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Die
Erfindung betrifft eine Kraftmesseinrichtung.
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Gattungsgemäße, mit
Federn arbeitende Kraftmesseinrichtungen beispielsweise zur Gewichtskraftmessung
sind relativ groß und
schwer. Für die
Erfassung des Gewichts einer Person unter speziellen Bedingungen,
wie etwa bei der Insassengewichtserfassung in Kraftfahrzeugen, werden
deshalb beispielsweise Dehnungsmessstreifen (DMS) im Sitzgestell
oder in Sitzmatten verwendet. Derartige Systeme sind allerdings
kompliziert in ihrem Aufbau und in der Anpassung.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Bereitstellung einer Kraftmesseinrichtung,
die einfach aufgebaut ist, einen geringen Bauraum aufweist und gut
montierbar ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Kraftmesseinrichtung gemäß Anspruch 1.
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Dadurch,
dass ein in der erfindungsgemäßen Kraftmesseinrichtung
verwendetes Federmittel außerhalb
der Achse der Bewegbarkeit des Krafteinleitmittels angeordnet ist
und radial innerhalb des Federmittels ein Auslenksensor zur Erfassung
der Bewegung des Krafteinleitmittels vorgesehen ist, ist die erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung
einfach und kompakt aufgebaut und kann auf einfache Weise an einem
Kraftbeaufschlagungselement und einem Gegenlager befestigt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung kann
beispielsweise zur Erfassung der Gewichtskraft von Insassen in Kraftfahrzeugen
verwendet werden. Die Gewichtskraft ergibt sich aus Masse multipliziert mit
der Erdbeschleunigung.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer
Kraftmesseinrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2A eine Draufsicht einer
Mäanderfeder, die
in der Kraftmesseinrichtung von 1 dargestellt ist,
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2B eine Perspektivansicht
der Mäanderfeder
von 2A,
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2C eine Draufsicht einer
Membranfeder, die in der Kraftmesseinrichtung von 1 verwendbar ist,
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2D eine Perspektivansicht
der Membranfeder von 2C,
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2E eine Draufsicht einer
Feder mit unkonstanter Stärke,
die in der Kraftmesseinrichtung von 1 verwendbar
ist,
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2F eine Perspektivansicht
der Membranfeder von 2E,
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3A eine Perspektivansicht
eines Mäanderfederpakets,
das in der entsprechend modifizierten Kraftmesseinrichtung von 1 verwendbar ist,
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3B eine Seitenansicht des
Mäanderfederpakets
von 3A,
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4 eine Schnittansicht einer
Kraftmesseinrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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5 eine Schnittansicht einer
Kraftmesseinrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und
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6 eine Perspektivansicht
der Kraftmesseinrichtung gemäß 5, teilweise aufgeschnitten.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung
einer erfindungsgemäßen Kraftmesseinrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel.
Die Kraftmesseinrichtung ist im wesentlichen rotationssymmetrisch und
enthält
einen Krafteinleitbolzen 3 sowie ein Basisteil 4,
die über
ein funktionsmäßig parallelgeschaltetes
Federpaket aus zwei übereinander
in gegenseitigem Abstand etwa pa rallel zueinander angeordnete Mäanderfedern 1 verbunden
sind. Eine solche Mäanderfeder 1 ist
detailliert in 2A und 2B dargestellt. Sie enthält einen
inneren Ringabschnitt 21 und einen äußeren Ringabschnitt 23,
die über
eine Mehrzahl von mäanderförmigen Stegen
miteinander verbunden sind. Die mäanderförmigen Stege 22 weisen
dabei zwischen je zwei Verbindungsstellen zu den Ringabschnitten 21, 23 jeweils
zumindest zwei zueinander gegenläufige
Biegungen auf. Durch die Mäanderform
der Stege 23 wird der Kraftübertragungsweg zwischen dem
inneren Ringabschnitt 21 und dem äußeren Ringabschnitt 23 verlängert. Werden
die Ringabschnitte 21, 22 in einer Linie senkrecht
zu ihren Ebenen zueinander verschoben, so werden sie Stege 22 verformt.
