DE3907763A1 - Device for determining the shaft forces of a trailer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Bestimmen der Deichselkräfte eines mit der Kupplung eines Zugfahrzeugs verbundenen Anhängers nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Vor richtung ist schon aus der DE-OS 34 28 192 bekannt. Die durch die Vorrichtung erfaßten Deichselkräfte sollen zur Regelung des Brems systems des Wagenzuges im Sinne einer ständigen Bremskraftanpassung zwischen Zug- und Anhängerfahrzeug herangezogen werden, um ein neutrales Fahrverhalten während des Bremsbetriebes zu erhalten. Zwar ist in dieser Veröffentlichung angegeben, den Zug-/Druckkraftgeber zweckmäßigerweise am Zugfahrzeug, insbesondere an dessen Kupplung anzuordnen, an der die Deichsel des Anhängers angreift. Dabei soll der Zug-/Druckkraftgeber als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sein. Der genaue Ort zur Anbringung des Zug-/Druckkraftgebers ist jedoch in der Veröffentlichung nicht genannt.The invention relates to a device for determining the Drawbar forces associated with the coupling of a towing vehicle Trailer according to the genus of the main claim. Such a pre direction is already known from DE-OS 34 28 192. The through the Device detected drawbar forces are used to control the brake systems of the wagon train in terms of constant braking force adjustment between the towing vehicle and the trailer vehicle to maintain neutral driving behavior during braking. Though is specified in this publication, the traction / compression force transducer expediently on the towing vehicle, in particular on its coupling to be arranged, on which the drawbar of the trailer acts. In doing so the tension / compression force transducer can be designed as a strain gauge. However, the exact location for attaching the traction / pressure sensor is not mentioned in the publication.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Zug-/Druck kraftgeber an einer Stelle angeordnet ist, an der die am Kupplungs bolzen wirkende Deichselkraft auf die fest mit dem Zugfahrzeug ver bundene Kupplung unmittelbar übertragen wird. Das Meßsignal des Zug-/Druckkraftgebers ist daher weitgehend von Störgrößen unbeein flußt. Außerdem ist die Meßgröße nur einer geringen, beispielsweise durch Reibkräfte verursachten Hysterese unterworfen.The device according to the invention with the characteristic features The main claim has the advantage that the train / pressure The force sensor is arranged at a point where the clutch bolt acting drawbar force on the ver with the towing vehicle bound clutch is transmitted immediately. The measurement signal of the Traction / pressure transducer is therefore largely unaffected by disturbance variables flows. In addition, the measured variable is only a small one, for example subject to hysteresis caused by frictional forces.
Besonders vorteilhaft ist die Maßnahme nach Anspruch 2, weil hier durch die Kupplungsklaue wie ein Biegebalken beansprucht wird, der durch beiderseits des Durchbruchs liegende Stege mit dem Zugfahrzeug verbunden ist. Dabei ist der Zug-/Druckkraftgeber vorzugsweise an einer Stelle angeordnet, an der bei z. B. auf das Zugfahrzeug auf laufendem Anhänger, der also Druckkräfte auf das Zugfahrzeug ausübt, Dehnungen auftreten, die mit einfachen Mitteln erfaßbar sind. Durch die Anordnung des Zug-/Druckkraftgebers an dieser Stelle sind somit bereits relativ niedrige Kräfte meßbar, weil sie für eine Messung ausreichend große elastische Verformungen der Klaue hervorrufen. Es sind aber auch an der Kupplung wirkende Zugkräfte meßbar, weil hier durch am Einbauort des Kraftgebers auftretende Stauchungen ebenfalls erfaßt werden können. Außerdem ist die Anordnung des Zug-/Druck kraftgebers im Klauendurchbruch von besonderem Vorteil, weil der Kraftgeber an diesem Montageort vor mechanischen und elektrischen Einflüssen geschützt ist. Bei vollautomatischen Kupplungen, bei denen das Einführen der Deichsel in die Kupplung den Kuppelvorgang auslöst, ist dieser Durchbruch ohnehin vorhanden, so daß kein Mehr aufwand für dessen Herstellung anfällt. Da der Zug-/Druckkraftgeber an diesem Montageort nahezu von allen Seiten von Kupplungsteilen aus Stahl umgeben ist, ergibt sich eine wirkungsvolle Abschirmung gegen äußere elektromagnetische Einwirkungen, insbesondere wenn der Zug-/Druckkraftgeber ein elektrischer oder elektronischer Sensor ist.The measure according to claim 2 is particularly advantageous because here is stressed by the coupling claw like a bending beam that through webs lying on both sides of the opening with the towing vehicle connected is. The tensile / compressive force generator is preferably on arranged at a point at z. B. on the towing vehicle running trailer, which exerts pressure on the towing vehicle, Strains occur that can be detected with simple means. By the arrangement of the traction / compression force transducer at this point are thus already relatively low forces measurable because they are for one measurement cause sufficiently large elastic deformations of the claw. It but tensile forces acting on the coupling can also be measured, because here due to upsetting occurring at the installation location of the force sensor can be detected. In addition, the arrangement of the push / pull force generator in the claw breakthrough is particularly advantageous because of the Power transmitter at this installation site before mechanical and electrical Influences is protected. With fully automatic clutches, at which the insertion of the drawbar into the coupling the coupling process triggers, this breakthrough is present anyway, so that no more expenses for its production. Because the traction / pressure transducer at this installation location from almost all sides of coupling parts Steel is surrounded, there is an effective shield against external electromagnetic influences, especially if the Traction / compression sensor is an electrical or electronic sensor.
