DE10046606A1 - Sitzlast-Messvorrichtung - Google Patents

Abstract

Mittels der vorliegenden Erfindung soll eine Sitzlast-Messvorrichtung bereitgestellt werden, mit der die Produktions- und Montagekosten verringert werden können und die es ermöglicht, das Gewicht einer Person (1) auf dem Sitz (2) genauer zu messen. Wenn die Last von Sitzschienen (4) auf Stiftlöcher (15a, 15b, 15c) wirkt, die deren Angriffspunkte darstellen, erfährt ein Hebelmechanismus (12-16) ein Drehmoment um die Drehwellen (14a, 14b, 14c) und ein Auslenkelement (13) erfährt eine nach oben gerichtete Drehkraft. Zu diesem Zeitpunkt wird das Auslenkelement (13) nach oben ausgelenkt und wirkt derart, dass es in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung von unten gegen einen Kopfabschnitt (17a) einer Messdose (17) drückt. Durch Messen dieser Kraft misst die Messdose (17) die Sitzlast. Weiter sind Seitenplatten (12b, 12c) fest an einem linken und einem rechten Verbindungselement (16) angebracht. So werden die Drehmomente aufgrund der auf die Stiftlöcher (15b, 15c) wirkenden Last addiert, um ein Drehmoment zu erzeugen, das eine Drehung des rechten und des linken Verbindungselements (16) bewirkt. Die auf die Stiftlöcher (15a, 15b, 15c) wirkenden Lasten wirken auf die Messdose (17) im gleichen Hebelverhältnis ein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mes­ sen einer Sitzlast, einschließlich der Last eines auf einem Personensitz platzierten Gegenstandes oder dergleichen.

Kraftfahrzeuge sind mit einem Sicherheitsgurt oder einem Air­ bag als Ausrüstung zur Gewährleistung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen ausgestattet. In letzter Zeit werden zur weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Sicherheits­ gurtes oder des Airbags Anstrengungen dahingehend unternom­ men, die Funktionsweise der Sicherheitsausrüstung entspre­ chend dem Gewicht und der Größe des Fahrzeuginsassen zu steu­ ern. Zum Beispiel wird die Gasentwicklungsmenge des Airbags oder die Vorspannung des Sicherheitsgurtes entsprechend dem Gewicht und der Größe des Fahrzeuginsassen eingestellt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, mittels einer geeigneten Vorrichtung das Gewicht des auf dem Sitz sitzenden Fahrzeug­ insassen zu ermitteln. Weiter kann zur Abschätzung der Größe des Fahrzeuginsassen auf die Position des Schwerpunkts des Fahrzeuginsassen auf dem Sitz zurückgegriffen werden.

Als ein Beispiel einer Vorrichtung zur Ermittlung des Ge­ wichts und des Schwerpunkts des Fahrzeuginsassen offenbaren die japanischen ungeprüften Patentanmeldungen mit den Veröf­ fentlichungsnr. 11-1153 und 11-30457 ein Verfahren, nach dem das Sitzgewicht einschließlich des Gewichts des Fahrzeugin­ sassen durch Ermitteln der Gesamtsumme der auf die Messdose wirkenden vertikalen Lasten gemessen wird. Mit diesem Verfah­ ren ist es auch möglich, die Position des Schwerpunkts des Fahrzeuginsassen auf dem Sitz zu bestimmen.

Eine derartige Sitzgewicht-Messvorrichtung muß so kostengün­ stig wie möglich sein, da sie in ein gewöhnliches Kraftfahr­ zeug eingebaut wird. Ferner muß auch die Installation, die Montage, usw. einfach sein. Weiter ist es zur Durchführung einer korrekten Messung erforderlich, so weit wie möglich zu verhindern, dass ein Gewicht außer dem Gewicht des Fahrzeug­ insassen (oder eines Gegenstandes) auf dem Sitz auf den Sen­ sor wirkt.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Pro­ bleme gemacht. Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegen­ den Erfindung, eine Sitzlast-Messvorrichtung vorzusehen, die es bei einem Sitz, der die Sitzlast an drei Punkten trägt, ermöglicht, die Produktions- und Montagekosten zu verringern und das Gewicht der Person auf dem Sitz genauer zu messen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Sitzlast-Messvorrichtung zum Messen der (Gewichts-)Last eines Sitzes eines Personenfahrzeugs (einschließlich der Last eines auf dem Sitz platzierten Ge­ genstandes) gelöst, wobei die Last des Sitzes an drei Posi­ tionen aufgenommen und die Last durch einen Übertragungsme­ chanismus übertragen und in einer einzelnen Messdose zusam­ mengesetzt wird, wobei die Lastmessung durch die einzelne Messdose durchgeführt wird (erste Vorrichtung, Anspruch 1).

