DE19528549A1

DE19528549A1 - Portable measuring device for weight determination

Info

Publication number: DE19528549A1
Application number: DE19528549A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Bender
Original assignee: Reich KG Regel und Sicherheitstechnik
Current assignee: Reich KG Regel und Sicherheitstechnik
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1996-08-14
Also published as: DE59603819D1; DE29502071U1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Meßvorrich tung zur Gewichtsbestimmung von Anhängern, insbesondere zur Gewichtsbestimmung von Wohnwagen mit mindestens einem piezo elektrischen MeßelementThe present invention relates to a portable measuring device device for weight determination of trailers, in particular for Weight determination of caravans with at least one piezo electrical measuring element

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Verbesserung einer tragbaren Meßvorrich tung, wie sie in der Offenlegungsschrift DE 43 32 828 be schrieben ist. Eine Draufsicht auf eine derartige Meßvorrich tung, die insbesondere zur Gewichtsbestimmung von im wesent lichen dreipunktabgestützten Anhängern, insbesondere von Wohn wagen oder dgl., gedacht ist, ist in Fig. 1 der genannten Of fenlegungsschrift dargestellt. In einem ebenfalls in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird diese Meßvorrichtung jeweils in Richtung des aufgezeichneten Profils zur Gewinnung eines ersten Meßwerts von einem ersten Rad bzw. Radpaar und zur Gewinnung eines zweiten Meßwerts von einem zweiten Rad bzw. Radpaar überfahren. Ein dritter Meßwert wird durch Auf legen und anschließendes Entfernen der Anhängerkupplung auf bzw. von der Meßvorrichtung bestimmt. Die Meßvorrichtung um faßt als wesentliche Bestandteile ein Gehäuse mit mindestens einem piezoelektrischen Meßelement, eine mit dem jeweiligen Meßelement verbundene Aufnahmeelektronik, der ein Regelelement zur Erhöhung des Eingangswiderstandes und zur Nivellierung der von der Aufnahmeelektronik umgesetzten Spannung nachgeschaltet ist, und schließlich einen Prozessor zur Steuerung des Regel elementes. Die einzelnen Funktionen der Waage können über Ta sten ausgelöst bzw. abgerufen werden. Das Ergebnis der Einzel messungen bzw. einer daraus berechneten Gesamtmessung wird in einem LCD-Anzeigefenster angezeigt.The present invention relates in particular, but not exclusively, to an improvement in a portable measuring device, as described in DE 43 32 828. A plan view of such a Meßvorrich device, which is intended in particular for weight determination in wesent union three-point-based trailers, in particular caravans or the like, is shown in FIG . In a method also described in this document, this measuring device is run over in the direction of the recorded profile in order to obtain a first measured value from a first wheel or pair of wheels and to obtain a second measured value from a second wheel or pair of wheels. A third measured value is determined by placing on and then removing the trailer coupling on or from the measuring device. The measuring device comprises as essential components a housing with at least one piezoelectric measuring element, a recording electronics connected to the respective measuring element, which is followed by a control element for increasing the input resistance and for leveling the voltage converted by the recording electronics, and finally a processor for controlling the rule element. The individual functions of the scale can be triggered or called up using buttons. The result of the individual measurements or an overall measurement calculated from them is displayed in an LCD display window.

In obengenannter Offenlegungsschrift wird das verwendete piezoelektrische Meßelement nicht näher beschrieben, jedoch sind aus anderen Druckschriften piezoelektrische Meßelemente für den Einsatz in tragbaren Waagen bekannt. This is used in the above publication piezoelectric measuring element not described in detail, however are piezoelectric measuring elements from other publications known for use in portable scales.

So wird z. B. in einer in der US-Patentschrift 4 793 429 be schriebenen Fahrzeugwaage ein piezoelektrischer Gewichtssensor in federndes Material eingeschlossen. Wie in dieser Druck schrift ausgeführt wird, ist insbesondere ein dünner, schmaler Sensor zur Ausführung einer exakten Messung nötig, da im Falle der Verwendung eines dickeren, breiteren Sensors das Aufpral len des Fahrzeugs zu falschen Meßergebnissen führen würde.So z. B. be in a U.S. Patent 4,793,429 wrote vehicle scale a piezoelectric weight sensor enclosed in springy material. Like in this print script is executed, is in particular a thin, narrow Sensor necessary to carry out an exact measurement, because in the case using a thicker, wider sensor len of the vehicle would lead to incorrect measurement results.

