DE19508239A1 - LKW-Auflieger-Wiegeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiegeeinrichtung für einen Auflieger eines LKW-Sattelzuges, die das Gewicht des Aufliegers durch Addition des auf die Zugmaschine wirkenden Gewichts des Aufliegers und des auf die Achsen des Aufliegers wirkenden Gewichts bestimmt, wobei das auf die Zugmaschine wirkende Gewicht des Aufliegers mittels einer zwischen dem Auflieger und einem die Zugmaschine und den Auflieger verbindenden Königszapfen ausgebildeten Vorrichtung zur Gewichtsmessung bestimmt wird.

Aus der EP 0 607 855 A1 ist bekannt, die auf die Zugmaschine wirkende Gewichtskraft des Aufliegers durch eine Einrichtung zwischen Auflieger und Zugmaschine zu messen. Diese Einrich­ tung ist konstruktiv dem Auflieger zugeordnet, so daß diese Einrichtung unabhängig von der Zugmaschine ist. Dabei erfolgt die Messung der auf die Zugmaschine wirkenden Gewichtskraft des Aufliegers über eine Gewichtsmeßeinrichtung, vorzugsweise einen Luftbalg, wobei diese zwischen dem Auflieger und dem Königszapfen, über den die Zugmaschine des Sattelzuges und der Auflieger verbunden sind, angebracht ist.

An dieser Ausführungsform ist nachteilig, daß die Gewichts­ meßeinrichtung die längs und quer zur Fahrtrichtung auftre­ tenden Kräfte nicht während eines Meßvorgangs übertragen kann. Deshalb kann das Gewicht nicht während der Fahrt gemessen werden und für eine Messung bei Stillstand des Fahrzeugs ist zusätzlicher Aufwand, z. B. durch Ausrichten des Fahrzeugs sowie Ent- und Verriegeln der Gewichtsmeßeinrich­ tung notwendig.

Aus der US-PS 2 646 202 ist bekannt, das auf die Zugmaschine wirkende Gewicht des Aufliegers durch ein System von zwischen Zugmaschine und Auflieger angeordneten Scheiben zu messen, die konzentrisch um den Königszapfen liegen, wobei eine dieser Scheiben einen mit einem Fluid gefüllten Hohlraum aufweist. Durch das Gewicht des Aufliegers wird dieser Hohlraum verkleinert, wodurch sich der Druck in dem Fluid des Hohlraums erhöht. Dieser Druck wird mittels einer Druck­ meßeinrichtung ablesbar dargestellt. An dieser Ausführungs­ form ist nachteilig, daß eine Messung der auf die Zugmaschine wirkenden Gewichtskraft des Aufliegers nur sehr ungenau möglich ist. Außerdem führt diese Ausführung zu einem hohen Aufwand bei einer elektronischen Weiterverarbeitung der Meßwerte. Desweiteren wird die Präzision des Verfahrens sehr stark durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt.