Bei einem Sitz, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, wird die Sitzlast an drei Stellen getragen (normaler­ weise an einer vorderen Mittelpositionen und einer hinteren rechten und einer hinteren linken Position). Somit wird bei dieser Vorrichtung die Sitzlast an drei Positionen aufgenom­ men, die diesen Stützstellen entsprechen. Und mittels des Lastübertragungsmechanismus werden diese Lasten alle einer einzelnen Messdose übertragen und dort zusammengesetzt, wobei die gesamte Sitzlast durch die einzelne Messdose gemessen wird. Daher reicht eine einzelne Messdose aus, was zu einer Kostenreduzierung führt, da auf eine Messschaltung, eine Ver­ drahtung, usw. verzichtet werden kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe durch eine Sitzlast-Messvorrichtung zum Messen der (Gewichts-)Last eines Sitzes eines Personenfahr­ zeugs (einschließlich der Last eines auf dem Sitz plazierten Gegenstandes) gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Last des Sitzes an drei Stellen aufgenommen wird, wobei die Last über einen Übertragungsmechanismus zu einer einzel­ nen Lastmessplatte übertragen wird, an der ein Dehnungsmess­ gerät angebracht ist, um die Lastmessung durchzuführen, wobei das Dehnungsmessgerät derart an der Lastmessplatte angebracht ist, dass es die Last an wenigstens einer der drei Stellen unabhängig messen kann (zweite Vorrichtung, Anspruch 3).

Bei dieser Vorrichtung ist das Verfahren zur Aufnahme der Sitzlast das gleiche wie bei der ersten Vorrichtung. Jedoch ist das Lastmessgerät keine einzelne Messdose, sondern eine einzelne Lastmessplatte. Und eine an drei Stellen aufgenomme­ ne Last wird zu dieser Lastmessplatte durch einen Lastüber­ tragungsmechanismus übertragen. Ein Dehnungsmessgerät ist an der Lastmessplatte derart angebracht, dass die Last an wenig­ stens einer der drei Stellen unabhängig gemessen werden kann. So ist es mit dieser Vorrichtung möglich, die Last an drei Stellen unabhängig zu messen, wodurch es ermöglicht wird, die Position des Schwerpunkts zu ermitteln.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist die erste oder zweite Sitzlast-Messvorrichtung vorgesehen, bei der der Über­ tragungsmechanismus einen sich um eine waagerechte Achse dre­ henden Hebelmechanismus aufweist, der die Sitzlast an dem Druckpunktabschnitt des Hebelmechanismus aufnimmt und die Last zu der Messdose bzw. der Lastmessplatte an dem Angriffs­ punkt überträgt, wobei zwischen der Drehachse und dem An­ griffspunkt ein Auslenkmechanismus vorgesehen ist (dritte Vorrichtung, Anspruch 3).

Bei dieser Anordnung wird die Last durch den Hebelmechanismus übertragen (im Falle der ersten Vorrichtung durch zwei oder drei Hebelmechanismen, und im Falle der zweiten Vorrichtung durch drei Hebelmechanismen), wobei ein Auslenkmechanimus zwischen der Drehachse (dem Hebeldrehpunkt) und dem Angriffs­ punkt dieses Hebelmechanismus vorgesehen ist. Wenn daher eine Sitzlast auf den Druckpunktabschnitt wirkt, überträgt der He­ bel die Last auf die Messdose bzw. die Lastmessplatte, wenn er durch den Auslenkmechanismus ausgelenkt wird. So wird, selbst wenn ein Spiel in dem Lastmessmechanismus und dem Sitztrageabschnitt vor ihm existiert, das Spiel durch diesen Auslenkmechanismus absorbiert, so dass es möglich ist, zu verhindern, dass der Messwert aufgrund des Spiels falsch wird, und gleichzeitig die Montage zu vereinfachen.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Sitzlast- Messvorrichtung vorgesehen, welche der obigen ersten bis dri­ ten Vorrichtung entsprechen kann, wobei ein Spiel, welches eine Positionsabweichung des Angriffspunktes aufgrund einer Auslenkung des Hebelmechanismus erlaubt, in dem Verbindungs­ abschnitt des Angriffspunktabschnitts des Hebelmechanismus und der Messdose bzw. der Lastmessplatte vorgesehen ist (vierte Vorrichtung, Anspruch 4).

Bei der obigen dritten Vorrichtung ändert sich, wenn der He­ bel in dem Auslenkabschnitt ausgelenkt wird, die horizontale Länge leicht. Bei dieser vierten Vorrichtung ist jedoch ein Spiel, das eine derartige Längenänderung absorbiert, in dem Verbindungsabschnitt des Angriffspunktabschnitts des Hebels und der Messdose bzw. der Lastmessplatte vorgesehen, so dass, wenn eine solche Änderung erzeugt wird, keine Spannung er­ zeugt und die Lastmessung nicht durch eine derartige Spannung falsch wird. Durch Vorsehen eines solchen Spiels in der er­ sten oder der zweiten Vorrichtung wird die Montage verein­ facht.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist eine Sitzlast- Messvorrichtung vorgesehen, welche der obigen ersten bis vierten Vorrichtung entsprechen kann, wobei ein senkrechtes Spiel in dem Verbindungsabschnitt des Angriffspunktabschnitts des Hebelmechanismus und der Messdose bzw. der Lastmessplatte vorgesehen ist (fünfte Vorrichtung, Anspruch 5).

