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Die Erfindung betrifft ein dynamisches Müllwägesystem, vorzugsweise für die
Anwendung an Müllfahrzeugen, wobei die Müllbehälter während der Hub- bzw.
Absenkbewegung der Behälterentleervorrichtung im Bereich einer bestimmten
Messstrecke, mehrmals hintereinander, in kurzen Intervallen, mittels einer in der
Behälterentleervorrichtung integrierten Waage, welche im allgemeinen eine
Wiegebrücke mit zwei Brückenplatten aufweist, jeweils vor und nach dem Entleeren gewogen werden und durch Bildung des Differenzgewichtes zwischen gefülltem und leerem Müllbehälter die tatsächlich in das Müllfahrzeug entleerte Müllmenge ermittelt wird, wobei wahlweise zur verursachergerechten Zuordnung der entsorgen
Müllmengen an den Müllbehältern bzw.
den Behälterentleervorrichtungen Identifikationssysteme vorgesehen sind, und die gewonnenen Daten vorzugsweise an eine im Fahrerhaus befindliche Rechner-, Speicher- und Druckerstation weiterleitbar sind und wobei zur Kompensation der unterschiedlichen W gebedingungen jeweils wenigstens zwei Wägezellen in Belastungsrichtung hintereinander angeordnet sind und sich zwischen den Wägezellen eine seismische Masse befindet.
Es sind bereits W geeinrichtungen der genannten Art bekannt, z. B. nach der AT-PS 399 048, bei welcher jeweils wenigstens zwei W gezellen in Belastungsrichtung hintereinander oder parallel zueinander angeordnet und unter wahlweisem Zwischenschalten eines Zusatzgewichtes miteinander verbunden sind, wobei die eine Brückenplatte eine Verbindung mit der ersten W gezelle einer solchen Wägezellenanordnung aufweist, und die jeweils anderen W gezellen der Wägezellenanordnung definiert mehr-bzw. minderbelastet sind als die ersten Wägezellen und die Wiegebrücke wenigstens zwei Behälteraufnahmeeinrichtungen aufweist.
Der Nachteil dieses Systems ist jedoch, dass bereits bei einer sehr geringen Messungenauigkeit in der Messkette ein relativ hoher Fehler in der Ermittlung der Müllmasse auftritt, da infolge des nur relativ-aus Platz-und Gewichtsgründengering ausführbaren Zusatzgewichtes zwischen den beiden W gezellen eine enorme Fehlerverstärkung bei Messungenauigkeiten auftritt. Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, dass bei dem System nach der AT-PS 399 048 für die Ermittlungen der Müllmasse der Offsetwert der Wägezellen bekannt sein muss. d. h. jener Wert den das System im vollkommen unbelasteten Zustand aufweist.
Dieser Wert ändert sich jedoch ständig, vor allem deshalb, weil die in der Behälterentleervorrichtung eingebaute Müllwaage starken Rüttel- und Schwenkbewegungen ausgesetzt ist und beim Überkopfschwenken der Müllbehälter, für deren vollständige Entleerung, die Messzellenanordnung im umgekehrten Sinne belastet wird, wobei insbesondere bei
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Verwendung einer auf Zug arbeitenden Messzellenanordnung mit kardangelagerten
Messzellen ein Ausknicken der Messzellenanordnung erfolgt. Nachteilig ist bei diesem bekannten System ferner, dass durch die grosse Länge der Messzellenanordnung, welche in ihrer Mitte keine Abstützmöglichkeit zulässt, es zu transversalen
Schwingungen kommt, welche ebenfalls das Messergebnis verfälschen.
Ein weiterer
Nachteil einer Ausführung nach der AT-PS 399048 ergibt sich daraus, dass bei
Verwendung von zwei Behälteraufnahmeeinrichtungen an einer einzigen
Wiegebrücke der Forderung beide Müllgewichte bei zwei gleichzeitig entleerten Behältern exakt zu erfassen nicht nachgekommen werden kann, da aufgrund des ständig varierenden Massenschwerpunktes des Mülls innerhalb des Behälters keine brauchbaren Schwerpunktsabstände zugeordnet werden können. Aus der EP 0 292 866 ist ferner eine Vorrichtung zum gewichtsmässigen Erfassen von Müll in einem Behälter, der in die Behälteraufnahme einer an einem Sammelfahrzeug angeordneten Entleerungsvorrichtung eingesetzt wird bekannt, wobei die Behälteraufnahme gegenüber einem Tragorgan der Entleerungsvorrichtung längsverschiebbar ist und beide Organe mittels federelastischer Elemente, z. B.
