FI88437C

FI88437C - ARRANGEMANG FOER VAEGNING AV EN LAST

Info

Publication number: FI88437C
Application number: FI902716A
Authority: FI
Inventors: Lauri Remes; Jyrki Jussila
Original assignee: Tamtron Oy
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1993-05-10
Also published as: FI902716A; FI88437B; FI902716A0

Description

1 88437 Järjestely kuorman punnitsemiseksi - Arrangemang för vägning av en last 51 88437 Arrangement for weighing the load - Arrangemang för vägning av en last 5

Keksintö koskee järjestelyä ajoneuvossa tai vastaavassa yksikössä jousien varassa olevan painon ja siitä riippuvien suureiden mittaamiseksi käyttämällä välimatkojen päässä toisistaan olevien jousien yhteyteen sijoitettuja useita 10 antureita, joiden antamien mittaussignaalien perusteella mitattava paino lasketaan.The invention relates to an arrangement for measuring the weight resting on springs in a vehicle or similar unit and using a plurality of sensors arranged in connection with springs spaced apart from each other, on the basis of which the weight to be measured is calculated.

Useissa yhteyksissä on erittäin tärkeää tietää joko kuorman tai ajoneuvon koko paino, akselipainot tai painon jakautuma 15 tai muu painosta riippuva suure. Tällä alueella ovat lainsäädännön asettamat vaatimukset kaikkialla maailmassa tulossa tiukemmiksi. Samoin kaupalliset vaatimukset asettavat yhä suurempia tarkkuusvaatimuksia kuorman painon tarkalle tietämiselle.In many contexts, it is very important to know the total weight of either the load or the vehicle, the axle weights or the weight distribution 15 or other weight-dependent quantity. Legislative requirements in this area are becoming more stringent around the world. Similarly, commercial requirements place ever-increasing demands on the accuracy of knowing the exact weight of a load.

2020

Tunnetaan lukuisia vaakalaitteita, joiden päälle ajoneuvo tai ajoneuvoyhdistelmä ajetaan kokonaan tai osittain ajoneuvon ja siten kuorman punnitsemista varten. Tällaiset vaaka-laitteet joudutaan kuitenkin useimmiten sijoittamaan kiin-25 teästi, jolloin niiden käytettävyys on erittäin rajattu.Numerous horizontal devices are known on which a vehicle or a combination of vehicles is driven in whole or in part for weighing the vehicle and thus the load. However, such horizontal devices often have to be placed permanently, so that their usability is very limited.

Yleensä sellaisia on käytettävissä vain suurehkoissa teollisuuslaitoksissa tai vastaavissa. Voidaan myös käyttää ajoneuvon pyörien alle sijoitettavia erillisiä vaakalaitteita, mutta niiden käyttö on hankalaa ja hidasta ja vaatii hyvän 30 alustan.In general, they are only available in larger industrial plants or the like. It is also possible to use separate horizontal devices placed under the wheels of the vehicle, but they are cumbersome and slow to use and require a good 30 chassis.

Tämän lisäksi on olemassa suuri määrä ajoneuvon jousitusjärjestelmän yhteyteen sijoitettuja mittauslaitteita, kuten julkaisuissa GB-1 290 674 ja GB-2 178 546 sekä DE-1 030 35 206 esitetyt järjestelyt. Käytännöllisesti katsoen kaikki jousitusjärjestelmän yhteyteen sijoitetut painonmittaus-järjestelyt perustuvat tavalla tai toisella ajoneuvon jousituksen sallimaan pystysuoraan liikematkaan, jonka kuormituk- 2 88437 sen lisäys aiheuttaa. Tämä kuitenkin johtaa huomattaviin ja potentiaalisiin virhelähteisiin, koska jousituksen jousivakiot ovat jo alunperin eri suuruisia ja muuttuvat aikaa myöten ja tämän lisäksi jousitus järjestelmissä olevat nive-5 let ja jousielementtien liike toisiinsa nähden aiheuttaa kitkavoimia, jotka vääristävät mittaustuloksen. Nämä järjestelyt eivät olekaan siten yleistyneet. PCT-hakemuksessa FI-89/00066 on esitetty pyöräakselistojen ja runkorakenteen väliin, ts. jousituksen rinnalle, sijoitettu hydraulinen 10 mittausjärjestely, jossa ajoneuvon runkoa nostetaan mittausta varten pois jousien varasta ja hydraulinestetilavuus pidetään kuormauksen aikana vakiona jousituksen liikkeen estämiseksi kuormauksen aikana ja siten sen vaikutuksen eliminoimiseksi.In addition to this, there are a large number of measuring devices placed in connection with the vehicle suspension system, such as those described in GB-1,290,674 and GB-2,178,546 and DE-1,030,356. Virtually all weight measurement arrangements placed in connection with the suspension system are based in one way or another on the vertical travel allowed by the suspension of the vehicle due to the increase in load. However, this leads to significant and potential sources of error, since the spring constants of the suspension are initially of different magnitudes and change over time, and in addition the nive-5 let and the movement of the spring elements in the suspension systems cause frictional forces that distort the measurement result. These arrangements have therefore not become widespread. PCT application FI-89/00066 discloses a hydraulic measuring arrangement 10 placed between the wheel axles and the frame structure, i.e. next to the suspension, in which the vehicle body is lifted off the springs for measurement and the hydraulic fluid volume is kept constant during loading to prevent suspension movement during loading and thus eliminate its effect. .

