DE2627710C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ermitteln dynamischer Rad- oder Achslasten von Straßenfahrzeugen mittels mehrerer auf bzw. in der Fahrbahnoberfläche angeordneten Meßvorrichtungen.The invention relates to a device for determining dynamic Wheel or axle loads of road vehicles by means of several on or measuring devices arranged in the road surface.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-Z "Straße und Autobahn", Heft 5, 1970, Aufsatz von H.Keller "Achswägung von Kraftfahrzeugen mit verschiedenen Wiegeverfahren", Seiten 183-194) werden Achslast- Meßgeräte durch Aneinanderreihen mehrerer Wiegeplatten in Richtung quer zur Fahrtrichtung gebildet, wobei die Einzelsignale der Wiegeplat­ ten zur Messung der Achslasten summiert werden.In a known device of this type (DE-Z "road and highway", Issue 5, 1970, essay by H.Keller "Axle weighing of motor vehicles with different weighing methods ", pages 183-194) Measuring devices by lining up several weighing plates in the direction formed transversely to the direction of travel, the individual signals of the weighing platform for the measurement of the axle loads.

Es sind Wägevorrichtungen für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen eine Lastplattform auf mehreren, in Fahrtrichtung beabstandeten Lastauf­ nehmern abgestützt ist. Die Ausgangssignale dieser Lastaufnehmer werden in einer gemeinsamen elektrischen Auswertschaltung mittels Integration verarbeitet (DE-AS 10 49 916; DE-OS 21 47 098; US-Z "Measure­ ment and Control", Vol.2, Dez.1969, Aufsatz von A.C. Ferguson "Weighing Vehicles on Motion", S. T 214-T 222).Weighing devices for rail vehicles are known in which a load platform on several load spaced in the direction of travel is supported. The output signals of these load sensors are used in a common electrical evaluation circuit Integration processed (DE-AS 10 49 916; DE-OS 21 47 098; US-Z "Measure ment and control ", Vol.2, Dec. 1969, essay by A.C. Ferguson" Weighing Vehicles on Motion ", p. T 214-T 222).

Ferner ist bei einer Hängebahnwaage bekannt, eine Meßstrecke in eine rohrförmige Hängeschiene einzufügen, wobei diese Meßstrecke an ihren Enden je durch einen Lastaufnehmer abgestützt ist (DE-OS 22 55 737). Die Lastaufnehmer sind elektrisch so zusammengekoppelt, daß man ein konstantes Ausgangssignal unabhängig von der Stelle erhält, an welcher die Last auf die Meßstrecke einwirkt.Furthermore, in the case of a monorail scale, it is known to include a measuring section in a insert tubular suspension rail, this measuring section on their  Each end is supported by a load receiver (DE-OS 22 55 737). The load receptors are electrically coupled together so that one receives constant output signal regardless of the point at which the load acts on the measuring section.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine dynamische Messung, d.h. eine Messung in Fahrt des Straßenfahrzeuges, der Rad- bzw. Achslast mit erhöhter Meßgenauigkeit unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht.The invention has for its object a device of the beginning to create the type mentioned, which a dynamic measurement, i. a Measurement while driving the road vehicle, the wheel or axle load increased measurement accuracy regardless of vehicle speed enables.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 die kennzeichnenden Teile des Anspruchs 1 vorge­ sehen.To solve this problem are in a facility according to the Oberbe handle of claim 1 featured the characterizing parts of claim 1 see.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung sind die Meßvorrichtungen in einem Abstand angeordnet, der sich wegen der Proportionalität zwischen der Wellenlänge und der Geschwindigkeit durch Vorgabe einer maximalen Überfahrgeschwindigkeit und der niedrigsten vorkommenden Frequenz (Schwerfahrzeuge) ermitteln läßt. So ist in der Praxis bekannt, daß die unterste Frequenz der dynamischen Radlasten bei Nutzfahrzeugen bei ca. 1,7 Hz liegt. Setzt man die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der gewogen werden soll, zu 60 km/h an, so ergibt sich ein Abstand von ca. 5 m. Ein solcher Abstand hat sich in der Praxis gut bewährt.In the device according to the invention, the measuring devices spaced apart due to proportionality between the wavelength and the speed by specifying a maximum crossing speed and the lowest occurring Frequency (heavy vehicles) can be determined. So in practice it is known that the lowest frequency of dynamic wheel loads in commercial vehicles is around 1.7 Hz. If you set the maximum vehicle speed, at which you want to weigh up to 60 km / h, there is a distance of approx. 5 m. Such a distance has proven itself in practice.