Federblechen parallelverschiebbar miteinander verbunden sind, und die Behälteraufnahme mit einer W gezelle in Wirkverbindung steht. In der Beschreibung dieser Vorrichtung findet sich allerdings kein Hinweis wie die Fehlerquellen einer allfälligen dynamischen Verwiegung eliminiert werden könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und ein Wiegesystem für die dynamische Verwiegung der in das Müllfahrzeug entleerten Müllmasse zu schaffen, bei welchem auf relativ einfache und wirtschaftliche Weise Störeinflüsse, welche die Wägungen verfälschen, automatisch eliminiert werden. Insbesondere soll dabei auch die W gezellenanordnung stabiler und unempfindlich gegen mechanische Störungen sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden in Belastungsrichtung hintereinander angeordneten W gezellen, zwischen zwei an einer der beiden Brückenplatten, mit dieser fest verbundenen Konsolen zueinander mittels einer Spannvorrichtung auf Zug oder Druck vorgespannt sind und als seismische Masse zwischen den beiden W gezellen, die Müllmasse, der Müllbehälter und der Anteil der Masse der Beh lterentleervorrichtung, welche die Brückenplatte mit dem Schüttkamm trägt, vorgesehen ist, wobei die Einleitung der Massenkräfte mittels eines mit der anderen Brückenplatte fest verbundenen Tragarmes erfolgt, welcher eine Verbindung herstellt zwischen der Brückenplatte und dem Verbindungsbereich
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zwischen den, in Belastungsrichtung hintereinander angeordneten W gezellen,
sodass sich die Kraftwirkung der gesamten seismischen Masse auf die Anzahl der vorhandenen W gezellen pro Müllwaage aufteilt, wobei die beiden, sich in Belastungsrichtung gegenüberliegenden, oberhalb und unterhalb des Tragarmes befindlichen W gezellen gleichzeitig gegensinnig - je nach augenblicklicher Kraftrichtung-jeweils be-bzw. entlastet werden. Damit ist ein Wägesystem zur dynamischen Verwiegung an einem Müllfahrzeug geschaffen, welches eine Wägezellenanordnung aufweist mit welcher die Störeinflüsse wirksam ausgeschaltet werden können, insbesondere jedoch auch-wie weiter hinten gezeigt wird-bei diesem System der Vorspannwert keinen Einfluss auf die Wiegung hat.
Zudem wird durch die erfindungsgemässe Konstruktion erreicht, dass die Messzellenanordnung durch deren Abstützung in der Mitte, mittels der jeweiligen Tragarme, eine Querschwingung verhindert. Im Unterschied zu den bekannten Ausführungen, sind also beide Wägezellen primär an einer einzigen Brückenplatte befestigt, wobei die Wägezellenanordnmung auf Zug oder Druck vorgespannt ist. Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.
Anhand von beispielsweisen Zeichnungen soll nun die erfindungsgemässe Konstruktion näher erläutert werden : Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Wägesystem in Seitenansicht für eine W gezellenanordnung in Zugbelastung ; Fig. 2 zeigt eine Ausführung mit auf Druck zu belastende W gezellen ; Fig. 3 stellt eine Balkenschüttung dar, mit zwei Schüttkammen an zwei getrennten Waagen ; Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung an einem Müllfahrzeug ; Fig. 5 zeigt das Schwingungsdiagramm der erfindungsgemässen Messzellenanordnung ; Fig. 6 ist die Darstellung der Messkette eines Wägeindikators.
Fig. 7 zeigt ein Schema des mechanischen Modells.
Fig. 1 zeigt eine Behältcrentleervomchtung-l-, bestehend aus zwei, hydraulisch schwenkbaren Hubarmen-2, 3-, welche eine vordere Bruckenplatte -4- tragen. An dieser Bruckenplatte-4-sind zwei Konsolen-12, 13- fix angeordnet, zwischen welchen eine Wägezellenanordnung-42-, bestehend aus z vei Zug-DMS-Wagezellen - 14, 15- mit einer integrierten Brückenschaltung vorgesehen ist.