Bei dieser fünften Vorrichtung ist ein senkrechtes Spiel in dem Verbindungsabschnitt des Angriffspunktabschnitts des He­ belmechanismus und der Messdose bzw. der Lastmessplatte vor­ gesehen, so dass, selbst wenn ein Spiel in dem Lastmessmecha­ nismus oder dem Sitztrageabschnitt vor ihm existiert, ein solches Spiel durch das in dem Verbindungsabschnitt des An­ griffspunktabschnitts des Hebelmechanismus und der Messdose bzw. der Lastmessplatte vorgesehene Spiel absorbiert wird, wodurch es möglich ist, zu verhindern, dass der Messwert auf­ grund des Spiels falsch wird, und gleichzeitig die Montage vereinfacht wird.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist eine Sitzlast- Messvorrichtung vorgesehen, welche der obigen ersten bis fünften Vorrichtung entsprechen kann, wobei bei der in dem die Sitzlast aufnehmenden Abschnitt ein Mechanismus zum Ver­ hindern der Übertragung einer Last größer als eine vorbe­ stimmte Last zu der Messdose bzw. der Lastmessplatte vorgese­ hen ist (sechste Vorrichtung, Anspruch 6).

Bei dieser sechsten Vorrichtung ist ein Mechanismus zum Ver­ hindern der Übertragung einer Last größer als eine vorbe­ stimmte Last zu der Messdose bzw. der Lastmessplatte, wenn eine Last größer als eine vorbestimmte Last auf den die Sitz­ last aufnehmenden Abschnitt (den Druckpunktabschnitt) wirkt, in dem die Sitzlast aufnehmenden Abschnitt (dem Druckpunktab­ schnitt) vorgesehen. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Messdose bzw. die Lastmessplatte unter einer Last größer als eine vorbestimmte Last beschädigt wird, oder zu verhindern, dass die Messung in einer regelwidrigen Art und Weise durchgeführt wird.

Nachfolgend werden verschiedene bevorzugte Ausführungsbei­ spiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug­ sitzes und eines Abschnitts davon, bei dem die vor­ liegende Erfindung angewendet ist;

Fig. 2 eine schematische Grunddarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sitz­ last-Messvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Grunddarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sitz­ last-Messvorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Grunddarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sitz­ last-Messvorrichtung; und

Fig. 5 eine Darstellung eines beispielhaften Aufbaus eines Sitzlast-Aufnahmeabschnitts von Fig. 3.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt ist, und eines Trageab­ schnitts für diesen. Dieser Sitz weist einen Dreipunkt- Stützaufbau auf, bei dem der vordere Abschnitt an einer Mit­ telstelle und der hintere Abschnitt an zwei Stellen (einer rechten und einer linken Stelle) getragen wird, wobei ent­ sprechend diesem Aufbau drei Schienen vorgesehen sind, d. h. eine Schiene in der Mitte des vorderen Abschnitts und eine rechte und eine linke Schiene an beiden Seiten des hinteren Abschnitts.

In der Querschnittsansicht von Fig. 1(A) sind die den Sitz tragenden Teile in einer Schnittdarstellung gezeigt, während Fig. 1(B) eine schematische Seitenansicht ist.

Eine Person 1 sitzt auf einem Sitzpolster 2a eines Sitzes 2. Die Unterseite des Sitzkissens 2a wird durch einen aus Stahl­ blech geformten Sitzrahmen 3 getragen. Der Sitzrahmen 3 weist eine Bodenplatte 3a, eine Stützbasis 3b, eine Längsplatte 3c und eine Gleitplatte 3d auf. Die Bodenplatte 3a ist derart bemessen und geformt, dass sie die Unterseite des Sitzkissens 2a überdeckt. Die Stützbasis 3b ist so angeordnet, dass sie die Unterseite der Bodenplatte 3a stützt. Die Längsplatte 3c erstreckt sich von dem Mittelabschnitt der Unterseite der Stützbasis 3b senkrecht nach unten. Die Gleitplatte 3d ragt von der Längsplatte 3c flügelartig nach rechts und nach links vor, wobei ihr vorderes Ende leicht nach oben gebogen ist.

Es sind drei Sitzschienen 4, die zueinander parallel ausge­ richtet sind, in der Mitte des vorderen Abschnitts des Sitzes 2 und an dessen rechter und linker Seite des hinteren Ab­ schnitts vorgesehen, um sich in Längsrichtung zu erstrecken. Jede Sitzschiene 4 hat einen U-förmigen Querschnitt, in dem eine Ausnehmung 4b vorgesehen ist. Der obere Abschnitt dieser Ausnehmung 4b bildet eine Nut 4a, die sich in Längsrichtung erstreckt. Die Längsplatte 3c des Sitzrahmens 3 ist in dieser Nut 4a positioniert, während die Gleitplatte 3d des Sitzrah­ mens 3 in der Ausnehmung 4b der Sitzschiene 4 angeordnet ist. Die Gleitplatte 3d kann dabei in der Sitzschiene 4 in Längs­ richtung gleiten.

Eine Sitzlast-Messvorrichtung 5 ist mit der Unterseite der Sitzschiene 4 verbunden. Sitzträger 6 sind an den Enden der Sitzlast-Messvorrichtung 5 an deren Unterseite befestigt.

