt. Oder die Vorspannung kann durch Schrauben an Flanschen erfolgen, wobei beim Festziehen der Schrauben ebenfalls die Messelemente einzeln oder gesamthaft als Indikatoren für die Vorspannkraft verwendet werden können. Damit soll durch präzise lokale Einstellungen das Ziel erreicht werden, dass die Vorspannkraft über die gesamte Länge des Hohlprofils einen konstanten Wert hat.
In der erfindungsgemässen Ausführungsform ist die Messanord- nung 4 zwischen nicht näher bezeichneten Auflageflächen der Halterungen 3 und 6 angeordnet und positioniert. Die Messanordnung 4 umfasst in dieser Ausführungsform einen piezoelektrischen Sensor, z.B. Quarz oder andere Kristalle oder Piezokeramik oder Piezofolie. Dieser enthält Piezokristalle, die nur auf Druck empfindlich sind und/oder solche, die nur auf Schub senkrecht zur Achse des Hohlprofil-Aufnehmers empfindlich sind. Die Messanordnung kann dabei modular so aufgebaut sein, dass nur Gewichtsanteile, nur Schubanteile oder Gewichts- und Schubanteile, die auf die Fahrbahnoberfläche wirken, messbar sind. Die Wirkungsweise des Messelements entspricht der Lehre der EP-B-0654654.
Das Rohrteil 1 ist erfindungsgemäss mit einem Flansch 8 versehen, welcher auf dem Kraftverankerungsflansch 5 befestigt ist. In Figur 2 ist eine Schraubverbindung des Flansches 8 mit dem Kraftverankerungsflansch 5 dargestellt, wobei ein Dichtelement 10 zwischen beiden Flanschen 8, 5 zusätzlich angeordnet ist. Das Dichtelement 10 verschliesst den Innenraum innerhalb des Rohrteils 1 entlang des Flansches 8.
In einer weiteren Ausführungsform gemäss Figur 3 ist das Rohrteil 1 in Querrichtung etwa halbiert ausgeführt, sodass der Flansch 8 auf einem Lagerflansch 70 des Gegenstückes 7, vom Kraftverankerungsflansch 5 in Querrichtung beabstandet gelagert befestigt ist. Die Messanordnung 4 kommt damit in etwa auf gleicher Höhe wie der Flansch 8 des Rohrteils 1 und des Lagerflansches 70 des Gegenstückes 7 zu liegen und befindet sich zentral im Hohlprofil. Die Flansche 8, 70 und damit das Rohrteil 1 mit dem Gegenstück 7 sind unlösbar miteinander verschweisst , was mit einer Schweissnaht 9 angedeutet ist. Fig. 4 zeigt Möglichkeiten zur Verbindung des Rohrteils 1 mit dem Gegenstück 7 am Beispiel von Verbindungen zwischen Flansch 8 und dem Kraftverankerungsflansch 5.
Dies kann z. B. mittels Schweissnaht 9 (a) , Kleben (b) , Schrauben (c, f ) , Nieten (d) oder Klemmen (e) , unter Erzeugung der erforderlichen Vorspannkraft auf die Messanordnung 4 ausgeführt . sein . Beim Kleben wird eine Klebschicht 11 ausgebildet, welche neben der klebenden Funktion auch den Profilinnenraum abdichtet. Bei den kraft- und/oder formschlüssigen Verbindungen ist jeweils mindestens ein Dichtelement 10 angeordnet.
Die oben aufgeführten Verbindungsmöglichkeiten sind auch bei einer Verbindung zwischen dem Flansch 8 und dem Lagerflansch 70 verwendbar. Es ist vorteilhaft, das Rohrteil 1 mit defi- nierten Flächen in Form des Flansches 8 und definierte Flächen in Form des Lagerflansches 70 oder des Kraftverankerungsflansches 5 vorzusehen, damit eine reproduzierbare Verbindung des mehrteiligen Hohlprofil-Aufnehmers gesichert ist.
In beiden gezeigten Ausführungs formen nach Fig. 2 und 3 kön- nen die Auflageflächen der Halterungen 3, 6 einfach und genau maschinell bearbeitet werden. Dies gewährleistet, dass die beiden Halterungen 3, 6 eine hohe Ebenheit und Parallelität zueinander aufweisen, wodurch die Messanordnung 4 gleichmäs- sig über die Länge des Hohlprofil-Aufnehmers vorgespannt wer- den kann, selbst wenn die Verbindung durch eine Verschweis- sung zustande kommt, wobei auf eine individuelle, Einstellung beispielsweise durch Schrauben, verzichtet wird.