1515

Julkaisussa DE-1 960 429 on esitetty järjestely, jossa on sijoitettu useita hydraulisylintereitä kuormauspinnan ja ajoneuvon rungon väliin, ja jossa samoin kuin edellä kuvatussa PCT-hakemuksessa kuorma on oleellisesti hydraulisylin-20 tereiden varassa kuormauksen aikana ja nestetilavuus pidetään vakiona. Tämä järjestely on varsin monimutkainen ja vaatii tavanomaiseen lavarakenteeseen verrattuna paljon ylimääräisiä komponentteja, nimenomaan hydraulisylintereitä, joten tämän järjestelyn toteutus on suhteellisen kallis.DE-1 960 429 discloses an arrangement in which a plurality of hydraulic cylinders are arranged between the loading surface and the vehicle body, and in which, as in the PCT application described above, the load rests substantially on the hydraulic cylinder blades during loading and the fluid volume is kept constant. This arrangement is quite complex and requires a lot of additional components compared to a conventional platform structure, namely hydraulic cylinders, so the implementation of this arrangement is relatively expensive.

25 Järjestely on myös suhteellisen epätarkka, koska lämpötilaerot aiheuttavat laajassa hydraulijärjestelmässä painevaih-teluita, ja koska hydraulisylintereissä kitka johtaa virheisiin, mikä korostuu vielä siitä syystä, että sylintereitä on useita. Nämä ongelmat esiintyvät kaikissa hydrauliikkaan 30 perustuvissa menetelmissä.The arrangement is also relatively inaccurate, as temperature differences cause pressure fluctuations in a large hydraulic system, and because friction leads to errors in the hydraulic cylinders, which is further accentuated by the fact that there are several cylinders. These problems occur in all hydraulically based methods.

Tämän lisäksi on kuormituksia pyritty mittaamaan ajoneuvon akselistorakenteisiin sijoitetuilla venymäliuskoilla, jotka mittaavat kuorman aiheuttamia jännitysmuutoksia kiinteissä 35 rakenneosissa. Näillä on kuitenkin huomattavana ongelmana se, että jännitykset eivät riipu useinkaan lineaarisesti kuormituksesta vaan kuorman ja jännityksen välinen riippuvuus tulee niin monimutkaiseksi, että se käytännössä johtaa 3 88437 niin epätarkkaan tulokseen, että järjestelmän hyöty on kyseenalainen.In addition, attempts have been made to measure loads with strain gauges placed in the axle structures of the vehicle, which measure the stress changes caused by the load in the fixed components. However, a significant problem with these is that the stresses often do not depend linearly on the load but the dependence between the load and the stress becomes so complex that in practice it leads to 3 88437 such an inaccurate result that the benefit of the system is questionable.

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada ajoneuvossa tai vastaa-5 vassa kuormauspainon punnitsemiseksi sellainen mittausjärjestely, joka antaa kuormatusta painosta luotettavan mittaustuloksen ja mahdollistaa kuormitusjakauman tulostamisen ja jonka antamaan mittaustulokseen ajoneuvon jousitus ja akselistorakenne ei aiheuta virhettä ja joka järjestely 10 myös antaa tarkan mittaustuloksen riippumatta ajoneuvon asennosta tai kuorman sijoituskohdasta kuormauslava11a sekä mahdollistaa punnituksen muulloinkin kuin kuormauksen aikana. Tämän lisäksi keksinnön tavoiteenä on saada aikaan järjestely, joka on sijoitettavissa paitsi uusiin ajoneuvoi-15 hin myös vanhoihin jälkikäteen ja joka on rakenteeltaan sellainen, että se ei käytön aikana helposti vaurioidu. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan järjestely, joka edellyttää mahdollisimman vähän lisäkomponentteja normaaliin ajoneuvorakenteeseen ja antaa tarkan mittaustu-20 loksen riippumatta lämpötilavaihteluista ja muista olosuhde-muutoksista. Keksinnön tavoitteena on siten saada aikaan järjestely, joka on toimintavarma sekä hinnaltaan edullinen.It is an object of the invention to provide a measuring arrangement for weighing a load weight in a vehicle or the like which gives a reliable measurement result of the loaded weight and allows the load distribution to be printed and which does not cause error in the vehicle suspension and axle structure and which arrangement 10 also gives an accurate measurement result regardless of vehicle position. pallet11a and allows weighing other than during loading. In addition, it is an object of the invention to provide an arrangement which can be placed not only in new vehicles but also in old retrofits and which is designed in such a way that it is not easily damaged during use. It is a further object of the invention to provide an arrangement which requires as few additional components as possible for a normal vehicle structure and gives an accurate measurement result regardless of temperature variations and other changes in conditions. The object of the invention is thus to provide an arrangement which is reliable and inexpensive.

