Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lastmessvorrichtung für grosse Waagbrücken mit mehreren Kraftmessvorrichtungen insbesondere zum Aufbau auf Lastwagen.

Lastmessvorrichtungen für Lastwagen sind mehrere bekannt. Sie können in zwei Gattungen gegliedert werden: Erstens solche, die die Achsbelastun¬ gen messen; zweitens solche, die zwischen Chassis und Aufbau eingeschal¬ tet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft also Lastmessvorrichtungen der zweiten genannten Gattung. Solche Vorrichtungen sind mehrere be¬ kannt, so beispielsweise aus WO 85/02587, GB 2208935 A, US 4,095,659, US 4,020,911, WO 89/08568 und GB 2 220758 A. Das bei allen genannten Vorrichtungen sich stellende Problem ist das Einschalten der Kraftmess¬ vorrichtungen zwischen Fahrzeugchassis und Aufbau. Bei WO 85/02587 und WO 89/08568 wird dies so gelöst, dass der Aufbau zur Messung auf vier Stelzen abgestützt wird, die je eine Kraftmessvorrichtung enthalten, wodurch die genannte Erfindung nur noch am Rande zum Stand der Technik gehört. In GB 2208935 A wirkt die zu messende Last des Fahrzeug-Auf- baus auf elastische Elemente; die sich durch Aufbau von Druck- und/oder Schubspannungen verformenden elastischen Elemente enthalten lineare Dif¬ ferentialtransformatoren, die direkt eine sich verändernde Dimension der genannten elastischen Elemente messen. Aus US 4,095659 und US 4,020,911 sind Lastmessvorrichtungen bekannt für Langholztransportfahrzeuge, die beispielsweise vier Kraftmessvorrichtungen aufweisen. Jede Kraftmessvor- richtung besteht aus zwei symmetrisch angeordneten Biegefedern, deren Einfederung mit Dehnmessstreifen bestimmt wird.

Allen bekannten Lösungen ist gemeinsam, dass ihre Verwendung entweder einschneidende Veränderungen am Aufbau des Lastwagens bedingen, oder sie nur für spezielle Aufgaben geeignet sind. Sie sind auch allgemein platz- raubend in vertikaler Richtung.

Die Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, ist die Schaffung einer aus mehreren Kraftmessvorrichtungen bestehende Wäge¬ einrichtung, die ohne wesentliche Eingriffe an der serienmässig gefer¬ tigten Struktur des Lastwagens zwischen Chassis und Aufbau eingeschaltet werden kann.

Ferner soll die erfindungsgemässe Lastmessvorrichtung die Last mit hoher Auflösung von indestend 1/1000 messen, sie soll die Brücke bzw. die Aufbauten eines Lastwagens tragen unter Berücksichtigung vertikaler und horizontaler Beschleunigungen und die Verbindung Chassis/Aufbau als Punkt-Verbindungen grosser Härte in allen Richtungen und m ssiger Dreh¬ härte in allen Richtungen gewährleisten.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 wiedergegeben. Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke mit mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer Gesamtanordnung,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel in Ansicht von der Seite, Fig. 3 das erste Ausführungsbeispiel in Längsrichtung gesehen, Fig. 4a,b,c ein zweites Ausführungsbeispiel in Seitenansicht, von oben und im Querschnitt,

Fig. 5a,b ein drittes Ausführungsbeispiel in Seiten- und Längsan¬ sicht, teilweise geschnitten, Fig. 6a,b ein viertes Ausführungsbeispiel in den gleichen Ansichten, wie Fig. 5 Fig. 7a,b ein fünftes Ausführungsbeispiel in den gleichen Ansichten, wie Fig. 5, Fig. 8a,b eine Variante zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7.

