PL206446B1 - Urządzenie do monitorowania obciążeń stopni - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206446 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 353081 ^{(51) Int.Cl.}

B60K 28/10 (2006.01) B65F 3/00 (2006.01) B60R 3/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 28.03.2002 (54)

Urządzenie do monitorowania obciążeń stopni

(30) Pierwszeństwo: 04.04.2001, DE, 10116638.9	(73) Uprawniony z patentu: ZOLLER-KIPPER GMBH, Mainz, DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.10.2002 BUP 21/02	(72) Twórca(y) wynalazku: HANS JϋRGEN BOLLERHEY, Rayerschied, DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2010 WUP 08/10	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Irena Tylińska

PL 206 446 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do monitorowania obciążeń stopni zamocowanych za pomocą środków mocujących na pojeździe, zwłaszcza stopni umieszczonych z tyłu nadwozia śmieciarek.

Z tył u nadwozia ś mieciarek są umieszczone wychylane stopnie, na których mogą stać ś mieciarze podczas jazdy do przodu. Jednak śmieciarka nie powinna się cofać wtedy, gdy śmieciarze stoją na stopniach. Toteż znane jest już umieszczanie czujników na stopniach, które są sprzężone, na przykład z biegiem wstecznym śmieciarki, które powodują zablokowanie jazdy do tyłu, gdy stopnie są obciążone.

Z niemieckiego opisu zgł oszenia patentowego nr DE 41 21 720 A1 jest znana ś mieciarka, w której stopnie są zaopatrzone w wyłącznik stykowy. W celu umożliwienia jazdy do tyłu lub jazdy do przodu z określoną prędkością graniczną, stopnie muszą być wychylone do pozycji, w której już nie mogą być używane. Jeśli to nie nastąpi, za pomocą zaworu pneumatycznego automatycznie zostaje uruchomiony hamulec pojazdu lub blokada ruchu i śmieciarka nie może ruszyć z miejsca lub jest zahamowana. Uruchomienie zaworu pneumatycznego następuje za pomocą przekaźnika, który z jednej strony jest sterowany za pomocą wyłączników stykowych umieszczonych na stałe na stopniach między ramieniem wspornika i wychylnym lub obrotowym podnóżkiem i w stanie bezprądowym wytwarza połączenie między wyłącznikiem światła cofania i zaworem pneumatycznym. Wprawdzie wyłącznik stykowy musi być niezawodny przy manipulowaniu, jednakże nie stopień. Dlatego nie można wykluczyć, że stopień jest na tyle odciążony przez śmieciarzy, że przy wsiadaniu te wyłączniki stykowe nie są uruchomione. Wtedy możliwe są również jazdy na stopniu, które nie powinny być możliwe z uwagi na urządzenie zabezpieczające.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 39 18 971 C2 znana jest ś mieciarka z urz ą dzeniem ograniczającym prędkość obrotową, które przy wchodzeniu śmieciarza na dwuwarstwowo wykonany stopień jest automatycznie uruchamiane za pomocą zestyku. W tym celu na warstwach stopnia są przewidziane, na przykład łączniki zbliżeniowe, przy których jednak można manipulować w łatwy sposób. W innym wykonaniu są przewidziane uchwyty, które przy dotknięciu również wysyłają sygnał. Także w tym przypadku może być umieszczona przez śmieciarzy izolacja dla uniemożliwienia przekazywania sygnałów.

Z niemieckiego opisu patentowego DE-OS 37 29 107 C2 jest znany pojazd do gromadzenia odpadków, ze stopniami, które przy obciążeniu uruchamiają wyłącznik stykowy, który jest wykonany jako rozłącznik i łączy światło cofania z przekaźnikiem. Ten przekaźnik, przy obciążeniu i jeździe do tyłu powoduje przerwanie pracy silnika, które może być anulowane dopiero wtedy, gdy obciążenie zostanie usunięte ze stopnia.