Bei der in der US-Patentschrift 4 714 121 beschriebenen Fahr zeugwaage wird eine rechteckige Lastzelle, die mit einem Deh nungsmeßstreifen verbunden ist, über Lagervorrichtungen in vertikaler Richtung beweglich gelagert.In the driving described in U.S. Patent No. 4,714,121 Tool scale becomes a rectangular load cell, which has a deh voltage measuring strip is connected via storage devices in vertically supported.

Aus der US-Patentschrift 3 949 822 ist eine Fahrzeugwaage be kannt, die als Meßelement einen Biegebalken verwendet, auf den ein Dehnungsmeßstreifen aufgebracht ist.A vehicle scale is known from US Pat. No. 3,949,822 knows that uses a bending beam as a measuring element on the a strain gauge is applied.

All diesen aus dem Stand der Technik bekannten Meßelementen ist in nachteiliger Weise gemeinsam, daß sie nur bei stati scher Messung, d. h. wenn das zu messende Rad bzw. Radpaar auf der Waage zum Stillstand kommt, korrekte Meßwerte liefern. Zur Durchführung einer statischen Messung sind die Meßvorrichtun gen entsprechend großflächig auszuführen. Bei zu knapper Di mensionierung kann infolge der Trägheit des horizontal beweg ten Gefährts, dessen Gewicht bestimmt werden soll, beim Be fahren der Meßvorrichtung eine die Messung verfälschende Kraftkomponente entstehen, weshalb bei dynamischen Messungen falsche Meßwerte entstehen.All of these measuring elements known from the prior art is disadvantageously common that they are only at stati shear measurement, d. H. if the wheel or pair of wheels to be measured is on the scale comes to a standstill, supply correct measured values. For The measuring devices are used to carry out a static measurement correspondingly large areas. If Tue is too tight Dimensioning can move due to the inertia of the horizontal ten vehicle whose weight is to be determined at the Be drive the measuring device falsifies the measurement Force components arise, which is why with dynamic measurements incorrect measured values arise.

Aus obengenannten Druckschriften sind aufwendige Weiterbil dungen bekannt, bei denen unter größerem Rechenaufwand ver sucht wird, aus den von den piezoelektrischen Meßzellen dyna misch gewonnenen Ausgangssignalen den korrekten Meßwert zu ermitteln.From the above-mentioned documents are complex further education known in which ver is searched, from those of the piezoelectric measuring cells dyna mixed output signals to the correct measured value determine.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine tragbare Meßvorrichtung zur Gewichtsbestimmung zur Verfügung zu stel len, die bei kostengünstiger Herstellung und einfachem Aufbau sowohl ein dynamisches Meßverfahren, d. h. ein Überfahren der Waage, als auch statische Messung zuläßt, wobei die Abmessun gen der Meßvorrichtung möglichst klein bleiben können und den noch korrekte Meßergebnisse erzielt werden.The object of the invention is therefore a portable Weight measuring device available len, with inexpensive production and simple construction both a dynamic measurement method, d. H. a run over the Libra, as well as static measurement allows, the dimensions gene can remain as small as possible and the correct measurement results can still be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß minde stens ein Meßelement einen im wesentlichen zweiteiligen Grund aufbau aufweist, wobei der erste Teil mit einer Aufnahmevor richtung der Meßvorrichtung verbunden ist, während der zweite Teil auf dem zugehörigen ersten Teil beweglich gelagert ist.According to the invention, this object is achieved in that mind least a measuring element has an essentially two-part reason has structure, the first part with a receptacle direction of the measuring device is connected, while the second Part is movably mounted on the associated first part.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist diese Aufnahmevor richtung so ausgelegt, daß sie auch mehrere der Meßelemente aufnehmen kann und als Stabilisierungsplatte, vorzugsweise aus Metall, ausgebildet ist. Alternativ kann die Aufnahmevorrich tung auch einstückig mit einem Gehäuseteil ausgebildet sein.In an advantageous embodiment, this is pre-recording direction designed so that they also several of the measuring elements can accommodate and as a stabilizing plate, preferably made of Metal, is formed. Alternatively, the receiving device device also be integrally formed with a housing part.

In besonders vorteilhafter Weise wird die bewegliche Lagerung des ersten Teils eines Meßelements gegenüber dem zugehörigen zweiten Teil dadurch erzielt, daß einer der beiden Teile einen halbkugelförmigen Vorsprung aufweist, der in eine halbkugel förmige Aussparung des anderen Teils eingreift, wobei die Tie fe der Aussparung geringer ist als die Höhe des Vorsprungs.The movable bearing is particularly advantageous of the first part of a measuring element compared to the associated one second part achieved in that one of the two parts one has hemispherical projection that into a hemisphere shaped recess of the other part engages, the tie fe of the recess is less than the height of the projection.

