DE10163308C1 - Meßvorrichtung und Sitzanordnung - Google Patents

Meßvorrichtung und Sitzanordnung

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Meßvorrichtung (10; 110; 210), insbesondere zum Messen einer auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft, bereit, umfassend: DOLLAR A ein Kraftübertragungselement (12; 112; 212), welches mit einer ersten Einheit, bevorzugt einem Fahrzeugsitz, verbindbar ist, und DOLLAR A eine Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214), welche mit einer zweiten Einheit (80), bevorzugt einem Fahrzeugkarosserieteil, fest verbindbar ist, DOLLAR A wobei das Kraftübertragungselement (12; 112; 212) um zumindest eine Achse um die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) schwenkbar ist. DOLLAR A Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Sitzanordnung bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung, insbesondere zum Messen einer auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft und auf eine Sitz­ anordnung.
Meßvorrichtungen werden im allgemeinen verwendet, um die auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft zu ermitteln. Dies ist insbesondere von Interesse bei der Entwicklung von Airbag-Systemen. Hierdurch kann ein genaueres Auslösen des Air­ bags erreicht werden. So kann beispielsweise unterschieden werden, ob sich eine sehr schwere Person oder ein Kind auf dem Fahrzeugsitz befindet. Des weiteren kann ermittelt werden, ob die Person mittig oder dezentral auf dem Sitz sitzt. Ent­ sprechend werden dann im Bedarfsfall Airbags entsprechend ausgelöst.
Es sind Meßvorrichtungen z. B. aus WO 01/18507 A1 bekannt, welche ein Kraftüber­ tragungselement und eine Meßeinrichtung aufweisen. Das Kraftübertragungsele­ ment wird an einem Fahrzeugsitz befestigt und ist mit der Meßeinrichtung fest ver­ bunden. Die Meßeinrichtung ist mit einer Sitzschiene im Boden des Fahrzeugs oder einem anderen geeigneten Karosserieteil verbunden. Solche Meßvorrichtungen vom Stand der Technik bieten jedoch den Nachteil, daß nicht nur die vertikale Gewichts­ kraft, welche gemessen werden soll, sondern auch Kräfte, welche in anderen Rich­ tungen wirken, in die Meßeinrichtung eingeführt werden und somit das Meßergebnis verfälschen.
In der EP 0 670 480 A1 ist eine Meßvorrichtung beschrieben, bei welcher die zu messende Druckkraft über einen Druckstab zu der Meßzelle zugeführt wird. Der Druckstab kann hierbei eine leichte Dreh- und Neigebwegung durchführen.
Die EP 0 566 182 A1 offenbart eine Vorrichtung, um ein Wägeelement veränderbar anzubringen. Die Vorrichtung umfaßt einen Körper mit einer konvexen Tragefläche und einen Körper mit einer einen Rücksprung aufweisenden Tragefläche. Die beiden Körper sind bewegbar über ihre Trageflächen gekoppelt.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung und eine Sitzanordnung bereitzustellen, welche ein präzises und sicheres Messen der in die Meßvorrichtung eingeleiteten Gewichtskraft ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Meßvor­ richtung mit den in Anspruch 1 oder 13 angegebenen Merkmalen und einer Sitzanordnung mit den in Anspruch 20 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen sind Inhalt der Unteransprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Meßvorrichtung, insbesondere zum Messen einer auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gesichtskraft bereitgestellt, umfas­ send:
ein Kraftübertragungselement bzw. eine Schwinge, welches mit einer ersten Einheit, bevorzugt einem Fahrzeugsitz, verbindbar ist, und
eine Meßeinrichtung bzw. einen Kraftaufnehmer, welche mit einer zweiten Einheit, bevorzugt einem Fahrzeugkarosserieteil, bevorzugt fest verbindbar ist,
wobei das Kraftübertragungselement um zumindest eine Achse um die Meßeinrich­ tung schwenkbar ist.
Dadurch, daß das Kraftübertragungselement um zumindest eine Achse um die Meßeinrichtung schwenkbar ist, kann erreicht werden, daß insbesondere nur die vertikal nach unten gerichtete Gewichtskraft, welche auf die Meßvorrichtung wirkt von der Meßeinrichtung aufgenommen wird. Kräfte, welche quer oder schräg zu der Meßvorrichtung wirken, werden nicht in die Meßeinrichtung eingeführt durch das Verschwenken des Kraftübertragungselements um die Meßeinrichtung. Somit kann ferner eine vorteilhafte Entkopplung der auf die Meßvorrichtung wirkenden Kraft und des auf die Meßvorrichtung wirkenden Drehmoments erreicht werden. Dadurch kann nur die tatsächlich auf die Meßeinrichtung wirkende Kraft gemessen werden ohne daß diese durch unerwünschte Drehmomente beeinflußt ist. Des weiteren wird somit die Meßeinrichtung nicht durch Drehmomente belastet, was zu einer längeren Le­ bensdauer der Meßeinrichtung führt.
Ferner bilden das Kraftübertragungselement und die Meßeinrichtung im wesentli­ chen ein Kugelgelenk bzw. Kugelschalengelenk, wobei bevorzugt die Meßeinrichtung einen Bereich aufweist, der als Kugelzapfen bzw. Vollkugel dient, und das Kraftübertragungselement einen Bereich aufweist, der als Kugelschale bzw. -pfanne dient.
