DE3208315A1

DE3208315A1 - Mehrachsige zugmaschine

Info

Publication number: DE3208315A1
Application number: DE19823208315
Authority: DE
Inventors: John 61108 Rockford Ill. Hobbs; Wolfgang Dipl.-Ing. 7141 Beilstein Schrader
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-03-08
Filing date: 1982-03-08
Publication date: 1983-09-15
Also published as: US4505344A; JPS58164451A

Description

1 7 r. ■· %

10.2.1982 Wd/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Mehrachsige Zugmaschine
Stand der Technik

Bei einem bekannten Lastfahrzeug sieht der Fahrer auf dem Anzeigegerät stets genau, wie stark das Fahrzeug beladen ist, und er kann die Last so verteilen, daß die einzelnen Achsen, insbesondere die Lenkachse, richtig belastet sind. Ein Überladen des Fahrzeugs kann damit vermieden werden, ebenso eine zu geringe Ladung, worunter die Wirtschaftlichkeit leiden würde. Dieses bekannte Lastfahrzeug hat jedoch den Nachteil, daß das Verteilen der Last beim Laden recht umständlich ist (Truck and Off-Highway Industries, July 198 1 ) .

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Verteilung der Last wesentlich einfacher ist. Sie

kann auf einfache Weise vom Fahrerhaus richtig verteilt werden. Wichtig ist insbesondere, daß die Lenkachse nicht unterbelastet ist, da dadurch das Lenken des Fahrzeugs stark beeinträchtigt werden kann. Das automatische Wiege- und Lastverteilungssystem erübrigt somit ein Anfahren von Wiegestationen bzw. eine dort notwendige Lastverteilung .

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Zugmaschine mit aufgesattelter Last, Figuren 2 und 3 die Aufsattelvorrichtung am Zugfahrzeug in Seiten- und Frontansicht, Figur h ein Längsschnitt durch einen Sensor, Figur 5 einen Schnitt längs IV-IV nach Figur k, Figuren 6-8 schematische Darstellungen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das Zugfahrzeug 10 nach Figur 1 hat eine Lenkachse 11 und zwei Lastachsen 12, 13, wobei sich oberhalb derselben auf dem Chassis 1U eine Auflageplatte 15 befindet, auf welche ein Sattelcontainer 16 aufgesetzt wird. Um die auf das Zugfahrzeug wirkende Last des Containers 16 richtig auf die drei Achsen verteilen zu können, ist die Auflageplatte 15 verschiebbar auf dem Chassis lh angeordnet. Zu diesem Zweck stützt sie sich schwenkbar über einen oder mehrere Bolzen 17 - je nach Konstruktion - auf einem Support 18

ab, welcher mit Hilfe eines nicht dargestellten elektrischen oder hydraulischen Servomotors längs des Chassis verfahren werden kann.

Im Fahrerhaus befindet sich ein Computer 68 mit Anzeigetafel, dem die Belastung des Zugfahrzeugs durch die Last

16 laufend mitgeteilt und von diesem angezeigt wird. Diese Mitteilung in Form elektrischer Signale erhält der Computer über einen im Bolzen 17 angeordneten inagneto-elastisehen Sensor 20 bzw. Transformatorgeber, wie er in den Figuren 4· bis 7 dargestellt ist. Der Bolzen 17 hat an seiner Stirnseite 2.h einen Bund 25, von der aus im Bolzen

17 eine Sacklochbohrung 26 verläuft. In die Sacklochbohrung 26 ist ein Spulenträger 27 eingesetzt und über zwei Kolbenabschnitte 28 in ihr geführt. An dem am weitesten in die Sacklochbohrung 26 hineinragenden Ende des Spulenträgers 27 ist ein E-förmiger Magnetkern 29 befestigt. Wie aus Figur h zu erkennen ist, liegt der Magnetkern 29 in einer Trennebene zwischen den Teilen 15 und 18, d. h. in einem Bereich, wo die Schubspannung im Bolzen 1J durch die auf die Platte 15 wirkende Last am größten ist. Die beiden äußeren, in derselben Ebene liegenden Schenkel 31,

32 des Magnetkerns 29 tragen die beiden Sekundärspulen

33 und 3^· Der mittlere Schenkel 35 ^es E-förmigen Magnetkerns 29 ist in eine zu den äußeren Schenkeln um 90 versetzte Ebene umgebogen und trägt eine Primärspule 36.