Die Stege 22 weisen vorteilhafterweise keine einheitliche
Breite auf. Sie sind an den Übergangstellen
zu den Ringabschnitten 21, 23 verbreitert und
in den zwischen den Übergangsstellen
liegenden Stegbereichen abschnittsweise verjüngt. Dadurch verringern sich
die Biegeverformungen an den Übergangsbereichen
zu den Ringabschnitten 21, 23 und weist die Mäanderfeder 1 eine
geringe Hysterese und eine große
Wechselfestigkeit (für
beispielsweise mehr als 107 Wechsel zwischen
Zug- und Druckbelastung) mit eindeutiger, stetiger Federkennlinie
(ohne Wendepunkt) auf. Die Mäanderfeder
kann aus jedem geeigneten Material, wie beispielsweise Federstahl
oder CfK (Karbon-Faser verstärkter
Kunststoff), ausgebildet sein.
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Der
Bolzen 3 ist in dem konkreten Beispiel rotationssymmetrisch
um die Achse seiner linearen Bewegung ausgebildet, hat einen abgestuften
Querschnitt und enthält
einen Befestigungsansatz 13, einen Zwischenbereich 15 und
einen Abstandhalterbereich 12. Der Befestigungsansatz 13 ist
ein in Bolzenbewegungsrichtung verlaufender Bolzenabschnitt mit einem
Anschlussabschnitt, der beispielsweise als Gewinde ausgeführt ist.
Der Zwischenbereich 15 ist ein Bereich mit gegenüber dem
Befestigungsansatz größerem Durchmesser.
Der Abstandhalterbereich 12 weist wiederum einen größeren Durchmesser
auf und endet in einem Bereich kleine ren Durchmessers, so dass er
beidseitig mit einer Stufe ausgebildet ist. Jeweils ein innerer
Ringabschnitt 21 der beiden Mäanderfedern 1 liegt
an einer unteren Stufe und an einer oberen Stufe des Abstandhalterbereichs
an. Die inneren Ringabschnitte 21 sind dabei beispielsweise durch
Schweißen,
Pressen oder Verschrauben an dem Krafteinleitbolzen 3 befestigt.
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Das
Basisteil 4 enthält
einen Befestigungsansatz 11, eine Basisplatte 10 und
eine Ringwand 9. Der Befestigungsansatz 11 ist
koaxial zur Bewegungsachse des Krafteinleitbolzens 3 angeordnet und
mit einem beispielsweise als Gewinde ausgebildeten Anschlussabschnitt
ausgestattet. Die Ringwand 9 ist innerhalb des Außenumfangs
der Basisplatte 10 ausgebildet. An der freien Stirnfläche der Ringwand 9 liegt
der äußere Ringabschnitt 22 der
unteren Mäanderfeder 1 an.
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Zwischen
den äußeren Ringabschnitten 23 der
Mäanderfedern 1 ist
ein Abstandhalterring 14 angeordnet.
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Die
Kraftmesseinrichtung enthält
ferner einen insgesamt topfförmigen
Deckel 5 mit einer senkrecht zu der Bewegungsachse des
Krafteinleitbolzens 3 gerichteten Grundplatte, die mit
einem auf den Führungsabschnitt 15 des
Krafteinleitbolzens 3 abgestimmten Durchlass ausgebildet
ist, und einer Zylinderwand, die an ihrem Endbereich einen Gewindeabschnitt
aufweist und mit der Ringwand 9 verschraubbar ist. Der
Deckel 5 weist innen im Übergangsbereich zwischen seiner
Grundplatte und seiner Zylinderwand eine Stufe 8 auf, an
dem der äußere Ringabschnitt 23 der
oberen Mäanderfeder 1 anliegt.
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Die
Mäanderfedern 1 können bspw.
durch Pressung oder Verzahnung an dem Krafteinleitbolzen 3,
dem Abstandhalter 14 und/oder dem Basisteil 4 befestigt
sein.
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Ist
der Krafteinleitbolzen 3 um seine Achse drehbar, so wirken die
Mäanderfedern 1 als
Torsionsfedern. Ein vollständiger
Verdrehschutz zwischen dem Krafteinleitbolzen 3 sowie dem
Basisteil 4 kann über
einen speziellen Führungseingriff
im Bereich des Zwischenabschnitts 15 erfolgen.