Keksinnön mukaisen järjestelyn avulla saadaan aikaan ratkai-25 seva parannus edellä esitetyissä epäkohdissa ja toteutettua edellä määritellyt tavoitteet. Tämän aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle järjestelylle tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. 1 2 3 4 5 6By means of the arrangement according to the invention, a decisive improvement in the above-mentioned drawbacks is achieved and the objectives defined above are achieved. To achieve this, the arrangement according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1. 1 2 3 4 5 6

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää sitä, että ajoneu 2 von kuormasta tai kuormaeristä, olivatpa ne lastitilassa 3 tai muualla ajoneuvossa, ja myös painon jakautumisesta saa 4 daan aina tarkka ja luotettava punnitustulos riippumatta 5 ajoneuvon asennosta kuormauksen aikana. Tämän lisäksi etuna 6 on, että järjestely on hankintakustannuksiltaan edullinen ja sijoitettavissa useisiin erityyppisiin ajoneuvoihin ja erityisen edullisesti lehtijousilla tai lehtijousipakoilla varustettuihin ajoneuvoihin siten, että varsinaisia lisäosia 4 88437 ei tule. Tämän lisäksi keksinnön etuna on se, ettei järjestely lainkaan edellytä hydrauliikan käyttöä mittausväliai-neena, jolloin toiminta on luotettavaa myös äärilämpötilois-sa ja likaisissa olosuhteissa ja huolimattomassa käytössä, 5 jolloin hydraulijärjestelmät helposti antavat virheellisen tuloksen. Etuna on, että järjestelyllä on saatavissa sekä ajoneuvon ohjaamoon ja/tai ajoneuvon ulkopuolelle kuormaa-jalle tai muulle tieto kuorman painosta jo kuorman teon aikana eikä vasta kuormauksen jälkeen. Oikea kuormauspaino 10 ja painonjakautuma ajoneuvosta tai vastaavasta mahdollistaa myös optimaalisen kuljetustuloksen aikaansaamisen. Toisaalta järjestelmää voidaan käyttää hyväksi valvontatyössä sekä viranomaisten toimesta että mahdollisen kaupan osapuolten välillä.The most important advantage of the invention is that the vehicle 2 von load or load batches, whether in the load compartment 3 or elsewhere in the vehicle, and also the weight distribution 4 always give an accurate and reliable weighing result regardless of the position of the vehicle during loading. In addition, the advantage 6 is that the arrangement is inexpensive to purchase and can be placed in several different types of vehicles and particularly preferably in vehicles equipped with leaf springs or leaf spring exhausts, so that the actual additional parts 4 88437 do not come. In addition, the invention has the advantage that the arrangement does not require the use of hydraulics as a measuring medium at all, whereby the operation is reliable even in extreme temperatures and dirty conditions and in careless operation, whereby the hydraulic systems easily give an erroneous result. The advantage is that the arrangement provides information on the weight of the load both during the load and not only after loading, both in the cab of the vehicle and / or outside the vehicle to the loader or otherwise. The correct loading weight 10 and the weight distribution from the vehicle or the like also make it possible to achieve an optimal transport result. On the other hand, the system can be used for control work both by the authorities and between the parties to a potential trade.

1515

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla, joissa kuvio 1 esittää sivulta päin kuorma-autoa, johon on sijoi-20 tettu eräs keksinnön mukainen punnitus järjestely, kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista anturilaitetta ulkoapäin ajoneuvon muut osat pitkin tasoa B-B leikattuna, 25 kuvio 3 esittää kuvion 2 anturilaitetta poikkileikkauksena pitkin tasoa C-C, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen anturilaitteen järjestelyä telipyörästöllisessä akselistorakenteessa samasta suun-30 nasta katsottuna kuin kuvio 1, ja kuvio 5 esittää kuvion 4 rakennetta ylhäältä päin tasossa A-A nähtynä.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a side view of a truck fitted with a weighing arrangement according to the invention, Figure 2 shows a sensor device according to the invention cut from the outside along other parts of the vehicle, Figure 3 shows Fig. 2 shows the sensor device of Fig. 2 in cross section along the plane CC, Fig. 4 shows the arrangement of the sensor device according to the invention in a bogie axle structure seen from the same direction as Fig. 1, and Fig. 5 shows the structure of Fig. 4 seen from above in plane AA.

35 Kuviossa 1 on esitetty sivukuva kuorma-autosta, jossa on keksinnön mukaiset järjestelyt jousien varassa olevan painon Q mittaamiseksi. Tämä paino Q sisältää ajoneuvon kaiken jousitetun massan. Tämä jousitettu massa kuormittaa osuuk- 5 88437 silla QF etummaista pyöräparia 1 ja QB takimmaista pyörä-paria 2, silloin kun autossa joko ei ole telipyöriä tai ne ovat ylösnostettuja. Mahdolliset telipyörät 3 on kuvioon 1 merkitty katkoviivalla, mutta tässä tarkastelussa aluksi 5 yksinkertaisuuden vuoksi katsotaan, että ajoneuvossa on vain etummainen pyöräpari 1 ja takimmainen pyöräpari 2. Etummaisen pyöräparin 1 molemmat pyörät on tässä tapauksessa jousitettu kumpikin lehti jousella tai lehtijousipakoilla 5 ja takimmaisen pyöräparin 2 molemmat pyörät lehti jousilla 10 tai lehtijousipakoilla 4. Keksinnön mukaisesti on etupyörien lehti jousien 5 toisen pään kiinnityskohdan 7 yhteyteen järjestetty keksinnön mukainen anturi ja samoin takimmaisten pyörien jousien 4 toisen pään kiinnityskohdan 6 yhteyteen järjestetty keksinnön mukainen anturi. Siten etuakseliston, 15 ts. etummaisen pyöräparin yhteydessä on kaksi anturia ja samoin taka-akseliston pyöräparin 2 yhteydessä kaikkiaan kaksi anturia, joten koko ajoneuvossa on neljä keksinnön mukaista anturia. Näiden antamista mittaussignaaleista voidaan mitata ja laskea kokonaiskuorma Q ja osuudet QF ja 20 GB eri akselistoille tai jakautuma eri pyörille.Figure 1 shows a side view of a truck with arrangements according to the invention for measuring the weight Q on the springs. This weight Q includes all the sprung mass of the vehicle. This sprung mass loads the front wheel pair 1 QF and the rear wheel pair 2 QB on the section QF when the car either has no bogie wheels or is raised. Possible bogie wheels 3 are indicated by a broken line in Fig. 1, but for the sake of simplicity in this view, it is initially considered that the vehicle has only a front wheel pair 1 and a rear wheel pair 2. Both wheels of the front wheel pair 1 are in each case sprung with spring or leaf springs 5 and rear wheels wheels with leaf springs 10 or leaf spring packs 4. According to the invention, the front wheel leaf is a sensor according to the invention arranged in connection with the second end mounting point 7 of the springs 5 and likewise a sensor according to the invention arranged in connection with the second end mounting point 6 of the rear wheel springs 4. Thus, there are two sensors in connection with the front axle, i.e. the front pair of wheels, and likewise a total of two sensors in connection with the pair of wheels in the rear axle 2, so that the whole vehicle has four sensors according to the invention. From the measurement signals given by these, the total load Q and the proportions QF and 20 GB for different axle sets or the distribution for different wheels can be measured and calculated.