W niemieckim zgł oszeniu patentowym nr DE-OS 25 47 959 opisano zależ ne od obciążenia urządzenie łączeniowe, które jest przewidziane w szczególności do zabezpieczenia ruchomych stopni pojazdów.

Wszystkimi znanymi urządzeniami do monitorowania stopni można manipulować w ten sposób, że funkcja zabezpieczenia zostaje zniesiona i jazda do tyłu śmieciarki jest możliwa także wtedy, gdy śmieciarze stoją na stopniu.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do monitorowania obciążeń stopni, za pomocą którego obciążenie stopnia przez śmieciarza stojącego na stopniu jest wykrywane również wtedy, gdy w wyniku manipulacji stopień zostałby odciążony w dużym stopniu.

Cel ten zrealizowano zgodnie z wynalazkiem w urządzeniu do monitorowania obciążeń stopni zamocowanych za pomocą środków mocujących na pojeździe, zwłaszcza stopni umieszczonych z tyłu nadwozia śmieciarek, z urządzeniem do wykrywania obciążeń stopnia, które jest połączone z częściami składowymi pojazdu takimi, jak silnik, układ zapłonu lub mechanizm zmiany biegów, oddziałując na nie, przez to, że urządzenie do wykrywania obciążeń posiada czujniki do wykrywania ruchów stopnia oraz ewentualnie środków mocujących, co najmniej w dwóch kierunkach przestrzeni.

Rozwiązanie według wynalazku opiera się na rozpoznaniu, że w celu umożliwienia wykrycia obciążeń stopnia mimo manipulacji przy nim, urządzenie do wykrywania obciążeń musi być czułe nie tylko w kierunku ruchu, mianowicie w kierunku obciążenia przy wchodzeniu na stopień, lecz również co najmniej w drugim kierunku ruchu.

Na przykład, przy odciążeniu stopnia w wyniku takiej manipulacji, jak podwiązanie i temu podobne, przy wejściu śmieciarza na stopień zawsze wywierane są takie same siły na stopień i/lub środPL 206 446 B1 ki mocujące, które powodują przemieszczenie i/lub odkształcenie elementów konstrukcji. W wyniku manipulacji ruch w kierunku pionowym w dół może być znacznie zmniejszony. Zamiast tego występują zwiększone momenty zginające, które są wykrywane za pomocą jednego lub dalszych czujników.

Urządzenie do wykrywania obciążeń, korzystnie, posiada czujniki do wykrywania co najmniej jednego momentu zginającego i co najmniej ruchu pionowego. Ponieważ z tymi manipulacjami są związane tylko nieznaczne ruchy i niewielkie siły, urządzenie do wykrywania obciążeń musi być odpowiednio czułe.

W celu uzyskania dalszej poprawy w kierunku kompleksowego monitorowania stopnia, korzystnie, wykrywane są przez czujniki nie tylko ruchy prostoliniowe, lecz również ruchy wychylne lub ruchy obrotowe. Optymalne monitorowanie stopnia można uzyskać także dzięki temu, że czujniki do monitorowania są stosowane do wszystkich sześciu stopni swobody w ten sposób, że wykrywane są również, na przykład, ruchy obrotowe stopnia. Do tego nie jest nieodzownie niezbędne, żeby zawieszenie stopnia umożliwiało ruch we wszystkich tych kierunkach. W wyniku manipulowania ruchy stopnia zmieniają się pod obciążeniem w ten sposób, że mogą wystąpić nie tylko dodatkowe siły zginające, lecz także ruchy w kierunku poziomym lub ruchy obrotowe, które przeważnie przenoszą się na środek mocujący stopień. Rodzaj i liczba czujników oraz miejsca ich ulokowania są zależne od rodzaju konstrukcji stopnia i jego zamocowania.

W korzystny sposób czujniki są umieszczone na środku mocującym stopień. Najbardziej wrażliwy jest obszar środka mocującego, który znajduje się w sąsiedztwie miejsca zamocowania środka mocującego na pojeździe.