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Innerhalb
des Krafteinleitbolzens 3 ist axial ein vorzugsweise rotationssymmetrischer
Sensoraufnahmeraum 6 ausgespart. In dem Sensorraum 6 kann
jeder geeignete Wegsensor bzw. Auslenkungssensor wie beispielsweise
ein LVDT-Sensor (Linear Variable Differential Transformer) angeordnet
sein, der eine Bewegung des Krafteinleitbolzens 3 relativ zu
dem Basisteil 4 erfasst. Der (nicht dargestellte) Wegsensor
kann beispielsweise ein induktiver Sensor sein, bei welchem eine
oder mehrere Spulen im Bereich des Sensoraufnahmeraumes 6 an
der Basisplatte 10 vorgesehen sind, deren magnetische Kopplung über ein
mit dem Krafteinleitbolzen 3 starr verbundenes magnetisches
Element entsprechend dessen Bewegung veränderbar ist. Alternativ können beispielsweise
an der Basisplatte 10 befestigte Spulen mit Wechselstrom
beauftragt werden und kann das mit dem Krafteinleitbolzen 3 verbundene
Messelement ein elektrisch gut leitender Kern sein. Durch das magnetische
Wechselfeld der feststehenden Spule wird in dem leitenden Kern ein
Wechselstrom erzeugt. Die Rückwirkung
des induzierten Wechselstroms über
dessen Magnetfeld erzeugt in einer feststehenden Messspule eine
Spannung, die proportional der zu messenden Auslenkung des Krafteinleitbolzens 3 ist.
Diese Spannung kann beispielsweise über einen Differenz- bzw. Summationsverstärker mit entsprechender
Kennlinie und einer Analog-/Digitalwandlung beispielsweise in einer
Auswerteschaltung 7 als der zu ermittelnden Kraft bzw.
dem Gewicht entsprechende Daten zur Verfügung gestellt werden. Eine
derartige Auswerteschaltung 7 ist beispielsweise an einem
Ring 2 angebracht, der parallel zu den Mäanderfedern 1 liegt
und an seiner Innenseite an dem Abstandhalterbereich 12 befestigt
ist.
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Bei
der nachstehenden Erläuterung
der Funktionsweise der Kraft messeinrichtung wird davon ausgegangen,
dass der Befestigungsansatz 11 an einem Gegenlager befestigt
ist und auf den Krafteinleitbolzen 3 in Bewegungsrichtung
von extern eine Kraft eingeleitet wird. Die eingeleitete Kraft wird
von dem Krafteinleitbolzen 3 auf die inneren Ringabschnitte der
Mäanderfedern 1 übertragen
und bewirkt entsprechend ihrer Federkennlinien eine kraftproportionale
Auslenkung.
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Diese
Auslenkung ist in Richtung des Basisteils 4 durch einen
an der Basisplatte 10 vorgesehenen Anschlag sowie in der
von dem Basisteil 4 abgewandten Richtung durch den Deckel 5 begrenzt. Durch
die Begrenzung der maximalen Auslenkung in Bewegungsrichtung werden
die Federn 1 immer in ihrem zulässigen Belastungsbereich beansprucht.
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Die
Fixierung des Krafteinleitbolzens 3 gegenüber dem
Basisteil 4 sowie dem Deckel 5 über die zwei
beabstandeten Mäanderfedern 1 bewirkt
eine lineare Führung
des Bolzens 3, ohne dass der Zwischenbereich 15 zur
Führung
wirksam wird. Dadurch werden Bewegungen des Krafteinleitbolzens 3 in
der Kraftmesseinrichtung nahezu reibungsfrei ausgeführt und
spricht die Kraftmesseinrichtung nur wenig auf Kräfte an,
die radial auf den Krafteinleitbolzen 3 wirken. Die Verwendung
einer Mehrzahl von Federn ermöglicht
die Verringerung der Stärke
bzw. Dicke der einzelnen Federn, wodurch feinere Strukturen und eine
einfachere Herstellung der Federn ermöglicht wird.
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Auslenkungen
des Krafteinleitbolzens 3 in Bezug auf das Basisteil 4 werden
durch den (nicht dargestellten) Wegsensor in dem Sensoraufnahmeraum 6 erfasst,
dessen Ausgangssignal zu der Auswerteschaltung 7 oder direkt
nach außerhalb
der Kraftmesseinrichtung geführt
wird.
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Eine
derartige Kraftmesseinrichtung liefert eine eindeutige Beziehung
zwischen einer Auslenkung und einer Kraft. Die Kraft messeinrichtung
ist somit hysteresearm und weist eine gute Wechselfestigkeit bei
gleichbleibender Federkennlinie auf. Aufgrund der geringen Massen,
die bei Krafteinleitungen bewegt werden, ist die Kraftmesseinrichtung
auch zur Erfassung dynamischer Kräfte geeignet.