Vain yhden keksinnön mukaisen anturin käyttö aina yhden jousen 4 tai 5 yhteydessä perustuu siihen, että vaikka pyörän akselin tuentakohta lehtijousen pituudella saattaa 25 eri automerkeissä vaihdella samoin kuin lehtijousien pituudet, pysyvät jousen kiinnityskohtien ja pyöräakselin 8 kiinnityskohdan välimatkojen suhteet kuormituksesta riippumatta varsin tarkoin muuttumattomina, joten yhdelle anturille tulee aina sama osuus pyörän kokonaiskuormasta, jolloin 30 kokonaiskuorma on käänteisesti laskettavissa tästä osuudesta. Mikäli lehtijouset tai lehtijousipakat 4, 5 ovat pituussuunnassaan symmetrisiä ja pyöräakselit 8 on tuettu keskelle jousien pituutta, jakaantuu kuorma tasan lehtijousen molemmille kiinnityskohdille, ts. kuorma QF1 = QF2 = QF/2 ja 35 QB1 = QB2 = QB/2. Jos edellä mainitut symmetrisyydet eivät pidä paikkaansa, on suhteilla jokin muu arvo, joka on helposti laskettavissa ja myös koekuormituksella testattavissa ja laitteet kalibroitavissa.The use of only one sensor according to the invention in connection with one spring 4 or 5 at a time is based on the fact that although the wheel axle support point on the leaf spring length may vary in 25 different cars as well as leaf spring lengths, the ratios between the spring mounting points and the wheel axle mounting point 8 remain fairly unchanged. the sensor always receives the same share of the total wheel load, so that the total load 30 can be inversely calculated from this share. If the leaf springs or leaf spring packs 4, 5 are symmetrical in their longitudinal direction and the wheel shafts 8 are supported in the middle of the length of the springs, the load is evenly distributed at both leaf spring attachment points, i.e. load QF1 = QF2 = QF / 2 and 35 QB1 = QB2 = QB / 2. If the above symmetries are not true, the ratios have some other value that can be easily calculated and also tested with a test load and the equipment calibrated.