Czujniki, korzystnie, są czujnikami tensometrycznymi, które wykrywają już niewielkie wydłużenia podłużne elementu konstrukcyjnego, na którym są one zamocowane. Rozmieszczenie czujników tensometrycznych na środku mocującym stopień jest wybrane w ten sposób, że wykrywane są kierunki przestrzeni, w których stopień może przemieszczać się, może być obciążony lub może być odkształcony.

Korzystnie, cztery czujniki tensometryczne połączone są w jeden przyrząd czujnikowy, który nazywany jest także puszką pomiarową. Ten przyrząd czujnikowy korzystnie jest umieszczony z boku, na ramieniu nośnym stopnia.

W celu wykrywania już niewielkich zmian oporu czujników tensometrycznych, przyrząd czujnikowy z czujnikami tensometrycznymi korzystnie jest połączony w znany mostek Wheatstone'a. Mostek Wheatstone'a może być wykonany jako pełny mostek lub jako półmostek, zależnie od tego, czy do mostka Wheatstone'a dołączone są dwa lub cztery czujniki tensometryczne. Pełny mostek ma tę zaletę, że może być przeprowadzona także kompensacja temperaturowa, co powoduje, że wyeliminowane są błędne interpretacje obciążenia stopnia.

Inny wariant wynalazku przewiduje wyłączniki dociskowe, przy czym dla każdego z wykrywanych kierunków ruchu, korzystnie, umieszczony jest na środku mocującym własny wyłącznik dociskowy.

Urządzenie do wykrywania obciążeń, korzystnie, obejmuje urządzenie sterujące, które, z jednej strony, jest połączone z czujnikami, z drugiej zaś strony z częściami składowymi pojazdu, aby w ten sposób można było wpływać na pojazd w przypadku wykrycia obciążenia stopnia. Może to odbywać się, na przykład, dzięki temu, że w kabinie kierowcy zostaje uruchomiony wskaźnik akustyczny lub optyczny. Urządzenie sterujące może wpływać, na przykład na prędkość jazdy lub ruch do przodu albo ruch do tyłu, aby w ten sposób zapobiec zagrożeniu personelu obsługującego znajdującego się na stopniu. To, które z części składowych pojazdu są połączone z urządzeniem sterującym zależy od wymagań, jakie stawia użytkownik. Zatem urządzenie sterujące może być połączone również z urządzeniem prasującym zbiornika zbiorczego i/lub wsypem. Przy obciążeniu stopnia urządzenie prasujące i/lub wsyp, korzystnie, są zatrzymane lub odłączone i/lub przed zatrzymaniem lub odłączeniem przesunięte w bezpieczne położenie. Bezpiecznym położeniem dla wsypu jest, na przykład, wysokość do kontynuowania jazdy, to znaczy pozycja podniesienia, przy której możliwe jest bezpieczne kontynuowanie jazdy.

Urządzenie sterujące, korzystnie, jest przystosowane również do zapisu i przetwarzania danych o pojeź dzie. W ten sposób w ocenie sygnał ów pomiarowych czujników moż e być uwzglę dniona, na przykład, prędkość pojazdu. Ze względu na dużą czułość czujników mógłby wystąpić, na przykład, taki przypadek, że podczas szybkiej jazdy po wybojach przy nieobciążonym stopniu mogłaby na krótko być wykryta pionowa siła skierowana w dół, która mogłaby spowodować ograniczenie prędkości. Z tego względu, ewentualnie moż e być celowe, w zależ noś ci od parametrów pojazdu, przewidywanie okien czasowych, w których sygnały czujników są analizowane lub również nie są analizowane.

PL 206 446 B1

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w od tyłu śmieciarki z dwoma wychylonymi stopniami, fig. 2a, fig. 2b i fig. 2c przedstawiają stopień z czujnikami według pierwszego przykładu wykonania w rzucie perspektywicznym, w widoku z boku i w widoku z góry, fig. 3a, fig. 3b, fig. 3c, fig. 3d przedstawiają stopień z czujnikami według drugiego przykładu wykonania, w rzucie perspektywicznym, w widoku z boku, w widoku z góry i zawieszenie w powiększeniu i fig. 4 przedstawia schemat blokowy urządzenia do monitorowania obciążeń.