Für eine statische Gewichtsbestimmung ist es insbesondere von Vorteil, mindestens drei Meßelemente in einer Meßvorrichtung unterzubringen, wobei die Meßelemente nicht in einer Reihe, sondern vorteilhafterweise, beispielsweise bei Verwendung von drei Meßelementen, in Dreiecksform angeordnet wenden.For a static weight determination it is particularly of Advantage, at least three measuring elements in one measuring device to accommodate, the measuring elements not in a row, but advantageously, for example when using three measuring elements, arranged in a triangular shape.

Eine ausführliche Erläuterung der Erfindung ist der Beschrei bung und den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.A detailed explanation of the invention is provided exercise and the attached drawings.

Die Zeichnungen zeigen folgendes: The drawings show the following:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen tragbaren Meßvorrichtung zur Gewichtsbestimmung; Figure 1 is a perspective view of a portable measuring device according to the invention for weight determination.

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Gewichts bestimmung; Figure 2 is an exploded perspective view of a measuring device according to the invention for weight determination.

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1 in Ruhelage; Fig. 3 is a partially sectioned view along the line III-III of Figure 1 in the rest position.

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1 beim Befahren der Meßvor richtung. Fig. 4 is a partially sectioned view along the line III-III of Fig. 1 when driving the Meßvor direction.

Fig. 1 zeigt eine tragbare Meßvorrichtung 10 zur Gewichtsbe stimmung von im wesentlichen dreipunktabgestützten Anhängern, insbesondere für Wohnwagen oder dgl., bestehend aus einem Ge häuseoberteil 12, welcher mit Schrauben 22 an einem Gehäuseun terteil 14 befestigt ist. In den Gehäuseoberteil 12 sind zur Kennzeichnung der Richtung, in der die Meßvorrichtung zur Ge wichtsbestimmung überfahren werden soll, Profilrillen 20 ein geprägt oder darauf aufgezeichnet. Des weiteren befinden sich außerhalb dieses durch Profilrillen gekennzeichneten Teils eine Anzeige 18, vorzugsweise eine LCD-Anzeige, sowie Bedien knöpfe oder Tasten 16. Fig. 1 shows a portable measuring device 10 for weight determination of essentially three-point-based trailers, in particular for caravans or the like, consisting of a Ge housing upper part 12 , which is fastened with screws 22 to a housing sub-part 14 . In the upper housing part 12 are profiled to indicate the direction in which the measuring device for Ge weight determination is to be run over, profiled grooves 20 or recorded thereon. Furthermore, there is a display 18 , preferably an LCD display, as well as control buttons or buttons 16 outside this part characterized by profile grooves.

Im Gehäuse befinden sich neben einem oder mehreren der zu beschreibenden Meßelemente 24, 26 eine Aufnahmeelektronik (nicht dargestellt), vorzugsweise ein Regelelement zur Erhö hung des Eingangswiderstandes und zur Nivellierung der von der Aufnahmeelektronik umgesetzten Spannung (nicht dargestellt) sowie ein Prozessor 30 zur Steuerung des Regelelementes (Fig. 2).In the housing there are, in addition to one or more of the measuring elements 24 , 26 to be described, recording electronics (not shown), preferably a control element for increasing the input resistance and for leveling the voltage converted by the recording electronics (not shown), and a processor 30 for controlling the Control element ( Fig. 2).