Aus der US 4 854 407 ist weiterhin bekannt, die auf die Zugmaschine wirkende Gewichtskraft des Aufliegers durch Messung der Achsbelastung der Zugmaschine zu bestimmen. Bei dieser Einrichtung ist nachteilig, daß die Gewichtsbestimmung des Aufliegers von den Eigenschaften der Zugmaschine abhängig ist. Damit muß das System zur Bestimmung des Gewichts des Aufliegers bei Zugmaschinenwechsel neu angepaßt werden. Außerdem kann eine Gewichtsbestimmung nicht bei beliebigen, sondern nur bei entsprechend ausgestatteten Zugmaschinen erfolgen. Insgesamt ist dieses Verfahren somit sehr aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung anzugeben, die das Gewicht eines Aufliegers bzw. seiner Ladung auch während der Fahrt mißt. Dabei soll es zu keiner konstruktiven Beeinträchtigung, insbesondere in bezug auf die Übertragung der längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte zwischen Zugmaschine und Auflieger kommen, wobei das System von den Eigenschaften der Zugmaschine unab­ hängig sein soll.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Wiegeeinrich­ tung der eingangs angegebenen Art zwischen dem Auflieger und dem Königszapfen eine Vorrichtung zur Gewichtsmessung angebracht ist, die gleichzeitig sowohl Horizontal- und Vertikalkräfte und Momente überträgt als auch das auf die Zugmaschine wirkenden Gewicht des Aufliegers messen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht diese Vorrichtung aus einem Kraftübertragungselement, das durch eine einfache Mechanik an rauhe Umgebungsbedingungen, z. B. im Baustellenbereich, angepaßt ist, und einer Gewichtsineßeinrichtung, wobei die Übertragung der längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte sowie ein Teil der Vertikalkraft vom Kraftübertragungselement und der andere Teil der Vertikalkraft von der Gewichtsmeßeinrichtung übernommen wird.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kraftübertragungselement zumindest ein Gelenk auf, das weiterhin vorteilhaft als Drehachsgelenk ausgebildet und mit der Drehachse quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Kraftübertra­ gungseinrichtung als Gelenk ist es möglich, die Vertikalkraft zu teilen, so daß ein Teil der Vertikalkraft von der Gewichtsmeßeinrichtung aufgenommen werden kann, wodurch mit dieser eine der Gewichtskraft des Aufliegers proportionale Vertikalkraft gemessen werden kann. Dabei kann ein Gelenk die längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte aufnehmen. An der Ausgestaltung der Kraftübertragungseinrichtung als Drehachsgelenk ist vorteilhaft, daß neben den längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräften sowie der Vertikalkraft auch Momente aufgenommen werden können. An dieser Ausge­ staltung in Verbindung mit der Orientierung der Drehachse des Drehachsgelenkes quer zur Fahrtrichtung ist von Vorteil, daß ohne Variation der auf die Kraftmeßeinrichtung wirkenden Vertikalkraft trotz der um die Vertikalachse drehbaren Lagerung des Königszapfens im Sattel der Zugmaschine auftretende Giermomente sowie Rollmomente übertragen werden können, die z. B. auf inhomogene Ladungsverteilung in Orientierung quer zum Auflieger oder auf die Radialbeschleu­ nigung in Kurvenfahrten zurückzuführen sind.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Kraftübertragungselement und die Gewichtsmeßeinrich­ tung in einem gemeinsamen als Kassette ausgebildeten Gehäuse untergebracht. Dadurch ist es möglich, die Gewichtsmeßein­ richtung, das Kraftübertragungselement sowie weitere Komponenten, insbesondere eine vorzugsweise elektronische Auswerteeinheit zur Verarbeitung u. a. der von der Gewichts­ meßeinrichtung gelieferten Informationen vor Umweltein­ flüssen, insbesondere Verschmutzung zu schützen. Vorteilhaft ist die Kassette so auszubilden, daß sie im wesentlichen die Maße einer zwischen Auflieger und Königszapfen liegenden Sattelplatte, vorzugsweise mit einer Kassettenhöhe kleiner als 100 mm, hat. Dadurch kommt es nicht zu einer konstruk­ tiven Beeinträchtigung der Kopplung zwischen Auflieger und Zugmaschine, wodurch wiederum eine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens des Sattelzuges vermieden wird. Dieses gilt insbesondere, wenn die Sattelplatte vorteilhafterweise durch die Kassette ersetzt wird.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unter­ ansprüchen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Sattelzuges sowie eine orts­ feste Zentrale,

Fig. 2 den Informationsfluß zwischen den verschiedenen Elementen oder Einrichtungen zur Messung, Auswertung oder Darstellung des Gewichts des Aufliegers,

Fig. 3 die prinzipielle Anordnung des Kraftübertragungs­ elementes und der Gewichtsmeßeinrichtung zwischen dem Auflieger und dem Königszapfen,

Fig. 4 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung von Kraftübertragungselement und Gewichtsmeßeinrichtung zwischen Auflieger und Königszapfen in einer Kassette,

Fig. 5 die Draufsicht auf die vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung von Kraftübertragungseinrichtung und Gewichtsmeßeinrichtung zwischen Auflieger und Königs­ zapfen in der Kassette.

Der Sattelzug 18 nach Fig. 1 besteht aus einer Zugmaschine 19, die einen Auflieger 1 zieht, der hier als Silofahrzeug ausge­ bildet ist, wobei Zugmaschine 19 und Auflieger 1 über einen Königszapfen 2 miteinander verbunden sind. Die Messung des Aufliegergewichts erfolgt über die Messung der Gewichts­ belastung der Aufliegerachsen 14, 15 und 16 sowie über die Bestimmung des auf die Zugmaschinen 19 wirkenden Gewichts des Aufliegers 1. Die Bestimmung der Gewichtsbelastung der Achsen 14, 15 und 16 des Aufliegers 1 erfolgt dabei über die Federung 13 des Aufliegers 1. Das Gewicht des Aufliegers sowie seiner Ladung werden vorzugsweise mit der Zeit verknüpft, zu der dieses Gewicht gültig war, und bei Bedarf über ein vorzugs­ weise drahtloses Kommunikationssystem 9 an eine zentrale, ortsfeste Stelle 10 übertragen. Am Auflieger 1 sind zur Auswertung der Gewichtsangaben eine Auswerteeinrichtung 7 sowie zur Mensch-Maschine-Kommunikation eine Mensch-Maschine- Schnittstelle 8 angeordnet. Sowohl die Auswerteeinheit 7 als auch die Mensch-Maschine-Schnittstelle 8 sind korrosions-, wetter- und/oder wasserfest ausgeführt.