Der Magnetkern 29 ist so angeordnet, daß die Enden der Schenkel 31» 32, 35 möglichst nahe an der Innenwand der Sacklochbohrung 26 liegen. Die Sacklochbohrung 26 wird an der Stirnseite 2\ durch eine Deckscheibe 37 verschlossen. In dieser ist eine Einstellschraube 38 gelagert, die mit ihrem freien Ende in den Spulenträger 27 hineinragt und mit deren Hilfe der Spulenträger 27 in seiner axialen Lage verstellbar ist. Damit der Spulenträger 27 im Bolzen 17 seine vorgesehene Winkellage einhält, ist in der Deckscheibe 37 eine Führungsstange 39 befestigt, die durch

eine Ausnehmung im Bund 28 des Spulenträgers 27 hindurchführt. Die elektrischen Anschlüsse für Primärspule 36 und die Sekundärspulen 33, 3^ sind in nicht näher gezeichneter Weise durch den Spulenträger 37 hindurch nach außen geführt. Ein solcher Bolzen ist an sich bekannt aus der DE-OS 30 Ok 592.

Wie die Figur 5 näher zeigt, greift die am Bolzen 17 herrschende Kraft in Richtung der Linie hh an diesem'an. Dadurch wird erreicht, daß die magnetischen Flußlinien über den Bolzen 17 in einem Bereich hoher Schubspannung verlaufen. Der Bolzen 17 selbst besteht aus magnetischem, insbesondere weichmagnetischem Werkstoff, damit der erwähnte Feldliniefluß stattfinden kann.

Der magneto-elastische Geber 20 macht sich den Effekt zunutze, daß sich die magnetischen Eigenschaften bestimmter Werkstoffe ändern, wenn sie einer mechanischen Spannung unterworfen werden. Der Spulenträger 27 mit Magnetkern liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich, in dem im Bolzen 17 die größten Schubspannungen infolge der in der Auflageplatte wirkenden Kräfte herrschen. An die Primärspule 36 wird nun eine konstante Spannung angelegt. An den beiden äußeren Sekundär spulen 33, 3^· wird die Meßspannung abgegriffen. Dabei werden die Sekundär spulen 33, 3^+ so geschaltet, daß der Geber nach der Differenzmethode arbeitet. Wie in Figur 6 und 7 näher gezeigt ist, bilden sich zwischen den Schenkeln 31 und 35 magnetische Flußlinien k-5 sowie zwischen den Schenkeln und 35 magnetische Flußlinien U6 im Bolzen 17 aus. Im Bereich dieser magnetischen Flußlinien H5₅ h6 wirken im Werkstoff des Bolzens 17 infolge der auftretenden Schubspannung zwischen den Schenkeln 31 und 35 eine Zugspannung kl sowie zwischen den Schenkeln 32 und 35 eine Druck-

^h 17559

spannung U8. Ändert sich die Kraftrichtung, dann wechseln auch Zug- und Druckspannung und damit die Richtung des elektrischen Signals. Wegen der Magneto-Elastizität des Werkstoffs wird im Bereich der Zugspannung ^7 die Permeabilität des Bolzens 17 erhöht, während sie im Bereich der Druckspannung 1+8 abnimmt. Die Folge davon ist eine Kopplungsänderung zwischen der Primärspule 3β und den Sekundärspulen 33, 3^₅ wodurch eine zu der jeweils auftretenden Druckkraft proportionale Meßspannung abgegriffen werden kann. Mit Hilfe der Führungsstange 39 und der Abdeckscheibe 37 läßt sich dabei erreichen, daß der Magnetkern 29 stets in einer solchen Lage gehalten wird, daß eine Winkelhalbierende k9 zwischen dem mittleren Schenkel 35 und einem äußeren Schenkel 31 im wesentlichen senkrecht zur Linie kk verläuft, wie dies aus Figur k näher ersichtlich ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die magnetischen Flußlinien U5, k6 in einem Bereich des Bolzens 17 verlaufen, in dem die Schubspannung am größten ist. Durch die Anordnung des Magnetkerns 29 mit seinen Spulen im Inneren des Bolzens 17 wird zudem eine hohe Signalausbeute begünstigt, weil der Schubspannungsverlauf 51 in einer Rohrwand von außen nach innen hin ansteigt, wie dies in Figur 7 dargestellt ist. Die konstante Spannung in der Primärspule 36 wird beispielsweise über die Batterie des Fahrzeugs angelegt. Die aus dem Sensor 20 stammenden Werte werden über eine Leitung 67 dem Computer 68 im Führerhaus eingespeist. Diesem wird außerdem noch eingespeist das Gewicht des Zugfahrzeugs 10, das Gewicht des Containers 16, der Abstand a von der Lenkachse bis zum Bolzen 17» die zulässigen Belastungen für die Lenkachse 11 und die Achsen 12 und 13· Das im Computer 68 eingegebene Programm berechnet nun den Abstand a, der immer zwischen den Achsen 12 und 13 liegen muß. Wie bereits eingangs erwähnt, wird der Support 18