Diese Sitzträger 6 sind an einem Sitzbefestigungsabschnitt 7 der Karosserie mittels Bolzen oder dergleichen befestigt.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Sitzlast-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Diese Sitzlast-Messvorrichtung wird durch drei Trägerab­ schnitte 11a, 11b und 11c getragen. Der Trägerabschnitt 11a nimmt die auf die Sitzschiene in der Mitte des vorderen Ab­ schnitts des Sitzes wirkende Last auf, der Trägerabschnitt 11b nimmt die auf die Sitzschiene auf der rechten Seite des hinteren Abschnitts des Sitzes wirkende Last auf, und der Trägerabschnitt 11c nimmt die auf die Sitzschiene auf der linken Seite des hinteren Abschnitts des Sitzes wirkende Last auf. Wie nachfolgend beschrieben, wird jede (Gewichts-)Last durch einen Stift auf ein einen Hebel bildendes Element über­ tragen, wobei der Stift in einem Stiftloch 15a, 15b, 15c ein­ gesetzt ist, welches jeweils in dem den Hebel bildenden Ele­ ment vorgesehen ist.

Das den Hebel bildende Element wird durch Seitenplatten 12a, 12b und 12c, ein Auslenkelement 13, eine Verstärkungsseiten­ platte 13a und ein rechtes und ein linkes Verbindungselement 16 gebildet; und es ist durch Drehwellen 14a, 14b und 14c drehbar gehalten, die in den drei Trägerabschnitten 11a, 11b und 11c vorgesehen sind. Eine Messdose 17 ist in der Mitte zwischen der Drehwelle 14a und der die Drehwellen 14b, 14c verbindenden Achse angeordnet. Und das Auslenkelement 13 weist an einer der Messdose 17 entsprechenden Stelle ein Loch 13b auf, in das ein Halsabschnitt 17b der Messdose 17 einge­ setzt ist.

Wenn die Last der Sitzschienen auf die Stifte in den Stiftlö­ chern 15a, 15b, 15c wirkt, die deren Angriffspunkte sind, er­ fährt der Hebelmechanismus eine Drehkraft um die Drehwellen 14a, 14b, 14c, und das Auslenkelement 13 erfährt eine nach oben gerichtete Drehkraft. Zu diesem Zeitpunkt wird die Aus­ lenkung des Abschnitts des Auslenkelements 13, an dem die Verstärkungsseitenplatte 13a vorgesehen ist, gedämpft, und der Mittelabschnitt des Auslenkelements 13, an dem keine Ver­ stärkungsseitenplatte 13a vorgesehen ist, wird nach oben aus­ gelenkt, wodurch der Kopfabschnitt 17a der Messdose 17 von unten nach oben geschoben wird.

An einem rechten und einem linken Verbindungselement 16 sind Seitenplatten 12b und 12c fest angebracht. So werden die auf die Stiftlöcher 15b und 15c wirkenden Drehkräfte zusammenge­ setzt, wodurch ein Drehmoment erzeugt wird, das eine Drehung des rechten und des linken Verbindungselements bewirkt. Wie oben erwähnt, ist die Messdose 17 in der Mitte zwischen der Drehwelle 14a und der die Drehwellen 14b und 14c verbindenden Achse angeordnet. Außerdem sind der Abstand zwischen der Drehwelle 14a und dem Stiftloch 15a, der Abstand zwischen der Drehwelle 14b und dem Stiftloch 15b und der Abstand zwischen der Drehwelle 14c und dem Stiftloch 15c zueinander gleich, so dass die auf die Stiftlöcher 15a, 15b und 15c wirkenden La­ sten auf die Messdose 17 im gleichen Hebelverhältnis einwir­ ken. Somit ist es möglich, die auf drei Punkte wirkende Ge­ samtlast mit der einzelnen Messdose 17 zu messen, wodurch es ermöglicht wird, die gesamte Sitzlast zu ermitteln.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Hebelmechanismus nicht aus einem steifen Material geformt, und er weist ein Auslenk­ element auf, welches sich leicht einer elastischen Verformung unterzieht. Daher wird, selbst wenn ein Spiel in dem Messme­ chanimus der Last oder zwischen den Sitzschienen, usw. und dem Lastmessmechanismus existiert, das Spiel durch das Aus­ lenkelement 13 absorbiert bzw. aufgenommen, so dass die Last richtig zu der Messdose 17 übertragen wird. So ist eine kor­ rekte Messung möglich, und die Montage des Lastmessmechanis­ mus und der weiteren Bauteile wird vereinfacht.

Weiter sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Messdose 17 und das Auslenkelement 13 nicht direkt festgehalten, und der Halsabschnitt 17b ist derart das Loch 13a des Auslenkelements 13 eingesetzt, dass zwischen dem Auslenkelement 13 und der Messdose 17 ein Spiel in der senkrechten, der seitlichen und der Längsrichtung existiert. Von diesen wird das senkrechte Spiel durch die Auslenkung des Auslenkelements 13 absorbiert, wie oben erläutert. Da außerdem auch ein Spiel in der seitli­ chen und der Längsrichtung existiert, ist die Montage verein­ facht, und selbst wenn das Auslenkelement 13 verformt ist, kann die Verformung absorbiert werden.