In Fig. 1 ist die Fahrzeugstruktur schematisch dargestellt. Ein aus C- förmigen Profilen zusammengeschweisster Rahmen 1 ist das Fahrzeugchas¬ sis. Nicht dargestellt sind fahrzeugspezifische Einzelheiten wie Radauf¬ hängung, Achsen, Kabine und dergleichen. Ebenfalls aus C-förmigen Profi¬ len ist ein Rahmen 2, auf dem verwendungsspezifische Aufbauten, wie Kasten, Brücken, Tanks befestigt werden. Ueblicherweise sind Chassis 1 und Rahmen 2 durch Schrauben miteinander verbunden. Ferner zeigt die Fig. 1 schematisch vier in den folgenden Ausführungsbeispielen vorgese¬ hene Messstellen 3, 4, 5, 6. Die Beschränkung auf vier Messstellen ist jedoch keineswegs erfindungswesentlich. Bei langen Brücken können auch sechs oder mehr Messstellen vorgesehen werden; besondere Konstruktionen von Chassis und Aufbau können auch nur drei sinnvoll erscheinen lassen.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht - von der Fahrzeug-Aussenseite aus - ei¬ nes ersten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels einer Messstelle. Fig. 3 zeigt eine- Ansicht desselben Ausf ^' ύhrungsbeispieles in Längsrich¬ tung des Fahrzeuges, also senkrecht zur Ansicht von Fig. 2. Am Chassis 1 und am oberen Rahmen 2 ist je ein Winkel 7, 8 befestigt, beispielsweise mit Schrauben 9. Zwischen den horizontalen Schenkeln 11, 12 der Winkel 7,8 ist eine Biegefeder 10 befestigt, die die Primärfeder einer elasti¬ schen Untersetzung bildet und die Hauptlast der auf die Messstelle wir¬ kenden Gewichtskraft trägt. Sie ist gegliedert in fünf Abschnitte: Zwei äussere Abschnitte 13, die in diesem Ausführungsbeispiel am oberen Schenkel 11 befestigt sind, einen zentralen Abschnitt 15, der am unteren Schenkel befestigt ist und zwei die Abschnitte 13 und 15 verbindende Ab¬ schnitte 14, die sich unter dem Einfluss der zu messenden Gewichtskraft S-förmig verbiegen. Zwei mit den Abschnitten 13 verbundene Stelzen 16 tragen eine weitere Biegefeder 17, die die Sekundärfeder der elastischen Untersetzung bildet. Zwischen dem mittleren Abschnitt 15 und der Mitte der Biegefeder 17 ist ein Kraftaufnehmer 18 eingeschaltet mittels zweier Stelzen 19, 20. Zur Sekundärfeder gehört hier, wie auch in den folgenden Ausführungsbeispielen, auch die Nachgiebigkeit des Kraftaufnehmers 18. Der Kraftaufnehmer 18 ist in diesem und auch in allen folgenden Ausfüh¬ rungsbeispielen vom Typ mit mindestens einer querschwingenden Saite, deren Schwingfrequenz durch die Einwirkung einer Last verändert wird.

In der Zeichnung nicht zu unterscheiden sind zwei Varianten zum Ausfüh- rungsbeispiel gemäss Fig. 2 und 3: Wird die Messstelle nun belastet, so senken sich die äusseren Abschnitte 13, damit auch die Stelzen 16. Ent¬ weder wirkt nun auf den Kraftaufnehmer 18 eine Zugkraft - als eine Aus¬ führungsvariante - oder der Kraftaufnehmer 18 ist durch die Biegefeder 17 vorgespannt und wird nun sukzessive entlastet - als zweite Ausfüh- rungsvariante. Ein Kraftaufnehmer für die zweite Variante ist bekannt aus der CH-Patentan eldung 00936/90-9.

Eine weitere - ebenfalls nicht gezeichnete Variante zum Ausführungsbei¬ spiel gemäss Fig. 2, 3 besteht in folgendem: Die Abschnitte 13 der Bie¬ gefeder 10 sind am horizontalen Schenkel 12 des unteren Winkels 8 befe- stigt, während der mittlere Abschnitt 15 mit dem horizontalen Schenkel