- jg -

durch einen Servomotor vom Computer 68 aus angesteuert und eingestellt.

Natürlich kann es sich beim Zugfahrzeug auch um ein solches handeln, das hinten nur eine Achse, z. B. die Achse 13 hat. Dann liegt der Sattel selbstverständlich zwischen dieser Achse und der Lenkachse 12.

Der Support 18 bzw. die Platte 15 können auch so gestaltet sein, daß von beiden Seiten her je ein Bolzen eingesetzt ist, von denen jeder oder auch nur einer eine eleltrische Meßvorrichtung in seinem Inneren aufnimmt, siehe hierzu Figur 8.

Claims

ε. 175 3 0

10.2.1982 Wd/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

1. Mehrachsiges Lastfahrzeug mit mindestens einem Sensor, Ler die auf dieses einwirkende Last mißt, in ein elektrisches Signal umwandelt und diese Information einem im Fahrerhaus angeordneten Anzeigegerät mitteilt und dort aufzeigt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Das Lastfahrzeug ist eine Zugmaschine mit einer auf ihr angeordneten Auflageplatte (15), die sich über mindestens einen Bolzen (17) auf einem axial verschiebbar auf der Zugmaschine angeordneten Träger (18) abstützt;

b) der Sensor (20) ist in dem aus magnetischem Werkstoff bestehenden Bolzen (1T) der Auflageplatte (15) untergebracht;

c) der Sensor ist als magneto-elastischer Geber ausgebildet.

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2. Zugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatte (15) um den Bolzen (17) schwenkbar ist.

3. Zugmaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Auflageplatte (15) "vom Fahrerhaus aus durch Ansteuerung eines den Träger (18) betätigbaren Servomotors einstellbar ist.

k. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät mit einem Rechner (68) gekoppelt ist, dem mindestens die Gesamtlast des' Fahrzeugs und der Abstand (a) von der Längsachse zum Bolzen (17) eingegeben wird, aus welchen Werten der Rechner die Position der Auflageplatte bezüglich der günstigsten Belastung für die Lenkachse (11) errechnet und steuert.

5- Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (26) des Bolzens (17) ein Magnetkern (29) mit wenigstens einer Spule (33, 3^, 36) des Sensors angeordnet ist.

6. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Transformatorgeber ausgebildet ist.

7· Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Primärspule (36) und wenigstens eine Sekundärspule (33, 3h) tragenden Schenkel (35 bzw. 31, 32) miteinander einen insbesondere rechten Winkel bilden, dessen Winkelhalbierende (kg) mindestens nahezu senkrecht zur Krafteinwirkungsrichtung (kk) verläuft.

8. Zugmaschine nach, einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch

gekennzeichnet, daß der Magnetkern (39) zwei ein Arbeiten

nach der Differenzmeßmethode erlaubende Schenkel (31, 32) mit Sekundär spulen (33, 3*0 aufweist.

9· Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (29) im Hohlraum (26) axial verstellbar angeordnet ist.

10. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (29) im Hohlraum (26) in seiner Winkellage einstellbar ist.

11. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (17) eine den Hohlraum bildende Sackbohrung (26) aufweist, in die ein den Magnetkern (29) mit den Spulen (33, 3^, 36) tragender Spulenträger (27) eingesetzt ist.

12. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des Sensors (20) an einer Stirnseite (2U) des Bolzens (17) herausgeführt sind.

13· Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (29) so ausgebildet ist, daß der mittlere Schenkel (3b) die Primärspule (36) und die beiden äußeren Schenkel (31, 32) die Sekundär spulen (33, 3*0 tragen.