Diese Wägezellen- 14, 15- sind mittels einer Spannvorrichtung-18, 18a- zwischen den Konsolen-12, 13mit einer Vorspannkraft (Vo) vorgespannt, sodass beide Wägezellen-14, 15- vorerst
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im. durch Gewichtskräfte unbelasteten Zustand. mit der gleichen Zugkraft (Vo)
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durch die möglichst reibungsfrei ausgebildeten Lagerstellen -8, 9, 10. 11- ein Lenkerparallelogramm gebildet wird. Durch dieses Lenkerparallelogramm ist gewährleistet, dass der Abstand des Schwerpunktes der Masse (mM) des mit Mull
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-16- auf,Schraubverbindung -17- verbunden ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung besitzt der Tragarm -16- eine Spielmöglichkeit, in Form eines Gleitstuckes oder dgl., im rechten Winkel zur Belastungsrichtung, um eine Biegebelastung der Wägezellen-14, 15- jedenfalls zu verhindern. Die hintere Brückenplatte -5- trägt ferner den Schüttungskamm-l 9-.
in welchen der Müllbehälter - eingehängt wird, der sich im unteren Bereich gleichzeitig an einer elastischen Auflage -20- abstützt. Die beiden Wägezellen-14, 15- mit den Konsolen-12, 13- und dem Tragarm-16-bilden die W gezellenanordnung -42-. Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass sich sämtliche Kräfte, welche über den Tragarm-16-eingeleitet werden, auf die beiden Wägezellen-14, 15-, je nach deren spezifischem W gezellenmodul (c), aufteile. Der Wägezellenmodul (c) ist proportional jenem Faktor, mit welchem der digitale Messwert einer Wägezelle (14, 15) multipliziert werden muss um das entsprechende Gewicht in (N) oder (kg.... Masse) zu erhalten.
Bei gleichem Modul (c) teilt sich die Kraft gleichmässig auf die beiden W gezellen - 14, 15- auf. Dadurch wird die obere Wägczelle-14-mehr belastet, die untere W gezelle -15- entlastet. Die genaue Darstellung erfolgt bei der Beschreibung der Fig. 5.
Fig. 2 zeigt eine Balkenschüttung, bei welcher eine Kippwelle -27- (der Balken) die mit einer vorderen Bruckenplatte-4-schwenkbar verbunden ist. Für die Konstruktion des Waagenparallelogrammes und gleichzeitig für die Verbindung mit der hinteren BTÜckenplatte -5- sind dabei Blattfedern-22, 23- vorgesehen, welche jeweils mittels Halteflanschen 26a- festklemmbar sind. Als Wägezellen-24, 25sind dabei Druckmesszellen installiert, welche mittels an beiden Seiten der Wägezellen-24, 25- angeordneter Spannschrauben-28, 28a-, unter Middemmen des Tragarmes -16- auf Druck, mit der Vorspannkraft (Vo) vorgespannt sind. Bei Belastung wird bei dieser Messzellenanordnung-43-die untere W gezelle -25- mehr belastet un die obere Wägezelle-24-entlastet.
Fig. 3 zeigt die Ausführung einer Balkenschüttung, bei welcher für die beiden Schüttkämme -19, 19a-, zwei
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voneinander getrennte Waagen, zur getrennten Gewichtsermittlung. vorgesehen sind.
Bei dieser Schüttung, welche auch in Fig. 2 dargestellt ist, werden zwei Schlitten - 30, 30a- senkrecht, mittels Hydraulikzylinder, in seitlich angeordneten Schienen - 29, 29a- auf und ab bewegt. Die beiden Schüttkämme-19. 19a- fuhren eine idente Bewegung aus und sind je auf einer hinteren Brückenplatte-5-befestigt, welcher mit eine vorderen Brückenplatte-4-jeweils mittels vier Blattfedern 22, 22a, 23, 23a- bzw.
- 22b, 22c, 23b, 23c- in Verbindung stehen. Jede der beiden Waagen weist auch je zwei W gezellenanordnungen -43- auf. Somit können die Müllgefässe-21, 21a- von zwei verschiedenen Kunden exakt und gleichzeitig verwogen werden. Diese Balkenschüttung ermöglicht aber auch, dass ein Grossraumbehälter -31-, welcher beide Schüttkämme -19, 19a- zu seiner Aufnahme benötigt, entleert werden kann. Im unteren Bereich der Führungsschiene -29a- sind zwei induktive N herungsschalter - 33, 34- an einem Blech -32- verstellbar befestigt, angeordnet. Diese Näherungssensoren -33, 34- initiieren den Beginn und das Ende des Wiegevorganges im MeBstreckenbereich (s), jeweils beim Heben und Absenken des Müllbehälters- 21, 21a-bzw.-31-.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung des Gesamtsystems. An einem Fahrgestell -35- ist ein Sammelbehälter-36-befestigt, in dessen Heckbereich eine Behälterentleervomchtung-l-oder auch Schüttung oder Hub-Kippvorrichtung genannt, angeordnet ist. In der Schüttung-l-ist die Waage integriert und eine Antenne-41-vorgesehen, zur Identifikation der Müllbeh lter -21- und -31- in bezug auf Kundennummer, Behältergrösse, Müllart, Datum und Uhrzeit usw., wobei diese Indentifikation mittels an den Müllbehältem-21, 31-, in einem möglichst geschützten Bereich angebrachten, passiven, batterielosen Codeträgem, auch Chips, Tags oder Transponder genannt, erfolgt.