11 des oberen Winkels 7 verschraubt ist. Die Stelzen 16 bleiben an den Abschnitten 13, wie beschrieben. Damit wird der Kraftaufnehmer 18 auf Druckkräfte beansprucht. Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4a in Seitenansicht, teilwei- se geschnitten entlang A-A, Fig. 4b in der Ansicht von oben, Fig. 4c im Querschnitt entlang B-B. Die erfindungsgemässe Vorrichtung - als Teil des gesamten Erfindungsgegenstandes - ist hier im Sinne eines Beispiels als Gussstück 21 ausgeführt, gegliedert in ein Unterteil 22 und ein Oberteil 23. Die Biegefeder 10 besteht wiederum aus den äusseren Ab- schnitten 13, dem mittleren Abschnitt 15 und den zwei elastisch bean¬ spruchten Abschnitten 14, die durch Ausfräsungen 24 in je zwei parallele Teile 25 aufgetrennt sind. Durch die Ausfräsungen 24 werden gleichzeitig zwei Zungen 26 erzeugt, die mit den äusseren Abschnitten 13 verbunden sind. Mittels Schrauben 27 ist an den Zungen 26 ein Bügel 28 befestigt, der die Sekundärfeder der elastischen Untersetzung bildet. Er trägt den Kraftaufnehmer 18 über die untere Stelze 20, während die obere Stelze kraftschlüssig mit dem mittleren Abschnitt 15 verbunden ist, welcher vom Unterteil 22 getragen wird. Das Unterteil 22 ist am Chassis 1, das Oberteil 23 am Rahmen 2 festge- schraubt. Durch Belastung wird der mittlere Abschnitt 15 ^" der Biegefeder 10 angehoben, der Kraftaufnehmer 18 also entlastet.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5a,b sind die elastisch beanspruchten Abschnitte 14 der Biegefeder 10 je doppelt ausgeführt und liegen - im wesentlichen parallel zueinander - durch je eine Platte 29 verbunden, übereinander. Der mittlere Abschnitt 15 ist mit dem Unterteil 22 verbun¬ den mittels zweier Platten 30. An den unteren Enden der Platten 29 ist die Biegefeder 17 (Sekundärfeder) angeschraubt; sie wirkt über die Stel¬ ze 20 auf den Kraftaufnehmer 18, während der mittlere Abschnitt 15 über die Stelze 18 wirkt. Für die Fig. 4 und 5 gilt das zu Fig. 2,3 gesagte gleichermassen:

Entweder wird der Kraftaufnehmer auf Zug beansprucht, oder er ist, durch die Biegefeder 17 oder den Bügel 28, mit einer Druckkraft vorgespannt und wird durch Belasten der Vorrichtung nun sukzessive entlastet. Das in Fig. 6a,b gezeigte Ausführungsbeispiel ist aus miteinander ver- schraubten Teilen aufgebaut. Selbstverständlich lässt es sich ebenfalls

- analog zu Fig. 4 und 5 - einstückig als Gussteil erzeugen.

Zwischen den aus Fig. 2 bekannten horizontalen Schenkeln 11,12 der Win¬ kel 7,8 ist der Messteil befestigt. Er besteht aus einer oberen horizon¬ talen Platte 37, die mit dem horizontalen Schenkel 11 des oberen Winkels 7 verschreubt ist, und einer unteren horizontalen Platte 38, die mit dem horizontalen Schenkel des unteren Winkels 8 verschraubt ist. von der Platte 37 aus erstrecken sich zwei untereinander parallele Platten 39 nach unten, von der Platte 38 erstrecken sich analog zwei untereinander und zu den Platten 39 parallele Platten 40 nach oben.. Zwischen je einer Platte 39 und einer Platte 40 verlaufen zwei Paare von im wesentlichen parallel übereinander angeordneten Blattfedern 31, die zusammen die Pri¬ märfeder der elastischen Untersetzung bilden. In der Ebene des oberen linken Paares von Blattfedern 31 erstreckt sich - von der inneren Platte 40 ausgehend - eine Federzunge 32 nach innen, ebenso in der Ebene der unteren Blattfeder 31 des rechten Paares, ausgehend von der inneren Platte 39. Die Federzungen 32 bilden zusammen - immer mit der Nachgie¬ bigkeit des Kraftaufnehmers 18 selbst - die Sekundärfeder. Zwischen die Federzungen 32 ist mittels der Stelzen 19,20 der Kraftaufnehmer 18 ein¬ gebaut. Die Druckkraft vom unteren Winkel 8 biegt das. linke Paar Blattfedern 31 nach oben, die Druckkraft vom Oberteil 7 das rechte Paar Blattfedern 31 nach unten. In bezug auf die Belastung des Kraftaufnehmers 18 gilt das früher Gesagte. Wiederum als Gussteil ist das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 ausge- führt. Sowohl vom Oberteil 23 als auch vom Unterteil 22 geht je eine Platte 33 aus, die zusammen zwei im wesentlichen parallel laufende Blattfedern 34 tragen. Diese bilden zusammen die Primärfeder der elasti¬ schen Untersetzung. Jede der Platten 33 trägt wiederum eine Federzunge 32, die ebenfalls im wesentlichen parallel zueinander und zu den Blatt- federn 34 sind. Zwischen die als Sekundärfedern wirkenden Federzungen 32 ist der Kraftaufnehmer 18 eingeschaltet, wie beschrieben. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 8, das als ebene Platte 35 ausgeführt ist, sind die Blattfedern 34 ganz nach aussen gesetzt. Die Befestigung am Chassis 1 geschieht an einem oberen Befestigungsteil 41, am Rahmen 2 an einem unteren Befestigungsteil 42, jeweils, wie in den vorstehenden