Die Vorspannung der Messelemente erfolgt durch zusammenpressen beider Profilteile, wobei das Rohrteil 1 gedehnt wird und eine Vorspannkraft durch die Halterungen 3, 6 auf die Messanordnung 4 ausübt. Die Profilteile werden nachfolgend wie vorgenannt verbunden. Somit ist die Messanordnung 4 einsatzfähig fixiert und vorgespannt. Durch Einstellen der Verspannung der Profilteile gegeneinander kann die Vorspannkraft verstärkt werden. Ebenso kann die Vorspannkraft über die Länge des Hohlprofil-Aufnehmers lokal eingestellt werden, was eine Feineinstellung der Vorspannung an verschiedenen Stellen des Profils ermöglicht.
Aufgrund der offenen Konstruktion des Hohlprofil-Aufnehmers ist eine sichere Abdichtung über die gesamte Profillänge erforderlich. Bei Schweissung oder Klebung erfolgt dies direkt über das Fügeverfahren durch eine Schweissnaht 9 oder eine Klebschicht 11, während dies beim Schrauben, Nieten oder Klemmen durch ein flaches Dichtelement 10 oder durch Vergussmasse erreicht werden kann. Alternativ dazu kann, wie in Fig. 4f) dargestellt, auch ein Dichtelement 10 in Form einer Dichtschnur 10 in eine entsprechende, dafür vorgesehene Aus- sparung eingelegt werden, die einseitig oder beidseitig der Dichtungsebene angebracht sein kann.
In der Fig. 4g) ist eine Zoomansicht der Fig. 4f) im Bereich der Dichtschnur 10 dargestellt. Die Aussparung mit dem Dichtelement 10 befindet sich vorzugsweise im Rohrteil 1. Erfin- dungsgemäss ist im Gegenstück 7, auf der anderen Seite der Dichtebene, gegenüber der Aussparung, ein Anschlag 12 angebracht, der in die Aussparung eingreift und die Zentrierung zwischen Rohrteil 1 und Gegenstück 7 gewährleistet. Vorzugsweise sind Aussparung und Anschlag 12 beidseits der zentralen Achse im Bereich der Verbindung angeordnet, damit zusätzlich zur Zentrierung auch die Funktion der Fixierung gegeben ist. So werden, auch bei grosser Belastung, allfällige Querkräfte zwischen dem Rohrteil 1 und dem Gegenstück 7 an der Verbindungsebene aufgefangen. Die Anordnungen von Aussparung und Anschlag 12 in Rohrteil 1 und Gegenstück 7 können auch ausgetauscht werden.
Stirnseitig wird der Hohlprofil-Aufnehmer in üblicher Weise z. B. mittels eines nicht dargestellten Stopfens verschlos- sen. Analog zur Lehre der EP-B-0654654 kann der Hohlprofil- Aufnehmer als einbaufertiger Aufnehmer hergestellt werden.
Die Messanordnung 4 der Ausführungsformen des Hohlprofil- Aufnehmers kann auch nach dem resistiven, piezoresistiven oder kapazitiven Messprinzip ausgelegt sein und einen oder eine Vielzahl entsprechender Sensoren umfassen.
Im erfindungsgemässen Hohlprofil-Aufnehmer ist insbesondere die Wandstärke des Rohrteils 1 im vorgespannten Bereich geringer ausgestaltet ist als die Materialstärke der Flansche 8, 70, 5 des Rohrteils 1 und des Gegenstückes 7. Dadurch werden lokale Versteifungen in den Verbindungsbereichen 8, 70 geschaffen, welche wiederum dafür sorgen, dass diese Bereiche bei der Aufbringung der Vorspannung der Profilteile nicht in Vorspannrichtung, also nicht in Kraftflussrichtung P gedehnt werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Verbindung mittels Schweissung zustande kommt, da eine Schweissung oft keine vordefinierte, konstante Schweisstiefe aufweist. Eine Schweissverbindung, bei der die Schweisstiefe eine Variable für die Vorspannung ist, ist unbrauchbar für diese Vorrich- tung. Durch eine Versteifung der Flansche 8, 70, 5 kann in jedem Fall, ungeachtet der Verbindungstechnik, die erforderliche Genauigkeit viel besser gewährleistet werden. Die Vorspannung muss reproduzierbar sein und darf nicht, von der Güte der Befestigung abhängen.