Die Antennen-41-senden ein permanentes UKWSignal aus ; bei Annäherung eines Codetr gers -40- wird der in diesem befindliche Schwingkreis angeregt und sendet seinerseits die in ihm gespeicherten Daten an die Antenne-41-, welche ihrerseits die Daten an das im Fahrerhaus -37- befindliche Wägeterminal-38-, gemeinsam mit den ermittelten Müllgewichten, mittels eines Datenbus-39- weiterleitet.
In Fig. 5 ist der Schwingungsvorgang einer Messzellenanordnung-42-nach Fig. 1 dargestellt. Die Wägezellenanordnung-42-weist eine Vorspannung (Vo) auf. Wird nun die Wägezellenanordnung-42-durch Einleitung der Gewichts-und Massenkräfte mittels des Tragarmes -16- belastet, teilt sich die Last-bei Wägezellen-14, 15- nüt gleicher Kapazität-gleichmässig auf. Dargestellt durch die symm. Kurven (45) und (46).
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Die Bezeichnungen für die Berechnung lauten : ms..... gesamte seismische Masse ; ms = mSA + mM mSA.... Masse des Schüttungsanteiles, welcher den Schüttkamm -19- und die hintere Brückenplatte -5- trägt; mM.... Masse Müllbehälter inlduse der in diesem befindlichen Müllmasse (mMüll) Vo.... Zug- bzw. Druckvorspannung der Wägezellenanordnungen -42,43a..... Beschleunigung c1, c2,c....Wägezellenmoduli FI... Kraft an der oberen Messzelle (14) in [N] F2... Kraft an der unteren Messzelle (15) in [N] FI'... Mittelwert der Kraft an der oberen Messzelle (14) in [N] F2'... Mittelwert der Kraft an der unteren Messzelle (15) in [N] AFh, AFs, allg. AF.... Gewichtsdifferenzmittelwerte beim heben bzw. senken a Neigung der Messanordnung zur Senkrechten g......
Erdbeschleunigung
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Die Vorsspannung (Vo) fällt also heraus ! d. h. ms = #F / g bei einer Wiegeserie und bei cosa= l. Die tatsächlich in das Müllfahrzeug entleerte Müllmasse (Ams) ist die Differenzmasse vor und nach der Entleerung :
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maximal möglicher Belastung die untere Wägezelle -15- nicht bis auf den Wert Null entlastet wird, d. h. also dass die Vorspannung (Vo) wenigstens den halben Wert der max. auftretenden Gesamtkraft erreicht. Aus der Darstellung nach Fig. 5 ist ferner erkennbar, dass die Ermittlung von (Vo) auf einfache Weise durch die Gleichung [Vo = (F1'+F2')/2] erfolgen kann. Die Mittelwertbildung der Messwerte (F1, F2) erfolgt in der Rechnerstation-38-im Fahrerhaus-37-und kann als arithmetischer, geometrischer oder Impulsmittelwert usw. dargestellt werden.
Der Impulsmittelwert wäre nach Fig. 5 folgendermassen zu berechnen : Impuls dP = F. dt ; der Gesamtimpuls (47) ist dann P F. dt im Intervall) t2-tl].
Der Mittelwert ist dann (ms. g =- ; & P/ T). Die Abtastfrequenz (sampling rate) muss nach dem Abtasttheorem mindestens die doppelte Frequenz der maximal auftretenden Frequenz des Systems betragen, damit keine Signalinformationen
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verloren gehen. Die Signalkonditionierung kann mittels A/D-Wandler erfolgen oder mittels Spannung-Frequenz-Umsetzung, bei welcher die analoge Messspannung einem Frequenzwert proportional ist, deren Messgenauigkeit jedoch von der Integrationskapazität abhängt. Der Beginn der Messungen sollte erst nach einer gewissen Einschwingzeit (te), wie in Fig. 5 dargestellt erfolgen.
Fig. 6 zeigt die Messstrecke des W geindikators. Eine kostante Spannungsversorgung - versorgt die W gezelleneinheit -42, 43- mit Gleichstrom. Die Analogsignale der Wägezelleneinheit-42, 43- werden pro Wägezelle-14, 15- mittels Verstärker-49verstärkt und dem A/D-Wandler bzw. dem Spannung-Frequenz-Umsetzer-50zugeführt. Die weitere Verarbeitung der Signale erfolgt im Wiegetenninal -38-, nach den angegebenen Massnahmen.