Fig. 2 verdeutlicht die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Elementen oder Einrichtungen zur Messung, Auswertung oder Darstellung des Gewichts des Aufliegers 1. Dabei wird die auf die Hinterachsen 14, 15 und 16 wirkende Gewichtskraft des Aufliegers 1 über die Federung 13 dieser Achsen durch eine Gewichtsmeßeinrichtung 12 gemessen. Diese ist vorteilhafterweise ein Drucksensor, wenn die Federung 13 der Achsen 14, 15 und 16 als Luftfederung ausgebildet ist. Die Informationen der Gewichtsmeßeinrichtung 12 werden einer Auswerteeinheit zugeführt. Zwischen dieser Auswerte­ einrichtung 7 und der Vorrichtung zur Gewichtsmessung 11 zwischen dem Auflieger 1 und dem Königszapfen 2 findet ebenfalls ein Austausch von Informationen statt, insbesondere der Informationen über die auf die Zugmaschine 19 wirkende Gewichtskraft des Aufliegers 1. In der Auswerteeinheit 7 werden die Informationen über die auf die Zugmaschine 19 wirkende Gewichtskraft des Aufliegers 1 und die auf die Hinterachsen 14, 15 und 16 wirkende Gewichtskraft des Aufliegers 1 verknüpft. Zwischen der Auswerteeinheit 7 und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 8, die vorteilhafterweise ein Display zur Darstellung von Gewichtsangaben sowie Tastenelemente zur Informationseingabe aufweist, findet ebenfalls ein Informationsaustausch statt. Zwischen der Auswerteeinheit 7 und einer ggf. vorhandenen ortsfesten Einrichtung 10 als einer übergeordneten Zentrale fließen ebenfalls Informationen, wobei der ortsfesten Einrichtung 10 insbesondere Angaben über das Aufliegergewicht übermittelt werden. Die fahrzeugseitige technische Schnittstelle des drahtlosen Kommunikationssystems 9 auf dem Sattelzug 18 kann Teil des Aufliegers 1 oder Teil der Zugmaschine 19 sein. In einer optionalen Ausgestaltung ist in der Zugmaschine 19 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 20 angeordnet. Diese weist vorteilhafterweise ein Display, einen Drucker sowie Eingabetasten auf.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung zur Gewichtsmessung 11 zwischen dem Auflieger 1 und dem Königszapfen 2, die eine Gewichtsmeß­ einrichtung 4 und ein Kraftmeßübertragungselement 3 aufweist, wobei die Übertragung der längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte sowie ein Teil der Vertikalkraft vom Kraft­ übertragungselement 3 und der andere Teil der Vertikalkraft von der Gewichtsmeßeinrichtung 4 übernommen wird. Für Eich­ zwecke ist das Verhältnis 1 : 1 für die Teilung der Vertikal­ kraft besonders vorteilhaft. Das Kraftübertragungselement 3 und die Gewichtsmeßeinrichtung 4 sind über ein Verbindungs­ stück 5 mit dem Königszapfen 2 verbunden. Als Ausgestaltung der Gewichtsmeßeinrichtung 4 kommen vorteilhafterweise handelsübliche, z. B. auf Dehnmeßstreifen oder auf piezoelek­ trischen Elementen basierende, Sensoren in Frage.

In der Ausgestaltung nach Fig. 4 sind das Kraftübertragungs­ element 3 und die Gewichtsmeßeinrichtung 4 sowie, alternativ zur Anordnung am Auflieger 1, die Auswerteeinheit 7 vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse 6 untergebracht.

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf die Ausgestaltung der Erfin­ dung nach Fig. 4. Dabei zeigt sich die Ausbildung des Kraft­ übertragungselementes 3 als Drehachsgelenk, dessen Drehachse quer zur Fahrtrichtung orientiert ist.