Die Erfindung berücksichtigt, daß die Meßwerte statistischen Schwankun­ gen unterworfen sind, die wesentlich vom Zustand der Meßobjekte abhän­ gen. Die Meßgenauigkeit wird durch Mehrfachmessung erhöht. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, daß die Messungen innerhalb einer vorgegebenen Toleranz selbst dann liegen, wenn die zweite Messung zufällig ein schlechteres Ergebnis als die erste Messung ergibt. So ist das Wort "Meßgenauigkeit" im Sinne der Erfindung nicht auf ein Einzelergebnis sondern auf den statistischen Mittelwert zu beziehen.The invention takes into account that the measured values are statistical fluctuations are subject to conditions that depend essentially on the condition of the test objects The measuring accuracy is increased by multiple measurements. In order to increases the probability that the measurements within a predetermined tolerance even if the second measurement happens to get a worse result than the first measurement. So the word "measurement accuracy" in the sense of the invention is not on a single result but to relate to the statistical mean.

Mit der Erfindung lassen sich Verfälschungen des Meßwertes bei der Ermittlung der dynamischen Rad- oder Achslast vermeiden, wenn das zu vermessende Fahrzeug beim Überfahren der Meßvorrichtung durch Bremsen, Kuppeln oder Beschleunigen sein Fahrverhalten ändert.The invention can be used to falsify the measured value  Avoid determining the dynamic wheel or axle load if that vehicle to be measured when passing over the measuring device Braking, clutching or accelerating changes his driving behavior.

Zweckmäßigerweise sind bei Vorhandensein von mehr als zwei Meßvorrich­ tungen die Abstände zwischen den einzelnen Meßvorrichtungen unterschied­ lich groß, wobei die Maße der Abstände zwischen den einzelnen Meßvor­ richtungen sich nicht wie ganzzahlige Vielfache zueinander verhalten. Dadurch wird vermieden, daß bei ausgeprägten Schwingungszuständen die Meßwerte sich wiederholen.It is advisable to have more than two measuring devices the distances between the individual measuring devices Lich large, the dimensions of the distances between the individual meas directions do not behave like integer multiples. This avoids that with pronounced vibration conditions the measured values are repeated.

bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind drei Meßvorrich­ tungen für jede Fahrzeugseite jeweils hintereinander angeordnet, wobei sich die Abstände der Meßvorrichtungen wie 5 zu 8 zueinander verhalten. Hierbei liegt der Mittelwert der Meßwerte mit 90% Wahr­ scheinlichkeit innerhalb der Standardabweichung der Meßwerte einer Meßvorrichtung bei beliebigen Überfahrten.in an advantageous embodiment of the invention, three measuring devices lines arranged one behind the other for each side of the vehicle, the distances between the measuring devices such as 5 to 8 to each other behavior. Here the mean value of the measured values lies with 90% true probability within the standard deviation of the measured values of a Measuring device for any crossings.

Durch weitere Erhöhung der Anzahl der Meßvorrichtungen wird die Meßge­ nauigkeit noch mehr verbessert.By further increasing the number of measuring devices, the Meßge accuracy improved even more.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Meßvorrichtungen als mit Meßgebern versehene Meßplatten ausgebildet, und es sind zwischen den Meßplatten jeweils Blindplatten oder Füllstoffe angeordnet, so daß der gesamte Meßbereich die gleiche Höhe aufweist. Bei in die Fahrbahn eingesetzten Meßplatten kann beispielsweise der Asphalt der Fahrbahnoberfläche als Füllstoff dienen.According to a further embodiment of the invention, the measuring devices formed as measuring plates provided with sensors, and there are between the measuring plates each arranged blind plates or fillers, so that the entire measuring range has the same height. At in the The asphalt can be used, for example, in the roadway serve as a filler on the road surface.