Fig. 7 zeigt schematisch das erfindungsgemässe mechanische Modell und soll zur allgemeinen Ableitung der Bewegungsgleichungen dienen. Ein starrer Basiskörper (A) (Schüttung -1-) wird nach einer beliebigen Zeitfunktion x (A) t geradlinig bewegt.
Die Aufteilung der statischen Kräfte und Massenkräfte (F=F1 + F2) an den Wägezellen-14, 15- ist-wie erwähnt-abhängig von den Wägezellenmoduli (cl, c2), welche einer Federkonstanten entsprechen und erfolgt nach dem Verhältnis FI = F. [cl/ (cl+c2)] und F2 =F. [c2/ (cl+c2)]. Die Bewegungsgleichungen für die obere und untere Wägezelle (14, 15) lauten :
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Durch Division von Gig. (l) durch Gig. (2) folgt : FI + F2. (cl/c2) = Vo. [l + (cl/c2)] ; ist cl =c2 folgt die bereits angegebene Gleichung FI +F2 = 2. Vo.
Durch Addition von Gig. (l) und Gig. (2) folgt : ms. (g. cosa + a) = (FI-F2).......... Glg. (3) ; der Einfluss der Neigung (a) kann eliminiert werden durch vorherige statische Messung, ohne Müllbehälter (21). Dabei folgt ausgehend vom bekannten. an sich konstanten Schüttungsanteil (mSA) : cos a = AFst/ (mSA. g), wobei AFst die Gewichtsdifferenz von (Flst-F2st) im statischen System darstellt. Durch Einsetzen von (cosa) in Gig. (3) und Mittelwertbildung von
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Damit sind einige Beispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben. wobei im Rahmen der Grundidee viele weitere Varianten denkbar sind. Z.
B. kann die Wägezellenanordnung-42, 43- nach Fig. 1 und Fig. 2 in Bezug auf die Wiegebrücke auch spiegelbildlich angeordnet sein, sodass also die beiden Konsolen-12, 13- an der hinteren Brückenplatte -5- befestigt sind. Als Wägezellen-14, 15 ; 24, 25- können ausser den DMS-W gezellen auch Kraftaufnehmer auf kapazitiver, induktiver oder piezoelektrischer Basis Verwendung finden. Wobei die W gezellen -14, 15 ; 24, 25- als Zug- oder Druckelemente oder Biegestäbe ausgeführt sein können.
Bei Verwendung von Wägezellen mit integrierter Parallelführung erübrigt sich die Installation von Parallelogrammlenkeem-6, 7 ; 22, 23-, da diese Funktion von den Wägezellen selbst aufgenommen wurde und beide übereinander angeordneten Wägezellen, an einer der beiden Bruckenplatten-4, 5- direkt angeschraubt wären. Weiters können für den Bau des erfindungsgemässen Wägesystem auch DMS-Geber in WheatstoneBrückenschaltung mit Biegering als Messfeder eingesetzt werden. Diese Konstruktion ist äusserst unempfindlich gegenüber Querkräften. Eine weitere Möglichkeit besteht auch darin, die Wägezellen (14, 15 ; 24, 25) an einem vertikalen Gleitarm, mit einer Vorspannmöglichkeit einzusetzen, womit die Parallelogrammanlenkung entfällt.
Das erfindungsgemässe Wägesystem kann für alle Arten von Behälterentleervorrichtungen - eingesetzt werden, z. B. auch Automatikschuttungen bei welchen nach Einhängen des Müllbehälters (21, 31) automatisch der Entleerzyklus bis zum Absetzen des Behälters (21, 31) eingeleitet wird ; oder für Schüttungen, welche die Behälter-21, 31- selbsttätig, vom Fahrerhaus gesteuert aufnehmen ; oder für Seitenschuttungen, Frontschuttungen usw.
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The invention relates to a dynamic waste weighing system, preferably for the
Use on garbage vehicles, the garbage containers during the lifting or
Lowering movement of the container emptying device in the range of a certain one
Measurement section, several times in succession, at short intervals, using a in the
Container emptying device integrated scale, which is generally a
Weighing bridge with two bridge plates, each weighed before and after emptying and the amount of waste actually emptied into the garbage truck is determined by forming the differential weight between the filled and empty garbage container, optionally disposing of them according to the user
Garbage quantities at the garbage containers or
identification systems are provided for the container emptying devices, and the data obtained can preferably be forwarded to a computer, storage and printer station located in the driver's cab, and in order to compensate for the different weighing conditions, at least two load cells are arranged one behind the other in the direction of loading and a seismic mass is located between the load cells located.