6 384376 38437

Kuviossa 2 on esitetty yksityiskohtaisesti lehtijousien kiinnityskohtiin 6 ja 7 sijoitettu anturilaite ulkoapäin, jolloin ajoneuvon muihin rakenteisiin liittyvät osat on 5 leikattu pitkin tasoa B-B. Kuviossa 3 on poikkileikkaus kuvion 2 anturista. Keksinnön mukaisesti anturilaite muodostuu jousen kiinnityselimien, tässä tapauksessa lehtijousen tai lehtijousipakan 4, 5 kiinnityssilmukan 10 ja ajoneuvon kuormarunkoon 11 kuuluvien vastinelimien, tässä tapauksessa 10 siis jousen kiinnityskorvakkeiden 12a, 12b väliin sijoitetusta yhtä ainetta olevasta metallikappaleesta 13. Tässä erityisessä tapauksessa, jossa on kyse lehtijousista, tämä anturi 9 siis muodostaa jousien kiinnityssilmukan 10 ja kiinnityskorvakkeiden 12a ja 12b akselitapin, joka kiin-15 nittää nämä osat toisiinsa kiinnityskorvakkeen 10 ollessa mahdollisimman pienellä anturiakselin 15 suuntaisella välyksellä 14 kiinnityskorvakkeiden 12a ja 12b välissä. Tällöin kiinnityskorvakkeet 12a ja 12b kiinteinä osina tietenkin pysyvät paikallaan ja kiinnityssilmukka 10 liikkuu hieman 20 akselitapin keskilinjan 15 ympäri joustoliikkeen aikana, mutta kuormitusvoiman suunta pysyy tästä huolimatta kuviosta 3 näkyvän pystytason V suuntaisena, joka siis on sama taso kuin kuvion 2 kuvataso. Periaatteessa voi tukivoima Tl/2 (samansuuruinen kuin vastaava kuormavoima = QF/2) suuntautua 25 tasossa V ei kohtisuorasti akseliviivaa 15 vastaan, ts. poiketa kulman a verran suuntaan tai toiseen tasossa V, jos ajoneuvo on sivusuuntaan vinolla alustalla tai kuormitus erittäin epätasaisesti jakautuneena, tai tukivoiman Tl/2 suunta voi poiketa tasosta V suuntaan tai toiseen kulman β 30 verran, jos ajoneuvo on pituussuuntaan vinolla alustalla tai huomattavan epätasaisesti kuormattuna. Nämä kulmat a ja β ovat käytännössä kuitenkin enintään muutaman asteen suuruisia eikä niillä siitäkään syystä ole muuta kuin teoreettista mielenkiintoa, mutta vaikka kulmat a ja β olisivat 35 suurempiakin, on käytännössä todettu keksinnön mukaisen anturin 9 antavan kaikkiin kuviteltaviin käytännön tilanteisiin riittävän tarkan mittaussignaalin ja siten mittausarvon painolle.Fig. 2 shows in detail the sensor device placed at the mounting points 6 and 7 of the leaf springs from the outside, whereby the parts 5 related to other structures of the vehicle are cut along the plane B-B. Figure 3 is a cross-sectional view of the sensor of Figure 2. According to the invention, the sensor device consists of a single-piece metal spring 13 placed between the spring fastening members, in this case the fastening loop 10 of the leaf spring or leaf spring pack 4, 5 and the counterparts of the vehicle load body 11, in this case 10 the spring fastening lugs 12a, 12b. this sensor 9 thus forms a spring pin for the spring fixing loop 10 and the fixing lugs 12a and 12b, which fastens these parts to each other with the fixing lug 10 having as little clearance 14 in the direction of the sensor shaft 15 between the fixing lugs 12a and 12b as possible. In this case, the fastening lugs 12a and 12b as fixed parts of course remain in place and the fastening loop 10 moves slightly around the center line 15 of the pivot 20 during the elastic movement, but the direction of the load force nevertheless remains parallel to the vertical plane V shown in Fig. 3. In principle, the support force T1 / 2 (equal to the corresponding load force = QF / 2) can be directed in the plane 25 not perpendicular to the axle line 15, i.e. deviate by an angle α in the direction or in another plane V if the vehicle is laterally inclined or the load is very unevenly distributed, or the direction of the support force Tl / 2 may deviate from the plane in the direction of V or by another angle β 30 if the vehicle is inclined on a longitudinally inclined surface or is markedly unevenly loaded. However, in practice these angles a and β are at most a few degrees and therefore have no more than theoretical interest, but even if the angles a and β are 35, in practice it has been found that the sensor 9 according to the invention provides a sufficiently accurate measurement signal and thus a measured value. weight.

7 38437 Tässä tapauksessa, kun anturi 9 on muodostettu akselitapik-si, se on pääasiassa sylinterimäinen suora kappale. Sylinte-rimäinen ulkopinta 16 jakaantuu tapin akselin 15 suunnassa 5 kolmeen sama-akseliseen osuuteen LI, L2 ja L3, joilla on tässä tapauksessa myös sama ulkohalkaisija. Keskimmäinen näistä osuuksista LI on pituudeltaan sama tai hieman pienempi kuin silmukan 10 leveys W1 ja sopii väljällä sovitteella silmukan aukkoon, niin että lehtijousi pääsee liikkumaan 10 kuormituksen aikana aiheuttamatta huomattavaa vääntävää momenttia anturikappaleeseen. Osuuden LI kahta puolta, symmetrisesti osuuden LI ja samalla silmukan 10 keskitason 17 suhteen, on muodostettu akselitappiin hieman pienempihal-kaisijäiset osuudet M, jotka siis ovat keskenään yhtä pitkät 15 ja joiden ympärille korvakkeiden reikiin nähden jää pienehkö välys 18. Lähellä tapin päitä olevat osuudet L2 ja L3 ovat osuuksista M ulospäin ja sopivat suhteellisen tiukasti korvakkeissa 12a ja 12b oleviin reikiin niin, että kiinnitystä voidaan pitää taivutukseen nähden suhteellisen jäykkä-20 nä. Uloimpana osuuksien L2 ja L3 ulkopuolella on esim.7 38437 In this case, when the sensor 9 is formed as an axle pin, it is a substantially cylindrical straight body. The cylindrical outer surface 16 is divided in the direction 5 of the pin axis 15 into three coaxial portions L1, L2 and L3, which in this case also have the same outer diameter. The middle of these portions L1 is equal to or slightly smaller in length than the width W1 of the loop 10 and fits into the opening of the loop with a loose fit so that the leaf spring can move 10 under load without causing considerable torque to the sensor body. On both sides of the portion L1, symmetrically with respect to the portion L1 and at the same time with the central plane 17 of the loop 10, slightly smaller diameter portions M are formed on the shaft pin, which are thus equal to each other 15 and surrounded by a smaller clearance 18 relative to the lug holes. and L3 are outwardly of the portions M and fit relatively tightly into the holes in the lugs 12a and 12b so that the attachment can be considered relatively rigid with respect to bending. Outermost outside sections L2 and L3 is e.g.