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Die
Kraftmesseinrichtung kann über
den Befestigungsansatz 11 in einfacher Weise an einem Gegenlager,
wie bspw. einer Kfz-Karosserie,
sowie über den
Befestigungsansatz 13 an einem Gewichtselement, wie bspw.
einem Autositz, befestigt werden. Die Anschraubpunkte sind in Bewegungsrichtung des
Bolzens 3 verstellbar, sodass unterschiedliche Höhen zwischen
mehreren Kraftmesseinrichtungen ausgeglichen werden können.
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Die
Insassengewichtskrafterfassung einer derartig an einem Autositz
angeordneten Kraftmesseinrichtung ist prinzipiell unabhängig von
der Sitzgeometrie und der Polsterung bzw. von dem Durchsitzzustand
des Sitzes.
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Die
vorstehenden Mäanderfedern 1 sind
nur beispielhaft angeführt.
Es kann grundsätzlich
jedes elastische Federelement mit vorzugsweise hysteresearmer Kennlinie
verwendet werden. Beispielsweise können in der Kraftmesseinrichtung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
die Mäanderfedern 1 durch
Membranfedern 1a, die in 2C und 2D dargestellt sind, oder
durch Federn 1b mit unkonstanter Stärke bzw. Materialdicke, die
in 2E und 2F dargestellt sind, ersetzt
werden. Die Membranfeder 1a ist ein Federring konstanter
Stärke,
der radial aufeinanderfolgende Ringabschnitte hat, die gegenüber der
Ebene seines inneren und äußeren Ringabschnitts 21, 23 periodisch
gegenläufig
angewinkelt sind. Die Feder 1b mit unkonstanter Stärke ist
zwischen ihrem inneren und äußeren Ringabschnitt 21, 23 verjüngt und
weist ein sich in Abhängigkeit
des Radius änderndes
Flächenträgheitsmoment
auf. Die Feder 1b kann einen unkonstanten Verlauf sowohl auf
einer Federseite als auch auf mehreren Feder seiten bzw. -flächen aufweisen.
Es können
auch verschiedene Federn 1, 1a, 1b kombiniert
in der Kraftmesseinrichtung 1 verwendet werden.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
kann derart modifiziert werden, dass anstelle funktionsmäßig parallelgeschalteter
Federelemente in Reihe geschaltete Federelemente verwendet werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel
ist jeder innere Ringabschnitt 21 am Krafteinleitbolzen 3 und
jeder äußere Ringabschnitt 23 über den
Abstandhalterring 14 an dem Deckel 8 oder dem
Basisteil 4 fixiert. Für
eine funktionsmäßige Reihenschaltung
der Federelemente ist die Kraftmesseinrichtung derart zu modifizieren,
dass von einer Mehrzahl von Federelementen ein innerer Ringabschnitt 21 eines
dem Krafteinleitbolzen 3 nächstliegenden Federelements
an diesem befestigt ist und ein innerer oder äußerer Ringabschnitt 21, 23 des
dem Basisteil 4 nächstliegenden
Federelements an diesem befestigt ist. Zwischen diesen beiden Federelementen
sind jeweils gegenüberliegende
innere oder äußere Ringabschnittspaare über äußere oder innere
Abstandhalterringe 14a, 14b miteinander verbunden,
ohne dass eine Befestigung an dem Krafteinleitbolzen 3 oder
dem Basisteil 4 bzw. dem Deckel 5 besteht.
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Ein
Beispiel einer derartigen Modifikation ist mit einer Reihenschaltung
von vier Mäanderfedern 1 in 3A und 3B dargestellt. Grundsätzlich kann eine
derartige Reihenschaltung allerdings aus zwei oder mehr Federn erfolgen.
Der innere Ringabschnitt 21 der in der Darstellung von 3A und 3B obersten Mäanderfeder 1 ist an
dem Zwischenabschnitt 15 des Krafteinleitbolzens 3 in
geeigneter Weise befestigt. Der Krafteinleitbolzen 3 weist
dabei keinen Abstandhalterbereich 12 auf. Die parallel übereinanderliegenden
Mäanderfedern 1 sind über äußere und
innere Abstandhalterringe 14a, 14b miteinander
verbunden. Der innere Ringabschnitt 21 der in der Darstellung
von 3A und 3B untersten Mäanderfeder 1 ist
an einem Anschlussring 16 der (nicht dargestellten) Basisplatte 10 in
geeigneter Weise befestigt.