W ge facilities of the type mentioned are already known, for. B. according to AT-PS 399 048, in each of which at least two load cells are arranged one behind the other or parallel to one another in the loading direction and are connected to one another with optional interposition of an additional weight, one bridge plate having a connection to the first load cell of such a load cell arrangement, and the respective other load cells of the load cell arrangement define more or. are less loaded than the first load cells and the weighing bridge has at least two container receiving devices.
The disadvantage of this system, however, is that even with a very low measurement inaccuracy in the measuring chain, a relatively high error occurs in the determination of the garbage mass, because due to the additional weight between the two load cells, which can only be carried out relatively small for reasons of space and weight, an enormous error amplification occurs Measurement inaccuracies occur. Another disadvantage is that in the system according to AT-PS 399 048 the offset value of the load cells must be known for the determination of the garbage mass. d. H. the value that the system has in a completely unloaded state.
However, this value is constantly changing, especially because the garbage scale built into the container emptying device is subjected to strong shaking and swiveling movements and when the garbage containers are pivoted overhead for their complete emptying, the measuring cell arrangement is loaded in the opposite sense, in particular with
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Using a tensile measuring cell arrangement with cardan-mounted
Measuring cells the measuring cell arrangement is bent out. Another disadvantage of this known system is that it is transversal due to the large length of the measuring cell arrangement, which does not allow any support in its center
Vibrations come, which also falsify the measurement result.
Another
The disadvantage of an execution according to AT-PS 399048 results from the fact that at
Use of two container receiving devices on a single one
Weighing bridge to precisely record both garbage weights with two simultaneously emptied containers cannot be met, since due to the constantly varying center of gravity of the garbage within the container no usable center of gravity distances can be assigned. Also known from EP 0 292 866 is a device for the weight-based detection of waste in a container which is inserted into the container receptacle of an emptying device arranged on a collecting vehicle, the container receptacle being longitudinally displaceable relative to a supporting element of the emptying device and both organs by means of spring-elastic elements, e.g. B.
Spring plates are connected to each other in parallel, and the container receptacle is in operative connection with a load cell. In the description of this device, however, there is no indication of how the sources of error of any dynamic weighing could be eliminated.
The invention has for its object to avoid the disadvantages of the known devices and to provide a weighing system for the dynamic weighing of the waste mass emptied into the refuse collection vehicle, in which interferences which distort the weighing are automatically eliminated in a relatively simple and economical manner. In particular, the load cell arrangement should also be more stable and insensitive to mechanical disturbances.
This object is achieved according to the invention in that the two load cells arranged one behind the other in the loading direction are prestressed to one another by means of a tensioning device under tension between two on one of the two bridge plates, with brackets firmly connected to it, and as a seismic mass between the two load cells the garbage mass, the garbage container and the proportion of the mass of the container emptying device, which carries the bridge plate with the pouring comb, is provided, the introduction of the mass forces being effected by means of a support arm which is firmly connected to the other bridge plate and which establishes a connection between the bridge plate and the Connection area
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between the load cells arranged one behind the other in the direction of loading,
so that the force effect of the entire seismic mass is divided into the number of existing load cells per garbage scale, whereby the two load cells located opposite one another in the load direction, above and below the support arm, move in opposite directions at the same time - depending on the current direction of force. be relieved. This creates a weighing system for dynamic weighing on a garbage truck, which has a load cell arrangement with which the interference can be effectively switched off, but in particular, as will be shown further below, the preload value in this system has no influence on the weighing.
In addition, the construction according to the invention ensures that the measuring cell arrangement, by supporting it in the middle, by means of the respective support arms, prevents a transverse oscillation. In contrast to the known designs, both load cells are primarily attached to a single bridge plate, the load cell arrangement being prestressed under tension or pressure. The further refinements of the invention result from the subclaims.
The construction according to the invention will now be explained in more detail using exemplary drawings: FIG. 1 shows a weighing system according to the invention in a side view for a load cell arrangement under tensile load; Fig. 2 shows an embodiment with pressure cells to be loaded under pressure; Fig. 3 shows a bar bed, with two pouring combs on two separate scales; Fig. 4 is a schematic representation of the overall arrangement on a garbage truck; 5 shows the vibration diagram of the measuring cell arrangement according to the invention; 6 is the representation of the measuring chain of a weighing indicator.
7 shows a schematic of the mechanical model.
1 shows a container emptying device 1, consisting of two hydraulically pivotable lifting arms 2, 3, which carry a front bridge plate 4. On this bridge plate-4-two consoles-12, 13- are fixedly arranged, between which a load cell arrangement-42-, consisting of two train-strain gauge load cells -14, 15- is provided with an integrated bridge circuit.