Während in Fig. 2 das Auslenkelement 13 auf der rechten und der linken Seite der Messdose 17 aus einem Teil ausgebildet ist, ist es ebenso möglich, es nicht als einstückiges Element auszubilden, wenn die einstückige Konstruktion die Gewährlei­ stung der Messgenauigkeit behindert, indem ein rechtes und ein linkes Auslenkelement separat gebildet werden, die je­ weils den Kopfabschnitt 17a der Messdose 17 von unten nach oben drücken. In der in der Beschreibungseinleitung erwähnten dritten Vorrichtung zur Lösung der Probleme werden sowohl die Konstruktion von Fig. 1, bei der der vordere und der hintere Hebelmechanismus in der Mitte verbunden sind, als auch die Konstruktion, bei der sie in der Mitte zur Bildung separater Bauteile getrennt sind, als zwei Hebel betrachtet.

Während in Fig. 2 das Auslenkelement 13 flach ist, ist es weiter von Vorteil, wie nachfolgend erläutert, dass das Aus­ lenkelement 13 eine nach vorne verjüngte Gabelkonstruktion besitzt, so dass die auf verschiedene Teile des Auslenkele­ ments wirkenden Spannungen gleichmäßig sind.

Fig. 3 ist eine schematische Basisdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sitzlast-Messvor­ richtung in zwei unterschiedlichen Ansichten. In diesem Bei­ spiel ist die Konstruktion des die Last aufnehmenden Ab­ schnitts und des die Last übertragenden Abschnitts grundsätz­ lich die gleiche wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels von Fig. 2. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nur in dem die Last messenden Abschnitt, weshalb nachfolgend nur dieser unterschiedliche Abschnitt beschrieben wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist anstelle der Messdose von Fig. 2 eine Lastmessplatte 19 vorgesehen, welche an einem Trägerkörper 18 befestigt ist. Die Lastmessplatte 19 wird durch Befestigungselemente 18a und 18b des Trägerkörpers 18 von oben und unten gehalten. Weiter ist rechts und links von der Lastmessplatte 19 ein Dehnungsmessgerät eingebaut, mit dem, wenn die Lastmessplatte 19 eine senkrechte Biegekraft erfährt, die Verformung der Lastmessplatte 19 gemessen wird.

Dagegen ist der vordere Endabschnitt der zwei Auslenkelemente 13 jeweils als Gabelabschnitt 13c ausgebildet, und die Endab­ schnitte der Lastmessplatte 19 werden durch die Gabelab­ schnitte 13c gehalten. Die Gabelabschnitte 13c und die Lastmessplatte 19 sind nicht aneinander befestigt, sondern es ist zwischen ihnen ein gewisses Spiel vorhanden.

Wenn die Sitzlast auf diesen Lastmessmechanismus wirkt, wird das Auslenkelement 13 wie oben erläutert nach oben ausge­ lenkt, wodurch die Gabelabschnitte 13c gegen die Lastmess­ platte 19 stoßen, wodurch die Lastmessplatte 19 eine nach oben greichtete Biegelast erfährt. Diese Biegelast wird durch das Dehnungsmessgerät gemessen, wodurch die Last gemessen wird. In diesem Fall werden die auf die Vorderseite des Sit­ zes wirkende Last und die auf die hintere Seite des Sitzes wirkende Last separat gemessen, so dass die Messwerte elek­ tronisch oder mittels einer geeigneten Software zusammen ad­ diert werden, wodurch die Sitzlast gemessen wird.

Wie oben erläutert, existiert zwischen den Gabelabschnitten 13c und der Lastmessplatte 19 ein Spiel, so dass die Montage einfach ist. Weiter wird, selbst wenn das Auslenkelement 13 ausgelenkt ist, um dadurch eine veränderte Länge aufzuweisen, keine übermäßige Spannung auf den Messabschnitt ausgeübt.

Fig. 4 ist eine schematische Basisdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sitzlast-Messvor­ richtung in zwei unterschiedlichen Ansichten. Bei diesem Bei­ spiel ist die Konstruktion des die Last aufnehmenden Ab­ schnitts grundsätzlich die gleiche wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels, und der Aufbau des die Last übertragen­ den Abschnitts ist ähnlich dem des zweiten Ausführungsbei­ spiels, so dass im Anschluss nur die sich von diesen unter­ scheidenden Abschnitte beschrieben werden.

Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist bei diesem Aus­ führungsbeispiel eine Lastmessplatte 19 vorgesehen, welche an einem Trägerkörper 18 befestigt ist. Weiter ist, wie dies in der Draufsicht von Fig. 4 dargestellt ist, die Lastmessplatte 19 T-förmig ausgebildet, und drei Dehnungsmessgeräte A, B und C sind jeweils an den Armen der T-förmigen Lastmessplatte 19 angebracht. Wenn die Lastmessplatte 19 eine senkrechte Biege­ kraft erfährt, misst jedes Dehnungsmessgerät die Verformung der Lastmessplatte.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem die Last aufneh­ menden Abschnitt und dem die Last übertragenden Abschnitt auch in dem rechten und dem linken hinteren Abschnitt die gleichen Mechanismen wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 vorgesehen, bei dem die Last des mittleren vorderen Abschnitts aufgenommen und zu der Lastmessplatte 19 übertra­ gen wird, und die Last des rechten hinteren Abschnitts und die Last des linken hinteren Abschnitts getrennt zu der Lastmessplatte 19 übertragen werden.