toisessa päässä laippa 19 ja toisessa päässä lukitusrengas 20 akselitapin pitämiseksi paikallaan. Nämä lukituselimet 19, 20 tai ainakin toinen niistä on varustettu esim. akselin 15 suuntaisilla ulokkeilla tai syvennyksillä, jotka sopivat 25 korvakkeiden vastaaviin syvennyksiin tai ulokkeisiin tai ne on varustettu muilla sinänsä tunnetuilla elimillä anturin 9 lukitsemiseksi korvakkeisiin siten, että anturi 9 ei pääse niihin nähden pyörimään ja että anturin pystysymmetriataso V tulee asennuksessa pystysuoraan. Tämä muotoilu on edulli-30 nen erityisesti anturin paikalleen sijoittamisen kannalta, koska se on suoraan työnnettävissä korvakkeiden ja silmukan kohdistettuihin reikiin ja lukittavissa oikeaan asentoonsa.a flange 19 at one end and a locking ring 20 at the other end to hold the shaft journal in place. These locking means 19, 20 or at least one of them are provided with e.g. axially 15 projections or recesses which fit into the corresponding recesses or projections of the lugs 25 or are provided with other means known per se for locking the sensor 9 in the lugs so that the sensor 9 cannot rotate relative to them. and that the vertical plane of symmetry of the sensor V becomes vertical during installation. This design is advantageous especially for the placement of the sensor, as it can be inserted directly into the aligned holes of the lugs and the loop and locked in its correct position.

Anturikappaleeseen sen kummankin osuuden M akselin 15 suun-35 täisen pituuden keskelle on sen vastakkaisilta puolilta jyrsitty tasapohjaiset syvennykset 21a ja 21b ja vastaavasti 21c ja 21d siten, että syvennysten pohjat 22 ovat yhdensuuntaiset ja yhtä kaukana anturin akseliviivasta 15. Näin ollen 8 88437 molempiin osuuksiin M syntyy syvennysten halkaisijan määräämä I-palkkimainen osuus I. Tämä I-palkkimainen osuus I on selvästi nähtävissä kuviosta 3, jossa syvennysten pohjien 22 väli muodostaa uuman ja osuuden M loppumateriaali laippa-5 osat 23. Syvennysten halkaisija, ts. I-palkkimainen osuus I, on yhtä suuri tai pienempi kuin kyseisen osuuden M akselin 15 suuntainen pituus. I-palkkimaisessa osuudessa on siten kaksi symmetriatasoa, joista toinen syvennysten pohjien 22 suuntainen symmetriataso V sijoitetaan ajoneuvossa 10 pystytasoksi ja tätä vastaan kohtisuora ja samoin anturin pituusakselin 15 kautta kulkeva symmetriataso H vastaavasti vaakasuoraksi. Syvennysten 21a, b, c, d pohjiin on symmetrisesti poikkileikkaustasojen C-C ja vaakatason H suhteen sijoitettu venymäliuskat 24, jotka muuttavat anturikappaleen 15 muodonmuutokset sähköiseksi signaaliksi. Anturissa 9 on siten kaksi I-palkkimaista osuutta I symmetrisesti tason 17 suhteen ja siten kaikkiaan neljä venymäliuskaa neljän syvennyksen pohjissa. Tämän lisäksi anturi voi sisältää pienehköjä reikiä 25 eri suuntiin sopivasti ja edullisim-20 min lähelle keskilinjaa 15 järjestettynä signaalijohtimien 26 tuomiseksi venymäliuskoista 24 anturikappaleen läpi ja sen toisesta päästä ulos. Nämä mittausjohdot 26 viedään sinänsä tunnettuun laskenta- ja tulostuslaitteeseen kuten mikroprosessoreihin, mikrotietokoneisiin tai vastaaviin 25 tuloksen laskentaa varten, jolloin on huomioitava edellä kuvatut voimien jakautumat.In the center of the transverse length of the axis 15 of each of the M sections 15 of each of its sections M, flat-bottomed recesses 21a and 21b and 21c and 21d, respectively, are milled so that the bottoms of the recesses 22 are parallel and equidistant from the sensor axis line 15. this I-beam portion I is determined by the diameter of the recesses. This I-beam portion I is clearly seen in Fig. 3, where the space between the bases 22 of the recesses forms the flange-part 23 of the web and the portion M of the end material. is equal to or less than the length along the axis 15 of the portion M in question. The I-beam portion thus has two planes of symmetry, of which one plane of symmetry V parallel to the bases 22 of the recesses is placed in the vehicle 10 as a vertical plane and a plane of symmetry H perpendicular to it and also passing through the longitudinal axis 15 of the sensor. Tensile strips 24 are arranged symmetrically with respect to the cross-sectional planes C-C and the horizontal plane H at the bottoms of the recesses 21a, b, c, d, which convert the deformations of the sensor body 15 into an electrical signal. The sensor 9 thus has two I-beam portions I symmetrically with respect to the plane 17 and thus a total of four strain gauge strips at the bottoms of the four recesses. In addition, the sensor may include smaller holes 25 in different directions suitably and most preferably 20 min near the centerline 15 arranged to bring signal conductors 26 from the strain gaps 24 through the sensor body and out of one end thereof. These measuring lines 26 are fed to a calculation and printing device known per se, such as microprocessors, microcomputers or the like, for calculating the result, in which case the force distributions described above must be taken into account.