Na fig. 1 jest przedstawiony perspektywicznie tył nadwozia śmieciarki 40 z otworem do wsypywania 41. Na ramie 42 śmieciarki 40 z każdej strony jest umieszczony jeden wychylny na zewnątrz stopień 1, 2, który, między innymi, jest połączony z ramą 42 za pomocą wspornika stopnia 10.

Na fig. 2a jest przedstawiony perspektywicznie taki stopień 1 z przynależnymi do niego środkami mocującymi 10 i 17. Stopień 1 posiada korpus w kształcie litery L, który jest podparty wychylnie wokół poziomej osi 16 wspornika 5 stopnia 10. Zatem stopień 1 może być podniesiony z położenia roboczego pokazanego na fig. 2a i fig. 2b do położenia spoczynkowego.

Stopień 1 jest zamocowany na (nie przedstawionym) pojeździe za pomocą środków mocujących, przy czym środki mocujące obejmują prostokątny wspornik stopnia 10 i blachę mocującą 17.

Wspornik stopnia 10 jest zamocowany nieruchomo na pojeździe za pomocą blachy mocującej 17 tak, że obciążenia stopnia 1 stają się zauważalne w postaci sił gnących na wsporniku stopnia 10. Jeśli, jak na fig. 2a, na stopień działa ciężar F_Last, we wsporniku stopnia 10 powstają momenty gnące, które powodują wydłużenie materiału 11 wspornika stopnia.

W pokazanym tutaj przykładzie wykonania, na powierzchni bocznej 12 znajduje się otwór na puszkę pomiarową 18, w który jest włożone urządzenie czujnikowe 20. Urządzenie czujnikowe 20 składa się z walcowego korpusu, w którym łącznie są umieszczone cztery czujniki tensometryczne 21a - 21d. Te czujniki tensometryczne są umieszczone parami naprzeciwko siebie, przy czym każdy z czujników tensometrycznych przyjmuje z liniami pionowymi kąt 45°. Dzięki temu uzyskuje się to, że przez czujniki tensometryczne 21a - 21d wykrywane są nie tylko siły pionowe, lecz również siły poziome. Rozmieszczenie parami ma tę zaletę, że jest możliwa wzajemna kompensacja czujników tensometrycznych w celu wykluczenia w ten sposób błędów.

Czujniki tensometryczne 21a - 21d są połączone w nie przedstawiony mostek Wheatstone'a służący do wyznaczenia wartości wykrytych wydłużeń materiałowych. Układ pokazany na fig. 2a do fig. 2c wykrywa ruchy stopnia w kierunku pionowym nie tylko w górę, lecz również w dół i, w danym przypadku, skręcenia, które też stają się zauważalne przy zmianach długości lub momentach zginających wspornika stopnia 10. Na fig. 3a jest przedstawiony drugi przykład wykonania, który od przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2a do fig. 2c różni się tym, że zamiast czujników tensometrycznych, w obszarze blachy mocującej 17 są umieszczone wyłączniki dociskowe 30, 31 i, że ramię nośne 10 jest podparte przesuwnie w kierunku pionowym. Inne środki mocujące, jak zderzaki i tym podobne zostały pominięte ze względu na czytelność rysunku.

Wyłącznik dociskowy 30 jest umieszczony pionowo i przylega czołem czujnika do dolnej strony 13 ramienia nośnego 10 tak, że przy działaniu obciążenia jest wprawiany w ruch pionowo w dół. W tym celu wspornik stopnia 10 jest przesuwnie podparty w przegubie 19 o dwóch stopniach swobody w kierunku momentów skręcających i sił poprzecznych, jak to jest przedstawione na fig. 3d. Elementy zginane ramienia nośnego są wykrywane za pomocą wyłącznika dociskowego 31, który jest umieszczony poziomo i przylega do tylnej strony 14 ramienia stopnia.