Damit der Wert für die Rad- oder Achslast nur auf einer sehr kleinen Überrollstrecke - die bei Fahrzeugen, deren Räder eine verhältnismäßig große Aufstandsfläche haben, bis gegen den Wert Null geht - gemessen wird, ist erfindungsgemäß die Meßlänge jeder Meßvorrichtung nicht größer als die größtmögliche Aufstandsfläche des Rades. Die jeweiligen Meßwerte stellen dann einmalige Spitzenwerte für die momentane Rad- oder Achslast dar, und zwar unabhängig von Überfahrgeschwindigkeit, Richtung und Aufstandsfläche des Rades. Dadurch erspart man sich Aufwand zur rechnerischen und elektronischen analogen Glättung des Einzelmeßergebnisses.So that the value for the wheel or axle load is measured only on a very small rollover distance - which, in vehicles whose wheels have a relatively large contact area, approaches zero - the measuring length of each measuring device is not greater than the largest possible contact area according to the invention of the wheel. The respective measured values then represent unique peak values for the instantaneous wheel or axle load, regardless of the driving speed, direction and footprint of the wheel. This saves you the effort of arithmetic and electronic analog smoothing of the individual measurement result.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrich­ tung besteht darin, daß gleichzeitig mit der Messung der Werte für die Rad- oder Achslast, in an sich bekannter Weise durch zeitliche Feststellung der aufeinanderfolgenden Einzelmessungen, die Geschwindig­ keit und/oder der Radabstand des Fahrzeugs sowie eine etwaige Geschwin­ digkeitsänderung während des Meßvorgangs ermittelt wird.A particularly advantageous development of the device according to the invention tion consists in the fact that simultaneously with the measurement of the values for the wheel or axle load, in a manner known per se by temporal Finding the successive individual measurements, the speed speed and / or the wheelbase of the vehicle and any speed change in density during the measurement process is determined.

Die Meßplatten der einzelnen Fahrzeugseiten sind vorteilhaft gegeneinan­ der versetzt angeordnet.The measuring plates of the individual vehicle sides are advantageous against each other the staggered.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Meßvorrichtung in Seitenansicht mit darauf befindlichem Rad, Fig. 1 shows a measuring device in side view with befindlichem thereon wheel,

Fig. 2 maßstabgerecht zu Fig. 1 ein Schwingungsdiagramm, Fig. 2 to scale to Fig. 1 is a waveform diagram

Fig. 3 ein Diagramm der relativen Abweichungen der Meßwerte, Fig. 3 is a diagram of the relative deviations of the measured values,

Fig. 4 die Anordnung mehrerer neben- und hintereinanderliegender Meßvorrichtungen in Draufsicht, Fig. 4 shows the arrangement of several side by side and one behind the other measuring devices in plan view,

Fig. 5 eine andere Anordnung mehrerer neben- und hintereinanderliegender Meßvorrichtungen ebenfalls in Draufsicht. Fig. 5 shows another arrangement of several measuring devices lying next to and one behind the other, also in plan view.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung weist eine Meßplatte 1 mit der Meßlänge A auf, die auf Meßgebern 2 ruht. Die Meßplatte 1 wird von einem Rad 3 überrollte, dessen Aufstandsfläche die Länge L hat.The measuring device shown in Fig. 1 has a measuring plate 1 with the measuring length A , which rests on sensors 2 . The measuring plate 1 is rolled over by a wheel 3 , the contact surface of which has the length L.

In dem Schwingungsdiagramm gemäß Fig. 2 ist über der Meßlänge A die Amplitude B der Grundschwingung 4 und der Rad- bzw. Achslastschwankung 5 aufgetragen.In the waveform chart shown in FIG. 2, the amplitude B is the fundamental component 4 and the wheel or axle load fluctuation 5 coated over the measuring length A.

In Fig. 3 ist über der tatsächlichen Rad- bzw. Achslast C die relative Abweichung D der Meßwerte in % aufgetragen. Hieraus ist zu ersehen, daß die Meßwerte 6, 7 und 8, die bei einem Meßvorgang mittels drei hintereinanderliegender Meßvorrichtungen gemessen wurden, einen Mittel­ wert 9 ergeben, der innerhalb der Toleranzgrenzen 10 und 11 der tatsäch­ lichen Rad- bzw. Achslast 12 liegt. Die größte Abweichung M von der tatsächlichen Rad- bzw. Achslast 12 weist der Meßwert 6 auf.In FIG. 3, the relative deviation D of the measured values is plotted in% over the actual wheel or axle load C. From this it can be seen that the measured values 6 , 7 and 8 , which were measured in a measuring process by means of three successive measuring devices, give an average value 9 which is within the tolerance limits 10 and 11 of the actual wheel or axle load 12 . The largest deviation M from the actual wheel or axle load 12 is measured 6 .