Die in der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung verwendeten Meß elemente, siehe Fig. 2, 3, 4, sind im wesentlichen zweiteilig ausgebildet 24, 26 und sind über Leitungen 34 mit der Aufnah meelektronik (nicht dargestellt) verbunden. Ein Oberteil 26 der Meßelemente ist mit einer Aufnahmevorrichtung 32 verbun den. Diese kann beispielsweise einstückig mit einem Gehäuse teil, vorzugsweise mit dem Gehäuseoberteil 12, ausgebildet sein, kann aber auch aus einer zusätzlichen Stabilisierungs platte 32, vorzugsweise aus Metall, bestehen. Der Oberteil 26 wird in Vertiefungen 36 der Aufnahmevorrichtung 32 eingesetzt oder mittels Schrauben oder dgl. an dieser befestigt. Der Un terteil 24 des Meßelementes ist, vorzugsweise unter Verwendung zweier in Gehäuseelementen oder darin ausgebildeten Rillen be weglich gelagerter Metallstifte 28, federnd mit dem Gehäuse verbunden und in ihm gesichert. Deshalb ragt nur ein Teil des Meßelementunterteils 24 durch Öffnungen 38 des Gehäuseunter teils 14 hervor und liegt bei Durchführung einer Messung auf dem Boden 50 auf.The measuring elements used in the measuring device according to the invention, see Fig. 2, 3, 4, are essentially formed in two parts 24, 26 and are connected via lines 34 to the recording electronics (not shown). An upper part 26 of the measuring elements is connected to a receiving device 32 . This can for example be made in one piece with a housing part, preferably with the upper housing part 12 , but can also consist of an additional stabilizing plate 32 , preferably made of metal. The upper part 26 is inserted into recesses 36 of the receiving device 32 or fastened to it by means of screws or the like. The lower part 24 of the measuring element is, preferably using two in housing elements or grooves formed therein movably mounted metal pins 28 , connected resiliently to the housing and secured in it. Therefore, only a part of the lower measuring element 24 protrudes through openings 38 of the lower housing part 14 and lies on the floor 50 when a measurement is carried out.

Fig. 2 zeigt insbesondere eine Ausführungsform unter Verwen dung von drei Meßelementen, die in Dreieckform angeordnet sind, und somit die Durchführung einer statischen Gewichtsbe stimmung erlauben. Bei Anordnung in einer Reihe wäre die Mög lichkeit einer statischen Messung nur schwierig zu erfüllen, da dazu das zu messende Rad bzw. Radpaar auf der Meßvorrich tung 10 so balanciert werden müßte, daß keine Seite des Gehäu seunterteils 14 mit dem Boden 50 in Kontakt tritt. Fig. 2 shows in particular an embodiment using three measuring elements, which are arranged in a triangular shape, and thus allow the implementation of a static weight determination. If arranged in a row, the possibility of a static measurement would be difficult to meet, since the wheel or wheel pair to be measured on the measuring device 10 would have to be balanced so that neither side of the housing lower part 14 comes into contact with the floor 50 .

Die Funktionsweise des Meßelements wird im folgenden anhand der Fig. 3 und 4 erklärt. Fig. 3 und 4 zeigen einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1, Fig. 3 den Ruhezustand, Fig. 4 den Zustand beim Befahren der Meßvorrichtung. Im darge stellten Fall handelt es sich entweder um eine Ausführungsform unter Verwendung eines einzelnen Meßelementes oder um eine Ausführungsform unter Verwendung mehrerer in Reihe angeord neter Meßelemente. Aus Fig. 3 geht hervor, daß der Oberteil 26 des Meßelements aus einem Teil 46 besteht, in dem das eigent liche Piezoelement 54 eingesetzt ist. Aus dem Piezoelement 54 ragt ein halbkugelförmiger Vorsprung 44 hervor. Der Unterteil 24 des Meßelements umfaßt einen gummierten, auf dem Boden 50 aufliegenden Dämpfungsteil 52, der insbesondere auch Uneben heiten des Bodens ausgleicht, und einen damit verbundenen Teil 40, an dessen dem Vorsprung 44 zugewandter Fläche eine Ausspa rung 42 in der Form einer Halbkugel oder eines Kugelsegments ausgebildet ist, mit einem vorzugsweise größeren Radius als der des halbkugelförmigen Vorsprungs 44. Die Höhe des Vor sprungs 44 ist größer als die Tiefe der Aussparung 42. Die federnden Stifte 28 greifen zum einen in seitliche Ausspa rungen des Elements 40, zum anderen in Aussparungen 48 des Gehäuseunterteils 14 oder darin ausgebildete Rillen ein.The operation of the measuring element is explained below with reference to FIGS . 3 and 4. FIGS. 3 and 4 show a section along the line III-III of Fig. 1, Fig. 3 shows the state of rest, Fig. 4 shows the state when driving the measuring device. In the illustrated case, it is either an embodiment using a single measuring element or an embodiment using several measuring elements arranged in series. From Fig. 3 it can be seen that the upper part 26 of the measuring element consists of a part 46 in which the piezoelectric element 54 is inserted. A semispherical projection 44 protrudes from the piezo element 54 . The lower part 24 of the measuring element comprises a rubberized, resting on the floor 50 damping part 52 , which in particular also compensates for unevenness in the floor, and an associated part 40 , on the surface facing the projection 44 a recess 42 in the form of a hemisphere or of a spherical segment is formed, preferably with a larger radius than that of the hemispherical projection 44 . The height of the jump 44 before is greater than the depth of the recess 42nd The resilient pins 28 engage on the one hand in lateral recesses of the element 40 , on the other hand in recesses 48 of the lower housing part 14 or grooves formed therein.