Wie in der Anordnung im Stand der Technik besteht auch hier die Messanordnung 4 vorzugsweise aus einer Vielzahl von Sensoren in einer Reihe. Erfindungsgemäss bestehen die Verbindungen der Profilteile 1, 7 in diesem Fall aus einer Vielzahl von Verbindungsstellen, welche äquidistant zu diskreten Sen- sorelementen der Messanordnung 4 angeordnet sind. So ist gewährleistet, dass alle Sensorelemente symmetrische Vorspannbedingungen erfahren. Bezugszeichenliste
1 Rohrteil
2 Krafteinleitungsflansch
3 Halterung
4 Messanordnung
5 Kraftverankerungsflansch
6 Halterung
7 Gegenstück
70 Lagerflansch
8 Flansch
9 Schweissnaht
10 Dichtelement, Dichtschnur
11 Klebschicht
12 Anschlag
P Kraftlinie

Claims

Patentansprüche
1. Hohlprofil-Aufnehmer, z. B. zum Einbau in Fahrbahnen oder einen Fahrbahnbelag zwecks Erfassung des Gewichts von Fahrzeugen und/oder fahrdynamischer Reaktionen von Fahr-
5 zeugen resp. von Fahrzeugrädern auf die Fahrbahn sowie zur Erfassung von Fahrzeuggeschwindigkeiten und weiteren Messgrössen, umfassend ein Rohrteil (1) mit einer Messanordnung (4) im Profilinnern, wobei das Rohrteil (1) einen Krafteinleitungsflansch (2) aufweist, der mit diesem so 10 verbunden ist, dass eine Konzentration von Krafteinwirkungslinien auf die Messanordnung (4) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet ist.
2. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15. zeichnet, dass das Rohrteil (1) als offenes Profil ausgebildet ist.
3. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rohrteil (1) ein Gegenstück (7) zugeordnet ist.
0 4. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil (1) geteilt ausgeführt ist.
5. Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil (1) mit einem Flansch (8) versehen ist.
5 6. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil (1) mit dem Gegenstück (7) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.
7. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dichtelement (10) zwischen 0 den Teilen des Hohlprofils angeordnet ist.
8. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergussmasse zum Abdichten des Pro- filinnenraumes angewendet ist.
9. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Rohrteil (1) mit dem Gegenstück (7)
Stoffschlüssig verbunden ist.
10. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil (1) mit einem Flansch (8) versehen an einem Kraftverankerungsflansch (5) oder einem Lagerflansch (70) des Gegenstückes (7) befestigt ist.
11. Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung (4) einen piezoelektrischen, einen piezoresistiven, einen kapazitiven und/oder einen resistiven Sensor umfasst.
12. Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile Rohrteil (1) und Gegenstück (7) über Halterungen (3, 6) verfügen, zwischen welchen die Messanordnung (4) angeordnet ist.
13. Hohlprofil-Aufnehmer Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile Rohrteil (1) und Gegenstück (7) durch Verspannung zueinander derart miteinander verbunden sind, dass über die Halterungen (3, 6) eine Vorspannkraft auf das Messelement (4) erzeugt wird.
14. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung auf die Messanordnung (4) durch Dehnung des Rohrteils (1) erfolgt.
15. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannung der Profilteile (1, 7) zueinander über die Länge des Hohlprofil-Aufnehmers einstellbar ist.
Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Einstellung der Verspannung der Profilteile (1, 7) zueinander die Vorspannung auf die Messanordnung (4) vergleichmässigt ist.
Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Rohrteils (1) im vorgespannten Bereich geringer ausgestaltet ist als die Materialstärke der Flansche (8, 5, 70) des Rohrteils (1) und des Gegenstückes (7).
Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung (4) aus einer Vielzahl von Sensoren in einer Reihe besteht .
Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Profilteile (1, 7) aus einer Vielzahl von Verbindungsstellen besteht, welche äquidistant zu diskreten Sensorelementen der Messanordnung 4 angeordnet sind.
Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halterungen (3, 6) eine hohe Ebenheit und Parallelität zueinander aufweisen.
Hohlprofil-Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlprofil- Aufnehmer geeignet ist, Schubmessungen durchzuführen unter Verwendung von Schubsensoren in der Messanordnung (4) .
Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) in Form einer Dichtschnur (10) in einer entsprechenden, dafür vorgesehenen Aussparung angeordnet ist.
23. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 6 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohrteil (1) eine Aussparung angeordnet ist und gegenüber dieser Aussparung im Gegenstück (7) ein Anschlag (12) angebracht, ist, der in die Aussparung eingreift und eine Zentrierung zwischen Rohrteil (1) und Gegenstück (7) gewährleistet.
24. Hohlprofil-Aufnehmer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Aussparungen und Anschläge (12) beidseitig einer zentralen Achse im Hohlprofil- Aufnehmer im Bereich der Verbindung angeordnet sind, damit zusätzlich zur Zentrierung auch eine Fixierung zwischen Rohrteil (1) und Gegenstück (7) gewährleistet ist.
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