Außerdem können beim Auftreten von Zug-/oder Druckkräften an der Kupplung die hierdurch verursachten Dehnungen und Stauchungen der Gabelklaue gemessen werden, wenn der Zug-/Druckkraftgeber gemäß der Maßnahme nach Anspruch 3 angeordnet ist. In addition, when tensile or compressive forces occur on the Coupling the resulting expansion and compression of the Fork claw can be measured if the tension / compression sensor according to Measure is arranged according to claim 3.
Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung der Vorrichtung ist im Hinblick auf die weitgehend symmetrische Ausbildung der Kupplung und dem demzufolge in der Längsebene liegenden Kraftangriff der Deichsel am Kupplungsbolzen zweckmäßig.The development of the device characterized in claim 4 is in view of the largely symmetrical design of the clutch and consequently in the longitudinal plane of the application of force Drawbar on the coupling pin is useful.
Von Vorteil ist ferner die Verwendung von Zug-/Druckkraftgebern der im Anspruch 5 angegebenen Art, weil diese wenig Einbauraum erfordern, eine hohe Funktionssicherheit haben und geringe Kosten verursachen.Another advantage is the use of traction / pressure sensors specified in claim 5, because this little installation space require a high level of functional reliability and low costs cause.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawing shown and explained in more detail in the following description. Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht einer teilweise aufgebrochen dargestellten Fahrzeugkupplung und Fig. 1 is a side view of a vehicle clutch shown partially broken and
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kupplung. Fig. 2 is a plan view of the clutch.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 10 weist eine Kupplung 12 auf, die mit ihrem Kupplungskörper 14 mit einem Flansch 16 an einer Quertraverse 18 eines im übrigen nicht dargestellten Zugfahr zeugrahmens befestigt ist (Fig. 1 und 2). Der Kupplungskörper 14 hat eine obere Gabelklaue 20 sowie eine untere Gabelklaue 22. In jeder Gabelklaue 20 bzw. 22 ist je eine Buchse 24 und 26 zur Führung eines vertikal verschiebbaren Kupplungsbolzens 28 angeordnet. Zum Anheben des Kupplungsbolzens 26 ist die Kupplung 12 mit einem Aufwerfhebel 30 versehen. Außerdem hat die Kupplung 12 ein Fangmaul 32, welches in den Raum zwischen den beiden Gabelklauen 20 und 22 eingreift. The device 10 shown in the drawing has a coupling 12 which is attached with its coupling body 14 with a flange 16 to a crossbar 18 of a train driving frame (not shown) (FIGS . 1 and 2). The coupling body 14 has an upper fork claw 20 and a lower fork claw 22 . A bushing 24 and 26 for guiding a vertically displaceable coupling bolt 28 is arranged in each fork claw 20 or 22 . To raise the coupling bolt 26 , the coupling 12 is provided with a raising lever 30 . In addition, the coupling 12 has a catch mouth 32 which engages in the space between the two fork claws 20 and 22 .