Pfeil 56 in Fig. 3 deutet die Richtung an, in der die Meßvor richtung überfahren wird, während Pfeil 58 in Fig. 3 zeigt, wie das Gehäuse beim Befahren der Meßvorrichtung gegenüber dem Boden 50 gekippt wird.Arrow 56 in Fig. 3 indicates the direction in which the Meßvor direction is run over, while arrow 58 in Fig. 3 shows how the housing is tilted against the floor 50 when driving on the measuring device.

Dieser gekippte Zustand ist in Fig. 4 genauer dargestellt. Ihr ist zu entnehmen, daß der Unterteil 24 des Meßelements, gegen über der ungekippten Darstellung von Fig. 3, unverändert, d. h. horizontal ausgerichtet ist. Oberteil 26 des Meßelements ist zusammen mit dem Gehäuse gegenüber dem Unterteil 24 gekippt. Dieses Kippen wurde dadurch ermöglicht, daß der Vorsprung 44 eine größere Höhe aufweist, als die Aussparung 52 tief ist. Die bewegliche Lagerung des Teils 24 mit den Stiften 28 im Ge häuseunterteil 14 in den Aussparungen 48 gestattet diese Kip pung. Alternativ läßt sich der gleiche Effekt erzielen, wenn in Unterteil 24 ein Vorsprung und in Oberteil 26 eine Ausspa rung ausgebildet werden. Sobald beim Überfahren der Meßvor richtung beide Seiten des Gehäuseunterteils den Kontakt mit dem Boden 50 verloren haben, d. h. nur noch Teil 52 des Meß elements mit dem Boden 50 Kontakt hat, wird korrekt gemessen. Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist dies infolge der Möglichkeit des Kippens wesentlich länger der Fall, als wenn Unterteil 24 und Oberteil 26 starr miteinander verbunden wä ren. Insofern vermindert sich der Aufwand für die nachbearbei tende bzw. auswertende Elektronik. Insbesondere läßt sich die Entstehung von Kraftkomponenten maßgeblich reduzieren, die eine korrekte Messung beeinträchtigen könnten.This tilted state is shown in more detail in FIG. 4. It can be seen that the lower part 24 of the measuring element, compared to the untilted illustration of FIG. 3, is oriented unchanged, ie horizontally. Upper part 26 of the measuring element is tilted together with the housing relative to lower part 24 . This tilting was made possible in that the projection 44 has a greater height than the recess 52 is deep. The movable mounting of the part 24 with the pins 28 in the Ge lower housing part 14 in the recesses 48 allows this Kip pung. Alternatively, the same effect can be achieved if a projection is formed in the lower part 24 and a recess is formed in the upper part 26 . Once have when passing the Meßvor both sides of the lower housing part towards contact with the floor 50 lost, that only part of the sensing element 52 with the ground 50 has contact is measured correctly. In the measuring device according to the invention, this is due to the possibility of tilting much longer than if the lower part 24 and upper part 26 were rigidly connected. In this respect, the effort for the post-processing or evaluating electronics is reduced. In particular, the generation of force components that could impair correct measurement can be significantly reduced.

Claims

1. Portable measuring device ( 10 ) for determining the weight of trailers, in particular for determining the weight of caravans, with at least one piezoelectric measuring element, characterized in that at least one measuring element ( 24 , 26 ) has a two-part basic structure in wesentli Chen, the respective first part ( 24 ; 26 ) is connected to a receiving device ( 32 ) of the measuring device ( 10 ), while the respective second part ( 26 ; 24 ) is movably mounted on the associated first part ( 24 ; 26 ).

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the movable mounting of the first part ( 24 ; 26 ) of the at least one measuring element relative to the associated second part ( 26 ; 24 ) is achieved in that one of the two parts ( 24 ; 26 ) has a spherical segment-shaped projection ( 44 ) which engages in a spherical segment-shaped recess ( 42 ) of the other part ( 26 ; 24 ), the depth of the recess ( 42 ) being less than the height of the projection ( 44 ).

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving device ( 32 ) is integrally formed with a housing part.

4. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving device ( 32 ) in an additional stabilizing plate ( 32 ), preferably made of metal.

5. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the second part ( 24 ) of the at least one measuring element is movably connected to the measuring device ( 10 ).

6. Measuring device according to one of the preceding claims with at least three measuring elements, characterized, that the measuring elements are not arranged in a row.