Zwischen den in Fig. 4 dargestellten Meßplatten 13 bis 18 sind jeweils Blindplatten 19 bis 22 angeordnet. Dadurch bildet der gesamte Meßbereich eine geschlossene Fläche. Der Abstand E zwischen den Plattenpaaren 13, 16 und 14, 17 ist kleiner als der Abstand F zwischen den Platten­ paaren 14, 17 und 15, 18.Blank plates 19 to 22 are arranged between the measuring plates 13 to 18 shown in FIG. 4. As a result, the entire measuring range forms a closed area. The distance E between the plate pairs 13 , 16 and 14 , 17 is smaller than the distance F between the plate pairs 14 , 17 and 15 , 18th

Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung der Meßvorrichtungen sind die Meßplatten 13, 14 und 15 der einen Fahrbahnseite gegen die Meßplatten 16, 17 und 18 der anderen Fahrbahnseite versetzt angeordnet.In the arrangement of the measuring devices shown in FIG. 5, the measuring plates 13 , 14 and 15 of one side of the road are offset from the measuring plates 16 , 17 and 18 of the other side of the road.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Ermitteln dynamischer Rad- oder Achslasten von Straßenfahrzeugen mittels mehrerer auf bzw. in der Fahrbahnoberfläche angeordneten Meßvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei voneinander unabhängige Meßvorrichtungen mit Abstand in Fahrtrichtung des Fahrzeugs hintereinander angeordnet sind, und daß eine Auswertvorrichtung zum Summieren und Mitteln der Ausgangswerte der einzelnen Meßvorrichtungen vorgesehen ist, und daß der Abstand der Meßvorrichtungen voneinander größer ist als die halbe Wellenlänge der niedrigsten zu erwartenden Rad- bzw. Achslastschwingung.1. A device for determining dynamic wheel or axle loads of road vehicles by means of several measuring devices arranged on or in the road surface, characterized in that at least two independent measuring devices are arranged one behind the other at a distance in the direction of travel of the vehicle, and that an evaluation device for summing and averaging the output values of the individual measuring devices are provided, and that the distance between the measuring devices is greater than half the wavelength of the lowest expected wheel or axle load vibration. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Abweichungen der Meßwerte von einem gewichte­ ten Mittelwert mit einem vorgegebenen Toleranzband verglichen werden, wobei dieses Toleranzband je nach Höhe des Mittelwerts unterschiedliche Breite hat.2. Device according to claim 1, characterized in that the determined deviations of the measured values from a weight th mean value compared with a predetermined tolerance band be, this tolerance band depending on the level of the mean has different widths. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Meßvorrichtungen die Abstände zwischen den einzelnen Meßvorrichtungen unterschiedlich sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized net that in the presence of more than two measuring devices the distances between the individual measuring devices differ are.   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maße der Abstände zwischen den einzelnen Meßvorrichtungen sich nicht wie ganzzahlige Vielfache zueinander verhalten.4. Device according to claim 3, characterized in that the dimensions of the distances between the individual measuring devices do not behave like integer multiples. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß drei Meßvorrichtungen für jede Fahrzeugseite jeweils hintereinander angeordnet sind, wobei sich die Abstände der Meßvorrichtungen wie 5 zu 8 zueinander verhalten.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized records that three measuring devices for each side of the vehicle are arranged one behind the other, with the distances the measuring devices behave like 5 to 8 to each other. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtungen als mit Meßgebern versehene Meßplatten ausgebildet sind und zwischen den Meßplatten jeweils Blindplatten oder Füllstoffe angeordnet sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized records that the measuring devices as with transducers Provided measuring plates are formed and between the measuring plates blind plates or fillers are arranged. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßgeber von Dehnungsmeßstreifen gebildet sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized records that the transducers are formed by strain gauges are. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßlänge jeder Meßvorrichtung nicht größer als die größtmögliche Aufstandsfläche des Rades ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized records that the measuring length of each measuring device is not is larger than the largest possible contact area of the wheel. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtungen der einzelnen Fahrzeugsei­ ten gegeneinander versetzt angeordnet sind.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized records that the measuring devices of each vehicle th are staggered. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich ein Gerät zur Ermittlung der Geschwindigkeit und/oder des Radabstandes des Fahrzeuges sowie einer etwaigen Geschwindigkeitsänderung während des Meßvorgangs vorgesehen ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized records that in addition a device for determining the Speed and / or the wheelbase of the vehicle and any change in speed during the measuring process is provided.