Na fig. 4 jest przedstawiony schemat całego urządzenia, na którym jest pokazane połączenie urządzenia do monitorowania obciążeń z częściami składowymi pojazdu.

Obydwa stopnie 1, 2 są przyłączone do akumulatora, korzystnie do akumulatora pojazdu 7. Obydwa stopnie 1 i 2 za pomocą przewodów łączących 8 i 9 są przyłączone do urządzenia sterującego 3, które obrabia dane wysyłane przez czujniki i przetwarza na sygnały dla części składowych pojazdu. Urządzenie sterujące 3 jest odpowiednio połączone za pomocą przewodów 50, 51 i 52 ze skrzynką biegów 6 i z silnikiem 5. Te łącza danych 50, 51, 52 służą także do przekazywania informacji o częściach składowych pojazdu 5 i 6 do urządzenia sterującego 3 tak, że mogą być one uwzględnione przy analizie sygnałów czujników. Na pokazanym tu przedstawieniu rysunkowym jest włączone pośrednio jeszcze jedno urządzenie wskaźnikowe 4, które jest umieszczone w kabinie kierowcy pojazdu i przekazuje kierowcy odpowiednie informacje o obciążeniu stopnia lub stopni.

PL 206 446 B1

Wykaz oznaczeń odsyłających stopień stopień urzą dzenie sterują ce terminal silnik skrzynka biegów akumulator przewód łączą cy przewód łączą cy ramię stopnia strona górna powierzchnia boczna strona dolna strona tylna strona przednia oś wychyleń blacha mocująca otwór na puszkę pomiarową przegub o dwóch stopniach swobody urządzenie czujnikowe

21a-d czujniki tensometryczne wyłącznik dociskowy wyłącznik dociskowy śmieciarka otwór do wsypywania rama łącze danych łącze danych łącze danych

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do monitorowania obciążeń stopni zamocowanych za pomocą środków mocujących na pojeździe, zwłaszcza stopni umieszczonych z tyłu nadwozia śmieciarek, z urządzeniem do wykrywania obciążeń stopnia (urządzeniem wykrywającym obciążenia), które jest połączone z częściami składowymi pojazdu takimi jak silnik, układ zapłonu lub mechanizm zmiany biegów, oddziałując na nie, znamienne tym, że urządzenie do wykrywania obciążeń posiada czujniki do wykrywania ruchów stopnia (1, 2) oraz ewentualnie środków mocujących (10), co najmniej w dwóch kierunkach.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie do wykrywania obciążeń posiada czujniki do wykrywania co najmniej jednego momentu zginającego i co najmniej jednego ruchu pionowego.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że urządzenie do wykrywania obciążeń posiada czujniki do wykrywania co najmniej jednego ruchu prostoliniowego i jednego ruchu obrotowego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że urządzenie do wykrywania obciążeń posiada czujniki do wykrywania ruchów pionowych i/lub ruchów poziomych.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jeden czujnik jest umieszczony na środkach mocujących (10).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że co najmniej jeden czujnik jest umieszczony w sąsiedztwie miejsca zamocowania środków mocujących (10) na pojeździe.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że czujniki są czujnikami tensometrycznymi (21a-21d).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że czujniki tensometryczne (21a-21d) są połączone w urządzenie czujnikowe (20).

   PL 206 446 B1
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że urządzenie czujnikowe (20) jest zintegrowane z układem mostkowym Wheatstone'a.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że urządzenie czujnikowe jest osadzone w powierzchni bocznej (12) środka mocującego.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czujniki są elektrycznymi wyłącznikami dociskowymi (30, 31).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie do wykrywania obciążeń obejmuje urządzenie sterujące (3), które z jednej strony jest połączone z czujnikami, z drugiej zaś strony jest połączone z częściami składowymi pojazdu.