In die Kupplung 12 des Zugfahrzeugs greift die Deichsel 34 eines nicht dargestellten Anhängers mit ihrer Deichselöse 36 ein. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Deichselöse 36 vom in seiner Kuppel stellung befindlichen Kupplungsbolzen 28 durchgriffen. In diese Stellung wird der Kupplungsbolzen 28 automatisch bewegt, wenn die Deichselöse 36 beim Einführen in das Fangmaul 32 auf einen Lösehebel 38 der Kupplung 12 auftrifft. Der Lösehebel 38 ist am Kupplungs körper 14 gelagert und greift mit einem Arm 40 durch einen Durch bruch 42 der oberen Gabelklaue 20. Dieser Durchbruch 42 ist symmetrisch zu einer Kupplungslängsebene 44 gelegen, in der die Längsachse des Kupplungsbolzens 28 verläuft. Aufgrund der zur Längs ebene 44 weitgehend symmetrischen Gestaltung des Kupplungskörpers 14 sind beiderseits des Durchbruchs 42 verlaufende Stege 46 und 48 gebildet. Diese verbinden den kupplungsbolzenseitigen Abschnitt 50 der oberen Gabelklaue 20 mit dem Kupplungskörper 14.The drawbar 34 of a trailer (not shown) engages with the drawbar eye 36 in the coupling 12 of the towing vehicle. As shown in Fig. 1, the tiller eye 36 is penetrated by the coupling bolt 28 located in its dome position. In this position, the coupling pin 28 is automatically moved when the tiller eye 36 strikes a release lever 38 of the coupling 12 when it is inserted into the catch mouth 32 . The release lever 38 is mounted on the coupling body 14 and engages with an arm 40 through a breakthrough 42 of the upper fork claw 20th This opening 42 is located symmetrically to a longitudinal coupling plane 44 , in which the longitudinal axis of the coupling bolt 28 extends. Due to the largely symmetrical to the longitudinal plane 44 design of the coupling body 14 extending webs 46 and 48 are formed on both sides of the opening 42 . These connect the coupling pin-side section 50 of the upper fork claw 20 to the coupling body 14 .
Wie in Fig. 1 durch den Doppelpfeil angedeutet, treten beim Brems betrieb des Zugverbands Druck- und Zugkräfte auf, welche zwischen der Deichsel 34 des Anhängers und dem Kupplungsbolzen 28 der Zugfahrzeugkupplung 12 wirken. Diese Kräfte werden vom die obere Gabelklaue 20 und die untere Gabelklaue 22 durchdringenden Kupplungsbolzen 28 aufgenommen und auf den Kupplungskörper 14 übertragen. Dabei kommt es zu elastischen Verformungen der an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile der Kupplung 12. Der durch die Stege 46 und 48 mit dem Kupplungskörper 14 verbundene Abschnitt 50 der oberen Gabelklaue 20 wirkt hierbei wie ein quer zur Kupplungs längsebene 44 verlaufender Biegebalken.As indicated in Fig. 1 by the double arrow, pressure and tensile forces occur during braking operation of the train set, which act between the drawbar 34 of the trailer and the coupling bolt 28 of the towing vehicle coupling 12 . These forces are absorbed by the coupling pin 28 penetrating the upper fork claw 20 and the lower fork claw 22 and transmitted to the coupling body 14 . This leads to elastic deformations of the components of the clutch 12 involved in the power transmission. The section 50 of the upper fork claw 20 which is connected to the coupling body 14 by the webs 46 and 48 in this case acts like a bending beam running transversely to the coupling along the plane 44 .