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Die
Reihenschaltung und die Parallelschaltung kann für zwei und mehr Federelemente,
die gleichen oder unterschiedlichen Typs sind, ausgeführt sein.
Die Reihenschaltung und die Parallelschaltung können auch kombiniert in der
Kraftmesseinrichtung verwendet werden.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Kraftmesseinrichtung.
Bei dieser Kraftmesseinrichtung werden anstelle von Mäanderfedern
gummiartige Ringe bzw. Elastomerringe 31 als Federelemente
verwendet. Unter dem Begriff Elastomer werden Materialien einschließlich Silikon verstanden,
die elastisch kompressibel und/oder dehnbar und/oder verformbar
sind, wobei eine entstehende Kraft/Weg-Wandlung möglichst
hysteresearm sein soll. Im einzelnen beinhaltet die Kraftmesseinrichtung
einen Krafteinleitbolzen 32 sowie ein Basisteil 33,
die über
die Elastomerringe 31 elastisch miteinander verbunden sind.
Der Krafteinleitbolzen 32 hat einen Befestigungsansatz 34 sowie
einen im Durchmesser vergrößerten Bereich 35,
der innen analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel einen Sensoraufnahmeraum
bietet. An der Außenseite
des Bereichs 35 ist eine radial verlaufende, flache Ringwand 36 ausgebildet,
die außen
axial gerichtete Überlastanschläge 37 aufweist
und an deren Oberseite und Unterseite jeweils einer der Elastomerringe 31 anliegt.
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Das
Basisteil 33 enthält
einen Befestigungsansatz 38 zur Befestigung an einem Gegenlager, eine
Basisplatte 39, eine äußere Ringwand 40 und eine
innere, zumindest sektorartig ausgebildete Ringwand 46.
Der Befestigungsansatz 38 weist beispielsweise einen Gewindeabschnitt
auf. Die Basisplatte 39 ist in ihrer Mitte mit einer Aussparung
zur Aufnahme zumindest eines Teils des Wegsensors 42 infolge
seiner linearen Bewegung ausgebildet. Die Aussparung enthält eine
optionale Lüftungsöffnung 47.
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Weiter
ist ein Deckel 41 mit einer radial gerichteten Bodenwand 44 und
einer Zylinderwand 45 vorgesehen. Die Bodenwand 44 endet
innen in einem Durchlass zur reibungsfreien oder reibungsarmen Abdichtung
der Kraftmesseinrichtung.
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Die
Fixierung des Krafteinleitbolzens 32 gegenüber dem
Basisteil 33 sowie dem Deckel 41 über die
zwei beabstandeten, vorzugsweise vorgespannten Elastomerfedern 31 bewirkt
eine lineare Führung des
Krafteinleitbolzens 32 in gleichartiger Weise wie in dem
ersten Ausführungsbeispiel.
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Eine
Druckbelastung des Krafteinleitbolzens 32 wird über den
unteren Elastomerring 31 direkt auf das Basisteil 33 übertragen.
Eine Zugbelastung des Krafteinleitbolzens 32 wird über den
oberen Elastomerring 31 und den Deckel 41 auf
das Basisteil 33 übertragen.
Optional kann eine Mehrzahl von Elastomerringen in radialer Richtung
nebeneinander angeordnet sein und somit funktionsmäßig parallelgeschaltet
sein. Ferner kann eine Mehrzahl von Elastomerringen aufeinander
angeordnet sein und somit funktionsmäßig in Reihe geschaltet sein.
Optional kann auch nur ein einziger Elastomerring vorgesehen sein,
sofern die Kraftmesseinrichtung nur für eine Zug- oder Druckbelastung
ausgelegt ist, oder sofern bei einer Auslegung für eine Wechselbelastung der Elastomerring
eine feste Verbindung zu dem Krafteinleitbolzen 32 und
dem Basisteil 33 aufweist.
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Der
Wegsensor 42 ist als LVDT-Sensor ausgeführt, von dem ein Teil fest
mit dem Basisteil 33 und ein Teil fest mit dem Krafteinleitbolzen 32 verbunden
ist. Die Signale des Wegsensors werden über ein Kabel 43 nach
außen
geführt.