Die Unabhängigkeit der Vorrichtung zur Gewichtsmessung von den Eigenschaften der Zugmaschine sowie ihre Fähigkeit, bei gleichzeitiger, und insbesondere präziser Messung des auf die Zugmaschine wirkenden Gewichts des Aufliegers die Kräfte und Momente zwischen Zugmaschine und Auflieger aufzunehmen, erlauben gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich praxisgerechtere Bestimmung des Gewichts von LKW-Aufliegern. Zudem wird bei der Erfindung, insbesondere durch ihre die Sattelplatte ersetzende erfinderische Ausgestaltung die Fahrzeugstabilität, die bei Sattelzügen eine besonders kritische Eigenschaft ist, nicht wesentlich beeinträchtigt.

Claims (15)

1. Wiegeeinrichtung für einen Auflieger eines LKW-Sattel­ zuges, die das Gewicht des Aufliegers durch Addition des auf die Zugmaschine wirkenden Gewichts des Aufliegers und des auf die Achsen des Aufliegers wirkenden Gewichts bestimmt, wobei das auf die Zugmaschine wirkende Gewicht des Aufliegers mittels einer zwischen dem Auflieger und einem die Zugmaschine und den Auflieger verbindenden Königszapfen ausgebildeten Vorrichtung zur Gewichtsmessung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Gewichtsmessung (11) so ausgebildet ist) daß sowohl Horizontal- und Vertikalkräfte sowie Momente aufnehmbar sind als auch das auf die Zugmaschine (19) wirkende Gewicht des Aufliegers (1) elektrisch meßbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Gewichtsmessung eine Gewichtsmeßein­ richtung (4) und ein Kraftübertragungselement (3) aufweist, das die Übertragung der längs und quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte sowie ein Teil der Vertikalkraft aufnimmt, und der Rest der Vertikalkraft von der Gewichtsmeßeinrichtung (4) übernommen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Gewichtsmeßeinrichtung (4) wirkende Vertikal­ kraft dem auf die Zugmaschine (19) wirkenden Gewicht des Aufliegers (1) proportional ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (3) zwischen dem Auflieger (1) und dem Königszapfen (2) zumindest ein Drehachsgelenk aufweist, und vorteilhafterweise mit der Drehachse quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (3) und die Kraftmeßeinrich­ tung (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (6), das als sogenannte Kassette ausgebildet ist, untergebracht sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette im wesentlichen die Ausmaße einer zwischen Auflieger (1) und Königszapfen (2) liegenden Sattelplatte hat und vorzugsweise die Sattelplatte ersetzend ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassettenhöhe kleiner ist als 100 mm.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflieger (1) eine, vorzugsweise elektronische, Auswerteeinheit (7) zur Auswertung der von der Gewichtsmeß­ einrichtung (4) gelieferten und weiteren, z. B. von einer Einrichtung zur Bestimmung der auf die Hinterachsen (14, 14 und 16) des Aufliegers (1) wirkenden Gewichtskraft gelieferten, Werten aufweist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (7) Gewichtsangaben, wie z. B. Angaben über das auf die Zugmaschine (19) wirkende Gewicht des Aufliegers (1) und das auf die Hinterachsen (14, 15 und 16) des Aufliegers (1) wirkende Gewicht sowie Gesamt- und Leergewicht mit einer Zeitangabe, die vorzugsweise von einer Funkuhr stammt, verknüpft und bei Bedarf ausgegeben werden.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflieger (1) eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (8), vorzugsweise ein Display, aufweist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflieger (1) eine Einrichtung zur Überprüfung der Horizontallage aufweist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (7) so ausgebildet ist, daß sie, statt eine Gewichtsangabe auszugeben, eine Toleranzwertüber­ schreitung anzeigt, wenn die Abweichung der Orientierung der Normalkraft von der Orientierung der Gewichtskraft einen Toleranzwert überschreitet.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsangabe, die von der Auswerteeinheit (7) ausgegeben wird, um die Abweichung der Orientierung der Normalkraft von der Orientierung der Gewichtskraft korrigiert wird.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmaschine eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (20), insbesondere ein Display und/oder einen Drucker sowie eine oder mehrere Eingabetasten, zur Kommunikation mit der Auswerteeinheit aufweist, wobei die Kommunikation, vorzugsweise über ein Energieversorgungskabel (17) zwischen Zugmaschine und Auflieger, erfolgt, sofern sich die Mensch- Maschine-Schnittstelle (18) auf der Zugmaschine (19) befindet.

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufliegergewicht oder das Aufliegergewicht verknüpft mit der Zeit, zu der dieses Gewicht gültig war, über ein vorzugsweise drahtloses Kommunikationssystem (9) an eine zentrale, vorzugsweise ortsfeste, Stelle (10) übertragen wird.