Ausführungsbeispielen, mittels Schrauben 9. Vom Befestigungsteil 41 ver¬ läuft ein im wesentlichen vertikaler Träger 43 nach unten, an dem die untere Federzunge 32 und das eine _, Ende der unteren Blattfeder 34 an¬ setzt. Analog verläuft ein im wesentlichen vertikaler Träger 44 vom un- teren Befestigungsteil 42 nach oben, an dem die obere Federzunge 32 und das eine Ende der oberen Blattfeder 34 ansetzen.Die anderen Enden der Blattfedern 34 schliessen an den Befestigungsteilen 41, 42 an. Zwischen Chassis 1 und Rahmen 2 einerseits und der Platte 35 anderseits sind Scheiben 36 eingesetzt, die auch für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig 7 gültig sind. Der besondere Vorteil des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 8 liegt in seiner ebenen Grundgestalt, wodurch die vorliegende Geo¬ metrie beispielsweise durch Fräsen, Brennschneiden oder Drahterodieren leicht erzeugt werden kann. Gemeinsam für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt, dass die verwendeten Begriffe "oben" und "unten" nur der Einfachheit halber für die Beschreibung der Zeichnungen gewählt sind. Die Begriffe sind selbst¬ verständlich austauschbar, da ja mit den beschriebenen Messvorrichtungen die Kraftwirkung zwischen Rahmen 2 und Chassis 1 gemessen wird. Ferner gilt für alle Ausführungsbeispiele mit Ausnahme jenes von Fig. 8, dass sie entweder einstückig oder aus mehreren miteinander .verschraubten Tei¬ len aufgebaut sind; jenes von Fig. 8 ist nur einstückig sinnvoll. Wie aus der Darstellung sämtlicher Ausführungsbeispiele klar hervorgeht, sind die einzelnen Messvorrichtungen konsequent n e b e n den Trag¬ strukturen - also Chassis 1 und Rahmen 2 - aufgebaut; kein Teil ragt zwischen Chassis 1 und Rahmen 2. Damt wird die Gesamthöhe nur unwesent¬ lich - um wenige Millimeter - vergrössert, nämlich um soviel wie nötig ist, damit Chassis 1 und Rahmen 2 einander in keinem Betriebszustande berühren. Die erfindungsgemässe Lastmessvorrichtung lässt sich an jedem gängigen Lastwagen ohne Aenderung seines Aufbaus leicht anbringen. Es müssen kei¬ nerlei Teile eines seriemässig hergestellten Lastwagens ausgetauscht oder in irgend einer Weise verändert werden. Der einzige Eingriff in die Konstruktion sind die Löcher, die für die Schrauben 9 gebohrt werden müssen. Aus der Verbindung von Fig. 1 mit den Darstellungen der Ausführungsbei-

spiele der einzelnen Kraftmessvorrichtungen ergibt sich klar ein weite¬ rer Aspekt des Erfindungsgedankens: Die Primärfedern in den einzelnen Kraftmessvorrichtungen tragen zusammen die überwiegende Hauptlast des Rahmens 2, der Aufbauten und der Nutzlast; der Lastanteil der Sekundär- federn ist klein. Die Primärfedern (Biegefedern 10, 31, 34) haben sehr flache Trägheitsellipsen, sind deshalb hart gegenüber horizontalen Kräf¬ ten, m ssig hart gegenüber vertikalen - zu messenden - Kräften und mas¬ sig drehhart gegenüber Momenten mit horizontaler Achse. Die Kraftmess¬ vorrichtungen tragen also zusammen die ganze auf dem Rahmen 2 ruhende Last, zuzüglich zu dessen Eigengewicht.

Die elektrischen Signale der einzelnen Kraftaufnehmer 18 gemäss Fig. 2 bis 8 werden - wie es dem Stand der Technik entspricht, in einem Auswer¬ tegerät zusammengefasst, und die einzelnen Gewichtswerte summiert. Soll die anfällige Neigung des Lastwagens mitberücksichtigt werden, so kann an geeigneter Stelle eine Neigungsmessvorrichtung - wie sie z.B. aus dem CH-Patentgesuch 01 744/89-0 bekannt ist - angebaut werden.