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Für die einzelnen
Komponenten der Kraftmesseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels können beliebige
geeignete Materialien verwendet werden. Für den Krafteinleitbolzen 32,
das Basisteil 33 sowie den Deckel 41 ist Material
ausreichender Fes tigkeit wie beispielsweise Stahl oder ein Kunststoff
zu verwenden. Für
die Elastomerringe 31 wird vorteilhaft ein Material mit
guter Elastizität
und mit geringer Hysterese verwendet.
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Wird
die Kraftmesseinrichtung an einem Sitz wie bspw. einem Autositz
befestigt, kann dessen Gestell an der durch den Bereich 35 ausgebildeten,
außen
zugänglichen
Stufe aufgelegt werden.
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5 zeigt eine Kraftmesseinrichtung
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Diese
Kraftmesseinrichtung unterscheidet sich von dem des zweiten Ausführungsbeispiels
im wesentlichen darin, dass sie zusätzlich eine Auswerteschaltung 51 enthält. Die
Auswerteschaltung 51 ist über Signalleitungen 52 mit
dem Wegsensor 42 verbunden ist und gibt ihr Ausgangssignal
bzw. ihre Ausgangsdaten wie bspw. Kraftdaten über ein Kabel 43 nach
außen
aus. In dem konkreten Ausführungsbeispiel
ist die Auswerteschaltung 51 an einer flexiblen Leiterplatte
vorgesehen und radial um die Achse der Bewegung des Krafteinleitbolzens 32 herum
in einem zusätzlichen,
im Basisteil ausgebildeten Ringraum angebracht.
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Die
Kraftmesseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
ermöglicht
eine direkte Auswertung des Signals des Wegsensors 42 in
der Kraftmesseinrichtung.
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6 zeigt eine perspektivische,
teilweise aufgeschnittene Darstellung der Kraftmesseinrichtung gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel.
Der Krafteinleitbolzen 32 enthält einen Innensechskant zum
einfachen Anschrauben der Kraftmesseinrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung kann
auf vielfache Weise modifiziert werden. Beispielsweise sind die
verschiedenen Ausführungsbeispiele
grundsätzlich
miteinander kombinierbar. Die Kraftmesseinrichtung kann ein oder
mehrere Federelemente enthalten. Ferner kann beispielsweise die flexible
Leiterplatte gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
auch als Auswerteschaltung für
die Kraftmesseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet werden.
Hierzu ist die Kraftmesseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels
lediglich geringfügig
in ihrem Aufbau anzupassen. Die Kraftmesseinrichtung kann zur Erfassung
von Kräften
verwendet werden, die den Krafteinleitbolzen linear verschieben
und/oder, bei entsprechender Modifikation der Befestigungen und
des Sensors, verdrehen.
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Generell
kann die Auswerteschaltung innerhalb oder außerhalb der Kraftmesseinrichtung
vorgesehen sein. Eine Kontaktierung zu dem Wegsensor bzw. der Auswerteschaltung
kann über
Pigtail oder dichte bzw. nicht-dichte Stecker ausgeführt sein.
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Anstelle
der Mäanderfeder 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
kann auch ein Federmittel mit einem äußeren und einem inneren Ring
verwendet werden, die bspw. über
einen oder mehrere in einer Richtung gebogene und um die Achse der
Bewegung des Krafteinleitbolzens 3 umlaufende Stege miteinander
verbunden sind.
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Die
erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung kann
vollständig
dicht ausgebildet sein, indem beispielsweise zwischen dem Krafteinleitbolzen
und dem Deckel geeignetes Dichtelement wie beispielsweise ein Faltenbalg
angebracht wird.
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Ist
eine Mehrzahl von Kraftmesseinrichtungen an einem Sitzrahmen befestigt,
kann durch eine entsprechende Verknüpfung der Messergebnisse der einzelnen
Kraftmesseinrichtungen neben der auf die Kraftmesseinrichtungen
wirkenden Kraft auch ein Belegungsschwerpunkt des Sitzes ermittelt
werden.
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Mit
der Erfindung wird eine Kraftmesseinrichtung bereitgestellt, die
als statischer und dynamischer Kraft/Weg-Wandler wirkt, eingeleitete
Druck- und Zugkräfte
in lineare, hystere searme Auslenkungen wandelt, diese Auslenkungen
erfasst und in Signale bzw. Daten wandelt, die die Auslenkungen und/oder
die Kräfte
mit guter Auflösung
angeben.