Die auf den mittleren vorderen Abschnitt wirkende Last, die auf den rechten hinteren Abschnitt wirkende Last und die auf den linken hinteren Abschnitt wirkende Last werden durch das Dehnungsmessgerät A, das Dehnungsmessgerät B bzw. das Deh­ nungsmessgerät C unabhängig voneinander gemessen. Bezüglich der Lastmessplatte 19 ist der durch den Trägerkörper 18 fest­ gehaltene Abschnitt ausreichend groß gemacht (im Extremfall wird der gesamte Mittelabschnitt durch den Trägerkörper 18 festgehalten, so dass jeder Arm unabhängig von dem Trägerkör­ per 18 vorsteht), wodurch zwischen den Armen der Lastmess­ platte 19 keine Last-Interferenz auftritt. Wie in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel der vordere Endabschnitt jedes Arms der Lastmessplatte 19 durch den Gabelabschnitt 13c des entspre­ chenden Auslenkelements 13 mit etwas Spiel gehalten.

In Fig. 4 sind die Abstände l₀ zwischen den Stiftlöchern 15a, 15b, 15c, welche die die Last aufnehmenden Druckpunkte sind, und den Drehwellen 14a, 14b, 14c, welche die Hebeldrehpunkte bilden, jeweils gleich. Angenommen, die Abstände zwischen den Drehwellen 14a, 14b, 14c, welche die Hebeldrehpunkte sind, und den Gabelabschnitten 13c, welche die Angriffspunkte bil­ den, sind l₁, l₂ und l₃ und die Signalausgänge der Dehnungs­ messgeräte A, B, C sind W_A, W_B und W_C, dann kann die Sitzlast W durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

W = k × (W_A × l₁ + W_B × l₂ + W_C × l₃)/l₀

wobei k eine Konstante ist.

Nachfolgend wird ein Beispiel des Aufbaus des die Sitzlast aufnehmenden Abschnitts von Fig. 3 anhand von Fig. 5 näher beschrieben. Dabei ist Fig. 5(A) eine perspektivische Explo­ sionsdarstellung und Fig. 5(B) ist eine Vorder-Quer­ schnittsansicht des Stiftträgerabschnitts.

Diese Darstellung von Fig. 5 zeigt den die Last aufnehmenden Abschnitt des mittleren vorderen Abschnitts des Sitzes von Fig. 3. Der Aufbau des die Last aufnehmenden Abschnitts des rechten und des linken hinteren Abschnitts von Fig. 3 und der Aufbau der die Last aufnehmenden Abschnitte von Fig. 2 und 4 sind ähnlich diesem Aufbau. Durch Kombinieren dieser Darstel­ lungen ist es für den Fachmann einfach zu erkennen, wie der tatsächliche, die Last aufnehmende Abschnitt jedes Abschnitts jeder Zeichnung aufgebaut sein sollte.

In Fig. 5 sind jedoch aus Gründen der Zweckmäßigkeit einige Bauteile von Fig. 3 mit anderen Bezugsziffern bezeichnet. Au­ ßerdem können einige Komponenten mit anderen Begriffen be­ nannt sein. Allerdings ist es anhand der Zeichnungen einfach, die Entsprechung der Bezugsziffern und der Komponenten zu er­ kennen. Weiter ist in dem Beispiel von Fig. 5 der vordere En­ dabschnitt des Auslenkelements gegabelt und zum vorderen Ende hin verjüngt. Dies dient der gleichmäßigeren Verteilung der auf die verschiedenen Abschnitte des Auslenkelements wirken­ den Spannungen bzw. Belastungen.

Die Sitzlast-Messvorrichtung 5 ist unter Verwendung einer dünnen und schmalen Basis 21 als Basiskörper ausgebildet. Bei der Befestigung an der Fahrzeugkarosserie verläuft diese Ba­ sis in Längsrichtung. Es handelt sich bei der Basis 21 um ein Stahlpressteil mit einem U-förmigen Querschnitt, das nach oben offen ist. Der Boden der Basis 21 wird als Bodenplatte 21c bezeichnet, und die rechts und links der Bodenplatte 21c in rechten Winkeln nach oben gebogenen Abschnitte werden als Seitenplatten 21a und 21a' bezeichnet. Diese Basis 21 ent­ spricht dem Trägerabschnitt 11a in Fig. 3. Die Basis 21 ist an der Fahrzeugkarosserie über einen dazwischen vorgesehenen Sitzträger befestigt.