Kuviossa 4 ja 5 on esitetty telipyörien parilla 25 varustettu taka-akselirakenne. Tässä on takapyörien 2 lehtijousien 30 4 etupää, joka on kiinteä, yhdistetty ajoneuvon kuormarun- koon 11 keksinnön mukaisella anturilla. Lehtijousen toinen taaempi pää 26 on kytketty nivelen 27 välityksellä kaksivar-tisen vivun 28 ensimmäiseen päähän ja tämän kaksivartisen vivun toinen pää on yhdistetty telipyörien 25 akselille 35 29. Kaksivartisen vivun 28 tukipisteen muodostaa nivel 30, josta se tukeutuu ajoneuvon kuormarunkoon 11. Anturilaitteen ja takapyörien akselilinjan väli on d takapyörien akselilin-jan ja lehti jousen takapään 26 nivelen väli on c, kaksivar- 9 88437 tisen vivun ensimmäinen jousen puoleinen vipuvarsi on b ja toinen telipyörien puoleinen vipuvarsi on a, jolloin anturi-laitteeseen vaikuttavasta kuormitusvoimasta on laskettavissa seuraavasti tukivoimat: 5 (b+c+d) T2 = QBl x - (b+c) 10 (d+b) T3 = T2 x - (ax(c+d)) kun lisäksi huomioidaan, että: 15 QF1 + QF2Figures 4 and 5 show a rear axle structure with a pair of bogie wheels 25. Here, the front end of the leaf springs 30 4 of the rear wheels 2, which is fixed, is connected to the load body 11 of the vehicle by a sensor according to the invention. The second rear end 26 of the leaf spring is connected via a hinge 27 to the first end of the two-arm lever 28 and the other end of this two-arm lever is connected to the bogie shaft 25 29. The support point of the two-arm lever 28 is formed by the hinge 30 on which it rests on the vehicle axle frame. the distance is d the distance between the axle line of the rear wheels and the joint of the rear end 26 of the leaf spring is c, the first spring-side lever arm of the two-lever lever is b and the second bogie-side lever arm is a, the load forces acting on the sensor device can be calculated as follows: b + c + d) T2 = QBl x - (b + c) 10 (d + b) T3 = T2 x - (ax (c + d)) when further considering that: 15 QF1 + QF2

Tl = - 2 20 on kuormitus jakautumaan ja kokonaiskuormaan liittyvät suureet ratkaistavissa yhtälöstä: QF1 + QF2 + QBl + QB2 = Tl + T2 + T3 25 Edellä kuvattu anturi 9 voidaan muotoilla poikkileikkaukseltaan myös muuksi kuin ympyrämäiseksi, esim. neliömäiseksi tai muun muotoiseksi sekä osuuksiin LI, L2 ja L3 voidaan järjestää erilaiset läpimitat, mikäli anturin kiinnitystäpä on toisenlainen ja jousen tai jousipakan 4, 5 nivelöinti 30 kiinnityssilmukoihin järjestetään toisin. Oleellista on, että jousesta tai jousipakasta tuleva tukivoima ja kiinni-tyskorvakkeista tulevat kuormittavat voimat kulkevat kokonaisuudessaan anturin kautta. Samoin on syytä järjestää osuudet M symmetrisesti kiinnityssilmukan 10 keskitason 17 35 suhteen sekä sijainniltaan että muotoilultaan. I-palkkimai-set osuudet I voidaan anturiin valmistaa useilla eri tavoilla, jolloin oleellista on, että anturin poikkileikkaus anturin pituusakselia 15 vastaan kohtisuorassa tasossa on ainakin joltakin akselin 15 pituuden osalta I-palkkimainen 40 muodoltaan, jolloin se voi olla pituudeltaan joko vakio tai muuttuva kuten kuvioissa.Tl = - 2 20 the quantities related to the load distribution and the total load can be solved from the equation: QF1 + QF2 + QB1 + QB2 = Tl + T2 + T3 25 The sensor 9 described above can also be shaped in a non-circular cross-section, e.g. , L2 and L3 may be provided with different diameters if the mounting end of the sensor is different and the articulation of the spring or spring pack 4, 5 to the mounting loops is arranged differently. It is essential that the support force from the spring or spring pack and the load forces from the mounting lugs pass entirely through the sensor. It is also advisable to arrange the portions M symmetrically with respect to the central plane 17 35 of the fastening loop 10 both in position and in shape. The I-beam portions I can be made in the sensor in a number of different ways, it being essential that the cross-section of the sensor in a plane perpendicular to the longitudinal axis 15 of the sensor is at least some shape along the length of the axis 15, so that it can be either constant or variable Figs.

10 8843710 88437

Edellä on kuvattu sitä toteutusmuotoa, jossa anturi on sovitettu lehtijousen yhteyteen. Periaatteessa samantyyppinen anturi on sovitettavissa myös muun tyyppisen jousituksen yhteyteen. Esim. kierrejousen yhteydessä tämä on järjestet-5 tävissä siten, että kierrejousen yläpäähän, jolloin kierrejousi vastaa kuviossa 2 näkyvää lehtijousen 4, 5 yläsivua, muotoillaan kiinnityssilmukkaa 10 vastaava osuus ja anturin 9 ulkopäät tuetaan ajoneuvon kuormarunkoon 11 kiinnittyvillä korvakkeita 12a ja 12b vastaavilla kiinnityselimillä. Täl-10 löin kierrejousesta tuleva tukivoima ja korvakkeista tuleva kuormitusvoima vaikuttavat anturiin vastaavalla tavalla kuin mitä edellä on selitetty lehtijousen yhteydessä sillä poikkeuksella, että anturiin kohdistuu kyseiselle pyörälle tuleva voima yleensä kokonaisuudessaan eikä vain osa kuten 15 lehti jousen tapauksessa edellä. On selvää, että kierrejousen tapauksessa on anturin käytännöllinen mitoitus toinen kuin vastaavassa lehtijousitapauksessa. Kierrejousen kanssa analogisesti on asennus tehtävissä myös pneumaattisen tai hydropneumaattisen jousituksen yhteydessä. Muun tyyppiset 20 jousitukset ovat kuorma-autoissa ja näiden perävaunuissa erittäin harvinaisia, mutta niihinkin on keksinnön mukainen anturi sovitettavissa edellä kuvattuja periaatteita noudattaen.The embodiment in which the sensor is arranged in connection with a leaf spring has been described above. In principle, a sensor of the same type can also be adapted to other types of suspension. For example, in connection with a coil spring, this can be arranged so that a portion corresponding to the fastening loop 10 is formed at the upper end of the coil spring, the coil spring corresponding to the upper side of the leaf spring 4, 5 shown in Fig. 2, and the outer ends of the sensor 9 are supported by lugs 12a and 12b. The support force from the coil spring and the load force from the lugs act on the sensor in a manner similar to that described above for the leaf spring, with the exception that the sensor is generally subject to the force on that wheel in its entirety and not just as in the case of the 15 leaf spring above. It is clear that in the case of a coil spring the practical dimensioning of the sensor is different from that in the corresponding case of a leaf spring. Analogous to the coil spring, the installation can also be carried out in connection with pneumatic or hydropneumatic suspension. Other types of suspensions 20 are very rare in trucks and their trailers, but the sensor according to the invention can also be adapted to them according to the principles described above.