These load cells 14, 15 are preloaded between the brackets 12, 13 with a pretensioning force (Vo) by means of a tensioning device 18, 18a, so that both load cells 14, 15 are initially
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in the. unloaded by weight. with the same tractive force (Vo)
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a handlebar parallelogram is formed by the bearing points -8, 9, 10. 11- which are designed to be as friction-free as possible. This parallelogram of the handlebars ensures that the distance of the center of gravity of the mass (mM) of that with gauze
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-16- on, screw connection -17- is connected.
According to a further embodiment of the
Invention, the support arm -16- has a possibility of play, in the form of a sliding piece or the like, at right angles to the direction of loading, in order to prevent bending load on the load cells-14, 15- in any case. The rear bridge plate -5- also carries the bed comb-l 9-.
in which the waste bin - is suspended, which is supported in the lower area at the same time by an elastic support -20-. The two load cells-14, 15- with the brackets-12, 13- and the support arm-16-form the load cell arrangement -42-. This construction ensures that all the forces which are introduced via the support arm 16 are divided between the two load cells 14, 15, depending on their specific load cell module (c). The load cell module (c) is proportional to the factor by which the digital measured value of a load cell (14, 15) must be multiplied in order to obtain the corresponding weight in (N) or (kg .... mass).
With the same module (c), the force is divided equally between the two load cells - 14, 15 -. As a result, the upper weighing cell-14-is loaded, the lower load cell -15- is relieved. The exact representation is given in the description of FIG. 5.
Fig. 2 shows a beam bed, in which a tilting shaft -27- (the beam) which is pivotally connected to a front bridge plate-4. For the construction of the scale parallelogram and at the same time for the connection to the rear bridge plate -5-, leaf springs 22, 23- are provided, each of which can be clamped by means of holding flanges 26a. Pressure cells are installed as load cells-24, 25, which are pre-tensioned with the pre-tensioning force (Vo) by means of tensioning screws-28, 28a- arranged on both sides of the load cells-24, 25-under mid-demems of the support arm -16-. When this measuring cell arrangement-43-is loaded, the lower load cell -25- is loaded more and the upper load cell-24-is relieved.
Fig. 3 shows the execution of a beam fill, in which two for the two combs -19, 19a-, two
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separate scales, for separate weight determination. are provided.
In this case, which is also shown in FIG. 2, two carriages - 30, 30a - are moved up and down vertically by means of hydraulic cylinders, in laterally arranged rails - 29, 29a. The two bulk combs-19th 19a perform an identical movement and are each fastened to a rear bridge plate 5, which is secured to a front bridge plate 4 by means of four leaf springs 22, 22a, 23, 23a and
- 22b, 22c, 23b, 23c- are connected. Each of the two scales also has two load cell arrangements -43-. In this way, the waste containers 21, 21a can be weighed exactly and simultaneously by two different customers. However, this beam fill also enables a large-capacity container -31-, which needs both pouring combs -19, 19a- to be accommodated, to be emptied. In the lower region of the guide rail -29a- two inductive proximity switches - 33, 34- are adjustably attached to a plate -32-. These proximity sensors -33, 34- initiate the beginning and the end of the weighing process in the measuring section area (s), each time the waste container 21, 21a-or-31- is raised and lowered.
4 shows a representation of the overall system. A collecting container 36 is fastened to a chassis-35, in the rear region of which a container emptying device 1 or also a bed or a lifting and tilting device is arranged. The scale is integrated in the filling-1-and an antenna-41-is provided, for identifying the refuse containers -21- and -31- in relation to customer number, container size, type of refuse, date and time, etc., this identification using the waste containers-21, 31-, passive, battery-free code carriers, also called chips, tags or transponders, which are attached in a protected area.
The antennas 41 send out a permanent FM signal; when a Codetr gers -40- approaches, the resonant circuit located in it is excited and in turn sends the data stored in it to the antenna-41-, which in turn sends the data to the weighing terminal -38- located in the driver's cab together with the determined garbage weights, forwarded by means of a data bus 39.
FIG. 5 shows the oscillation process of a measuring cell arrangement 42 according to FIG. 1. Load cell assembly-42-has a bias (Vo). If the load cell arrangement 42 is now loaded by the introduction of the weight and mass forces by means of the support arm 16, the load is divided equally in the case of load cells 14, 15 using the same capacity. Represented by the symm. Curves (45) and (46).