Die Seitenplatten 21a und 21a' weisen ein vorderes und ein hinteres Stiftloch 21e bzw. 21g auf. Die Stiftlöcher 21e und 21g liegen in der rechten und der linken Seitenplatte 21a, 21a' jeweils einander offen gegenüber. Wie in Fig. 5(A) dar­ gestellt, sind die vorderen Löcher 21e in vertikaler Richtung länglich ausgebildet. Ein Stützstift 27 ist durch diese Lang­ löcher 21e geführt. Halteringe 33 sind an dem rechten und dem linken Ende des Stützstiftes 27 angebracht, und aufgrund die­ ser Halteringe 33 wird der Stützstift 27 am Verlassen der Langlöcher 21e gehindert.

Jedoch gibt es vertikale und seitliche Spalten zwischen dem Stützstift 27 und den Langlöchern 21e. Normalerweise kommt der Stützstift 27 nicht mit den Innenkanten der Langlöcher 21e in Kontakt. Wenn jedoch eine übermäßige Last auf diese Sitzlast-Messvorrichtung 5 (insbesondere auf den der Stift­ klammer 25 entsprechenden Abschnitt) wirkt, wird der Stütz­ stift 27 heruntergedrückt und stößt an die Unterkante der Langlöcher 21e, so dass die übermäßige Last nicht auf den Lastsensor übertragen wird. Das heißt, der Stützstift 27 und die Langlöcher 21e bilden einen Teil des Mechanismus zur Be­ schränkung des oberen Grenzwertes der auf die Sensorplatte wirkenden Last. Mit anderen Worten entsprechen sie dem Mecha­ nismus zum Verhindern der Übertragung einer Last größer als eine vorbestimmte Last zu der Messdose oder der Lastmessplat­ te, wie er in Anspruch 6 bezeichnet ist. Die Hauptfunktion des Stützstiftes 27 besteht in der Übertragung der auf die Stiftklammer 25 wirkenden Sitzlast auf einen Z-Arm 23 (entspricht dem Auslenkelement 13 von Fig. 3).

Weiter zur Mitte sind die Stiftlöcher 21g vorgesehen. Durch diese Stiftlöcher 21g ist ein Basisstift 31 (entspricht der Drehwelle 14a in Fig. 3) geführt. Der Basisstift 31 ist vor­ handen, um die rechte und die linke Seitenplatte 21a und 21a' zu überbrücken. Halteringe 33 sind an dem rechten und dem linken Ende des Basisstiftes 31 angebracht, um den Basisstift 31 an der Basis 21 zu befestigen. Der Basisstift 31 bildet das Drehzentrum des Z-Arms 23.

Der Z-Arm 23 ist an der Innenseite der Basis 21 angeordnet. Die Planzeichnung des Z-Arms 23 ist derart, dass sein näher an der Mitte liegender Abschnitt gegabelt (Gabelungsabschnitt 23h) und der näher am vorderen Ende liegende Abschnitt recht­ winklig bzw. gerade ist. An dem rechten und dem linken Ende der anderen Hälfte des Z-Arms 23, der näher an dem vorderen Ende liegt, sind Seitenplatten 23a ausgebildet, die in rech­ ten Winkeln nach oben gebogen sind (entsprechen den Verstär­ kungsseitenplatten 13a von Fig. 3). Der Gabelungsabschnitt 23h ist einfach eine flache Platte. Die Seitenplatten 23a er­ strecken sich entlang der Innenseiten der Seitenplatten 21a der Basis 21. Jedoch sind zwischen den Seitenplatten 23a und den Seitenplatten 21a Spalten vorgesehen.

Die Seitenplatten 23a des Z-Arms 23 weisen zwei Stiftlöcher 23c (entspricht dem Stiftloch 15a von Fig. 3) und 23e auf. Der Stützstift 27 wird durch die Stiftlöcher 23c näher an dem Vorderende geführt. Es tritt dabei kaum eine Gleitbewegung zwischen den Stiftlöchern 23c und dem Stützstift 27 auf. Der Basisstift 31 ist durch die Stiftlöcher 23e näher zur Mitte geführt. Der Basisstift 31 bildet das Drehzentrum des Z-Arms 23, und es tritt eine Gleitbewegung zwischen den Stiftlöchern 23e und dem Basisstift 31 entsprechend einer Drehung des Z- Arms 23 auf. Zwischen die Seitenplatten 21 der Basis 21 und die Seitenplatten 23a des Z-Arms 23 ist ein scheibenartiger, durchlöcherter Abstandshalter auf den Außenumfang des Ba­ sisstiftes 31 eingesetzt.

Die Länge des Gabelungsabschnitts 23h des Z-Arms 23 ent­ spricht im wesentlichen der Hälfte der Gesamtlänge des Z-Arms 23. Der Abschnitt 23h ist rechts und links gegabelt und läuft in der Längsrichtung zur Mitte hin zusammen, wobei er zu sei­ nem vorderen Ende hin schmaler wird. Der Angriffsabschnitt am vorderen Ende des Gabelungsabschnitts 23h des Z-Arms 23 ist als ein Gabelabschnitt 23j ausgebildet (entspricht dem Ga­ belabschnitt 13c von Fig. 3).

Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die Stiftklammer 25 einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, der an der Untersei­ te offen ist. Die Oberseite 25a der Stiftklammer 25 ist flach, und die Sitzschiene 4 wird darauf plaziert. Die Stift­ klammer 25 und die Sitzschiene 4 werden miteinander durch Bolzen oder dergleichen fest verbunden.

Die rechte und die linke Seitenplatte 25b der Stiftklammer 25 verlaufen an der rechten bzw. der linken Seite der Stiftklam­ mer 25 nach unten, und die unteren Endabschnitte dieser Sei­ tenplatten 25b sind nach innen gebogen. Die Seitenplatten 25b sind innerhalb der Seitenplatten 23a des Z-Arms 23 mit etwas Spiel dazwischen angeordnet. Die Seitenplatten 25b weisen au­ ßerdem Stiftlöcher 25c auf, durch die der Stützstift 27 ge­ führt wird, wobei der Durchmesser der Stiftlöcher 25c größer als der Durchmesser des Stützstiftes 27 ist. Aufgrund der vorgesehenen Spalten können Abmessungsfehler des Sitzes und der Fahrzeugkarosserie sowie ungewollte Verformungen absor­ biert bzw. aufgefangen werden.

Ein Federblatt 29 ist zwischen der rechten und der linken Seitenplatte 25b der Stiftklammer 25 und der rechten und der linken Seitenplatte 23a des Z-Arms 23 angeordnet. Das Feder­ blatt weist federscheibenartige gelöcherte Abschnitte auf und ist an der Außenseite des Stützstiftes 27 mit etwas Spiel da­ zwischen eingesetzt. Dieses Federblatt bildet einen Zentrier­ mechanismus, der die Stiftklammer 25 in der Richtung zur Mit­ te hin vorspannt. Dieser Zentriermechanismus bewirkt, dass die Stiftklammer 25 so nahe wie möglich an der Mitte des Gleitbereichs positioniert ist.

Die Last des Sitzes wirkt über die Sitzschiene 4 auf die Stiftklammer 25. Wenn die Last auf die Stiftklammer 25 wirkt, erzeugt die Last eine Kraft, die durch den Stützstift 27 be­ wirkt, dass sich der Z-Arm 23 um den Basisstift 31 dreht, der die Drehachse bildet, wodurch der Gabelungsabschnitt 23h des Z-Arms 23, der das Auslenkelement bildet, ausgelenkt und der Z-Arm 23 leicht (höchstens um 5 Grad) gedreht wird, und der Gabelabschnitt 23j, der den Angriffsabschnitt bildet, die Last auf die Lastmessplatte überträgt.

Claims (6)

1. Sitzlast-Messvorrichtung zum Messen der Last eines Sitzes eines Personenfahrzeugs, einschließlich der Last eines auf dem Sitz platzierten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Last des Sitzes (2) an drei Positionen aufgenom­ men wird, wobei die Last durch einen Übertragungsmechanis­ mus (12-16) übertragen und in einer einzelnen Messdose (17) zusammengesetzt wird, wobei die Lastmessung durch die einzelne Messdose (17) durchgeführt wird.

2. Sitzlast-Messvorrichtung zum Messen der Last eines Sitzes eines Personenfahrzeugs, einschließlich der Last eines auf dem Sitz platzierten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Last des Sitzes (2) an drei Stellen aufgenommen wird, wobei die Last über einen Übertragungsmechanismus (12-16) zu einer Lastmessplatte (19) übertragen wird, an der ein Dehnungsmessgerät angebracht ist, um die Lastmes­ sung durchzuführen, wobei das Dehnungsmessgerät derart an der Lastmessplatte (19) angebracht ist, dass das Dehnungs­ messgerät die Last an wenigstens einer der drei Positionen unabhängig messen kann.

3. Sitzlast-Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsmechanismus (12-16) einen sich um ei­ ne waagerechte Achse drehenden Hebelmechanismus (13-15) aufweist, der die Sitzlast an dem Druckpunktabschnitt (15) des Hebelmechanismus aufnimmt und die Last zu der Messdose (17) oder der Lastmessplatte (19) an dem Angriffspunkt überträgt, wobei zwischen der Drehachse (14) und dem An­ griffspunkt ein Auslenkmechanismus (13) vorgesehen ist.

4. Sitzlast-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dass ein Spiel, welches eine Positionsabweichung des An­ griffspunktes aufgrund einer Auslenkung des Hebelmechanis­ mus (13-15) erlaubt, in dem Verbindungsabschnitt des An­ griffspunktabschnitts des Hebelmechanismus und der Messdo­ se (17) oder der Lastmessplatte (19) vorgesehen ist.

5. Sitzlast-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein senkrechtes Spiel in dem Verbindungsabschnitt des Angriffspunktabschnitts des Hebelmechanismus (13-15) und der Messdose (17) oder der Lastmessplatte (19) vorgesehen ist.

6. Sitzlast-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem die Sitzlast aufnehmenden Abschnitt ein Mecha­ nismus (21e, 27) zum Verhindern der Übertragung einer Last größer als eine vorbestimmte Last zu der Messdose (17) oder der Lastmessplatte (19) vorgesehen ist.