25 On selvää, että rakenteet voivat olla sijoitetut toisiinsa nähden myös käänteisesti, ts. anturin 9 päätyosuudet L2 ja L3 voivat tukeutua jousen 4, 5 kiinnityselimiin ja keski-osuus LI kuormarungon 11 korvakkeeseen. Tällöin tietenkin osuus LI on jäykästi kiinnitetty ja osuus M ulottuu suurim-30 malta osalta korvakkeiden ja silmukan rajapinnasta 14 tähän jäykästi kiinnitettyyn osuuteen LI päin. Tämä on analogista edellä kuvattuun toteutusmuotoon nähden, jossa osuus M ulottui pääasiassa jäykästi kiinnitettyihin osuuksiin L2 ja L3 päin rajapinnasta 14.It is clear that the structures can also be arranged inversely with respect to each other, i.e. the end portions L2 and L3 of the sensor 9 can rest on the fastening members of the spring 4, 5 and the central portion L1 on the lug of the load body 11. In this case, of course, the portion L1 is rigidly attached and the portion M extends for a maximum of 30 minutes from the interface 14 of the lugs and the loop towards this rigidly attached portion L1. This is analogous to the embodiment described above, in which the portion M extended mainly to the rigidly attached portions L2 and L3 from the interface 14.

Claims

Arrangement for measuring the weight resting on springs in a vehicle or similar unit and the quantities dependent thereon using a plurality of sensors (9) arranged in connection with springs (4, 5) spaced apart from each other, on the basis of which the weight to be measured is calculated (L2, L3) bending force sensors of the relatively rigidly supported load beam type and always located between the fastening members of the spring 10 (4, 5) and the counterparts (12a, 12b) belonging to the structure resting on the springs so that the end portions (L2, L3) of each sensor support said abutments (12a, 12b) and a second portion (LI) to said fastening wall (10) or vice versa forming a spring fastening loop (10) and a hinge pin or the like on the two-sided lugs (12a, 12b) in the load body (11), the bending force being expressed by strain gauge strips (24), known from that the abutment central portion (L1) of the sensor (9) extends approximately to the dimension (W1) of the mounting loop-20 and its abutment end portions (L2, L3) to at least a portion of the lug dimension or vice versa, that the deformations are measured symmetrically in two cross sections of this axle pin with respect to the center (17) using shear force sensors (9) consisting of a substantially unitary metal body (13) having horizontal recesses formed in or near the interfaces between the end portions (L2, L3) and the center portion (L1); 21a-d) in these said regions 30 (M) substantially symmetrical with respect to the vertical plane (V). . to obtain the I-beam portions (I) and that the elongation strips (24) are attached to the two sides of the webs of these I-beam portions to measure the shear stress components. 35

An arrangement according to claim 1, wherein the spring is a leaf spring or a leaf spring pack, characterized in that in each leaf spring or leaf spring pack (4, 5) only 12 88 437 one axle pin (6, 7) is formed as said sensor (9), the vehicle or the like there are two sensors for each axis.

An arrangement according to claim 2, wherein a roller shaft (29) with wheels is connected to the end of the leaf spring or leaf spring pack, characterized in that the hinge pin forming the sensor (9) is arranged only at that end (6) of the leaf spring or leaf spring pack (4, 5). ) fixedly attached to the load body (11), with two sensors for each axle-bogie axle combination of the vehicle or the like.

An arrangement according to claim 1, wherein the spring 15 is a coil spring, a pneumatic spring or the like, characterized in that the fastening member between the spring and the load body is formed to include fastening lugs on the two sides of the fastening loop and the load body, or vice versa. perpendicular to the direction of elasticity of the spring so that one portion extends approximately the length of the fastening loop and the other portions at least the length of the lug portion or vice versa, and that the deformations are measured in two cross-sections of the shaft pin 25 symmetrically about the center portion.

Arrangement according to Claim 1, characterized in that the 1-beam-shaped portions (I) are located in the sensor bodies (9) from the interfaces of the end portions and the central portion towards the part where there is a tight fit between the sensor body and the fastening element. the beam-like shape is obtained by machining the body (13) at least in the interfacial section with flat-bottomed recesses (21a, 21b, 21c, 21d) and that the electrical connections (26) of the strain gauge strips (24) are passed along the interior of the sensor body and one of its end portions (L2, L3) to get out. 13 8 8 437