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The designations for the calculation are: ms ..... total seismic mass; ms = mSA + mM mSA .... mass of the bulk portion which carries the bulk comb -19- and the rear bridge plate -5-; mM .... mass of garbage container inuse of the garbage mass (m garbage) Vo .... tensile or compressive preload of the load cell arrangements -42.43a ..... acceleration c1, c2, c .... load cell moduli FI. .. force on the upper measuring cell (14) in [N] F2 ... force on the lower measuring cell (15) in [N] FI '... mean value of the force on the upper measuring cell (14) in [N] F2 '... mean value of the force on the lower measuring cell (15) in [N] AFh, AFs, general AF .... mean weight difference when lifting or lowering a inclination of the measuring arrangement to the vertical g ......
Acceleration due to gravity
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The bias voltage (Vo) therefore drops out! d. H. ms = #F / g for a weighing series and for cosa = l. The garbage mass (Ams) actually emptied into the garbage truck is the differential mass before and after emptying:
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maximum load, the lower load cell -15- is not relieved to the value zero, d. H. So that the preload (Vo) is at least half the value of the max. total force occurring. It can also be seen from the illustration in FIG. 5 that (Vo) can be determined in a simple manner using the equation [Vo = (F1 '+ F2') / 2]. The averaging of the measured values (F1, F2) takes place in the computer station-38-in the driver's cab-37-and can be represented as an arithmetic, geometric or pulse mean value, etc.
5 would be calculated as follows: pulse dP = F. dt; the total pulse (47) is then P F. dt in the interval) t2-tl].
The mean is then (ms.g = -; & P / T). According to the sampling theorem, the sampling rate must be at least twice the maximum frequency of the system, so that no signal information
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get lost. The signal can be conditioned by means of an A / D converter or by means of a voltage-frequency conversion, in which the analog measurement voltage is proportional to a frequency value, the accuracy of which, however, depends on the integration capacity. The measurements should only start after a certain settling time (te), as shown in Fig. 5.
6 shows the measuring section of the weighing indicator. A costly power supply - supplies the load cell unit -42, 43- with direct current. The analog signals of the load cell unit-42, 43- are amplified per load cell-14, 15- by means of amplifier-49 and fed to the A / D converter or the voltage-frequency converter-50. The signals are further processed in the weighing terminal -38-, according to the specified measures.
7 shows schematically the mechanical model according to the invention and is intended to serve for the general derivation of the equations of motion. A rigid base body (A) (bed -1-) is moved in a straight line after any time function x (A) t.
The distribution of the static and mass forces (F = F1 + F2) on the load cells-14, 15- is - as mentioned - dependent on the load cell moduli (cl, c2), which correspond to a spring constant and is based on the ratio FI = F. [cl / (cl + c2)] and F2 = F. [c2 / (cl + c2)]. The equations of motion for the upper and lower load cells (14, 15) are:
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By dividing gig. (l) by gig. (2) follows: FI + F2. (cl / c2) = Vo. [l + (cl / c2)]; if cl = c2 the equation FI + F2 = 2 follows. Vo.
By adding gig. (l) and gig. (2) follows: ms. (g. cosa + a) = (FI-F2) .......... Eq. (3); the influence of the inclination (a) can be eliminated by prior static measurement, without a waste container (21). It follows from the known. inherently constant bulk fraction (mSA): cos a = AFst / (mSA.g), where AFst represents the weight difference of (Flst-F2st) in the static system. By inserting (cosa) in gig. (3) and averaging
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This describes some examples of the subject matter of the invention. whereby many other variants are conceivable within the framework of the basic idea. Z.
For example, the load cell arrangement 42, 43 according to FIGS. 1 and 2 can also be arranged in mirror image with respect to the weighing bridge, so that the two brackets 12, 13 are attached to the rear bridge plate -5-. As load cells-14, 15; 24, 25-, force transducers based on capacitive, inductive or piezoelectric can also be used in addition to the strain gauge load cells. Where the W gezellen -14, 15; 24, 25- can be designed as tension or compression elements or bending rods.
If load cells with integrated parallel guidance are used, the installation of parallelogram steering-6, 7; 22, 23-, since this function was taken up by the load cells themselves and both load cells arranged one above the other would be screwed directly to one of the two bridge plates 4, 5. Furthermore, strain gauges in Wheatstone bridge circuit with a jump ring as a measuring spring can also be used for the construction of the weighing system according to the invention. This construction is extremely insensitive to shear forces. Another possibility is to use the load cells (14, 15; 24, 25) on a vertical sliding arm with a preload option, which eliminates the need for parallelogram linkage.
The weighing system according to the invention can be used for all types of container emptying devices, e.g. B. also automatic fillings in which after emptying the waste container (21, 31) the emptying cycle is automatically initiated until the container (21, 31) is set down; or for fillings which receive the containers-21, 31- automatically, controlled by the driver's cab; or for side fillings, front fillings etc.