Zum Bestimmen der an der Kupplung 12 angreifenden Deichselkräfte ist an der oberen Gabelklaue 20 ein erster Zug-/Druckkraftgeber in Form eines Dehnungsmeßstreifens 52 angeordnet, und zwar an einer bolzen seitigen Begrenzungsfläche 54 des Durchbruchs 42 in einem Bereich, der von der Kupplungslängsebene 44 geschnitten ist. Mit dem Dehnungsmeßstreifen 52 sind bevorzugt Dehnungen des durchbruchs seitigen Gabelbereichs erfaßbar, welche durch Auflaufkräfte (Druck kräfte) des Anhängers verursacht werden. Der Dehnungsmeßstreifen 52 ist durch eine Leitung 56 mit einer Auswerteschaltung 58 verbunden, welche das der Deichselkraft entsprechende Dehnungssignal auswertet und einem Regelungssystem des Bremssystems von Zugfahrzeug und Anhänger zuführt. Mit dem Dehnungsmeßstreifen 52 sind jedoch auch Stauchungen des bolzenseitigen Abschnitts 50 der oberen Gabelklaue 20 erfaßbar, welche durch Deichselzugkräfte gegeben sind. Das entsprechende Signal des Dehnungsmeßstreifens 52 wird gleichfalls von der Auswerteschaltung 58 ausgewertet und im Bremsregelungssystem des Zugwerbands verarbeitet.In order to determine the drawbar forces acting on the coupling 12, a first traction / compression force transducer in the form of a strain gauge 52 is arranged on the upper fork claw 20 , specifically on a bolt-side boundary surface 54 of the opening 42 in an area which is cut by the longitudinal coupling plane 44 . With the strain gauge 52 strains of the breakthrough fork area are preferably detected, which are caused by run-up forces (pressure forces) of the trailer. The strain gauge 52 is connected by a line 56 to an evaluation circuit 58 which evaluates the strain signal corresponding to the drawbar force and feeds it to a control system of the braking system of the towing vehicle and trailer. With the strain gauge 52 , however, compressions of the bolt-side section 50 of the upper fork claw 20 can also be detected, which are given by the drawbar tensile forces. The corresponding signal of the strain gauge 52 is also evaluated by the evaluation circuit 58 and processed in the brake control system of the tension band.
Die obere Gabelklaue 20 der Kupplung 12 ist außerdem mit einem zweiten Zug-/Druckkraftgeber in Form eines Dehnungsmeßstreifens 60 versehen. Dieser ist an der anhängerseitigen Begrenzungsfläche 62 der Gabelklaue 20 im Bereich der Kupplungslängsebene 44 angeordnet. Vom Dehnungsmeßgeber 60 führt eine Leitung 64 zur Auswerteschaltung 58 für die Signalverarbeitung. Der Dehnungsmeßstreifen 60 erfaßt bevorzugt die durch Deichselzugkräfte verursachten Dehnungen des anhängerseitigen Gabelklauenbereichs sowie durch Gabeldruckkräfte hervorgerufene Stauchungen.The upper fork claw 20 of the clutch 12 is also provided with a second tension / compression force transducer in the form of a strain gauge 60 . This is arranged on the trailer-side boundary surface 62 of the fork claw 20 in the area of the longitudinal coupling plane 44 . A line 64 leads from the strain gauge 60 to the evaluation circuit 58 for signal processing. The strain gauge 60 preferably detects the strains of the trailer-side fork claw area caused by the drawbar tensile forces and the upsets caused by the fork pressure forces.
Die sehr kleine Abmessungen aufweisenden Dehnungsmeßstreifen 52 und 60 können zum Schutz vor Beschädigung und elektromagnetischer Einwirkung durch eine entsprechend gestaltete, nicht dargestellte Kappe abgedeckt oder in einer entsprechend gestalteten Vertiefung der Gabelklaue 20 angeordnet werden. Dabei ist der Montageort des Dehnungsmeßstreifens 52 im Durchbruch 42 günstig, weil dort der Meßstreifen besonders wirkungsvoll durch die benachbarten Kupplungsbauteile aus Stahl vor von außen kommenden Störeinflüssen geschützt ist. The strain gauges 52 and 60 , which have very small dimensions, can be covered by a correspondingly designed cap, not shown, for protection against damage and electromagnetic interference, or can be arranged in a correspondingly shaped recess in the fork claw 20 . The mounting location of the strain gauge 52 in the opening 42 is favorable because the measuring strip there is particularly effectively protected from outside interference by the adjacent steel coupling components.
Als Zug-/Druckkraftgeber können außer den erwähnten ohmschen Dehnungsmeßstreifen auch Halbleiter-Dehnungsaufnehmer, piezo elektrische Geber und andere geeignete Meßumformer Verwendung finden.As a tensile / compressive force transducer can in addition to the mentioned ohmic Strain gauges also semiconductor strain gauges, piezo electrical sensors and other suitable transmitters are used.
Claims (5)
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| IT9019513A0 (en) | 1990-02-28 |
| IT1241068B (en) | 1993-12-29 |
| SE9000853L (en) | 1990-09-11 |
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