Durch das Vorsehen der Meßeinrichtung und des Kraftübertragungselements als eine Kugelgelenkanordnung, kann ein Verschwenken des Kraftübertragungsele­ ments in alle tangentialen Richtungen um die Meßeinrichtung ermöglicht werden. Somit kann noch sicherer gewährleistet werden, daß unerwünschte Kräfte nicht in die Meßeinrichtung eingeleitet werden.
Bevorzugt hat das Kraftübertragungselement zumindest bereichweise im wesentli­ chen die Form einer hohlen Kugelzone bzw. Kugelkalotte bzw. einer hohlen Halbku­ gel deren Kappe abgeschnitten ist und weist ein bevorzugt an dem Äquator des Kugelzonenbe­ reichs angeordnetes Befestigungselement auf, mittels welchem das Kraftübertra­ gungselement an der ersten Einheit befestigbar ist. Ferner weist die Meßeinrichtung bevorzugt einen im wesentlichen Kugelzonenbereich bzw. Kugelkalottenbereich auf, der einen Radius aufweist, um mit dem Inneren des Kugelzonenbereichs des Kraftübertra­ gungselements zusammenzupassen.
Bevorzugt ist das Befestigungselement im wesentlichen umfänglich entlang des Äquators des Kugelzonenbereichs des Kraftübertragungselements ausgebildet und erstreckt sich bevorzugt in radialer Richtung des Kugelzonenbereichs der Kraftüber­ tragungseinrichung nach außen. Vorzugsweise ist das Befestigungselement einstüc­ kig mit dem Kugelzonenbereich des Kraftübertragungselements ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Befestigungselement im wesentlichen die Form eines Kreisrings. Jedoch ist es ebenfalls denkbar, daß Befestigungselement in Stabform auszubilden. Somit kann die Meßvorrichtung auf geeignete Weise an der ersten Einheit befestigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Meßvorrichtung ferner eine Über­ wurf- bzw. Positioniereinrichtung, welche derart ausgestaltet ist, um das Kraftüber­ tragungselement in radialer Richtung bezüglich der Meßeinrichtung festzulegen und eine zumindest begrenzte Drehung des Kraftübertragungselements in tangentialer Richtung bezüglich der Meßeinrichtung zu erlauben. Bevorzugt ist ferner an dem Pol des Kugelzonenbereichs ein Vorsprung ausgebildet, um die Positioniereinrichtung aufzunehmen.
Durch das Vorsehen der Positioniereinrichtung kann das Kraftübertragungselement einfach und sicher in seiner radialen Position bezüglich der Meßeinrichtung gehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die innere Form der Positioniereinrichtung zumindest bereichsweise im wesentlichen eine sphärische Form, bevorzugt mit ei­ nem abgeflachten Pol, und ist derart ausgestaltet, um der äußeren Form des Kugel­ gelenks im wesentlichen zu entsprechen. Somit kann die Positionssicherung des Kraftübertragungselements weiter verbessert werden.
Vorzugsweise ist der Vorsprung des Kugelzonenbereichs der Meßeinrichtung mit einem Gewinde, bevorzugt einem Außengewinde versehen.
Vorzugsweise weist die Positioniereinrichtung ein zu dem Gewinde der Meßeinrich­ tung passendes Gewinde, bevorzugt ein Innnengewinde, auf, mittels welchem die Positioniereinrichtung an zumindest einem Teil der Meßeinrichtung bevorzugt dreh­ fest festlegbar ist. Die Positioniereinrichtung kann somit auf den Vorsprung der Meßeinrichtung aufgeschraubt werden und das Kraftübertragungselement sicher in seiner Position halten. Weiter bevorzugt ist die Positioniereinrichtung derart elastisch ausgebildet ist, daß von einem Teil der Positioniereinrichtung eine auf das Kugelge­ lenk wirkende Vorspannung ausgeht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Positioniereinrichtung mittels einer Festlegeinrichtung, bevorzugt einer Mutter, an der Meßeinrichtung relativ zu dieser drehbar festlegbar. Bevorzugt ist die Positioniereinrichtung ferner mit einem Anlage­ bereich versehen, von dem eine Vorspannung auf das Kugelgelenk ausgeht. Weiter bevorzugt ist zwischen der Mutter und der Positioniereinrichtung ein Vorspannele­ ment bzw. einen Vorspannkörper, bevorzugt eine Federscheibe, vorgesehen. Vor­ zugsweise wirkt die Kraft des Vorspannelements in der Richtung der Achse bzw. Symmetrieachse der Positioniereinrichtung. Somit kann auf einfache Weise der An­ preßdruck des Kraftübertragungselements auf die Meßeinrichtung reguliert werden.
Vorzugsweise weist das Befestigungselement zumindest eine Ausnehmung auf, und die Positioniereinrichtung zumindest einen in tangentialer Richtung vorspringenden Abschnitt auf, der derart ausgestaltet ist, um in die Ausnehmung des Befestigung­ selements einzugreifen und ein Verdrehen des Kraftübertragungselements bezüglich der Meßeinrichtung zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Meßvorrichtung, insbesondere zum Messen einer auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft, bereitgestellt umfassend:
ein Kraftübertragungselement, welches mit einer ersten Einheit, bevorzugt einem Fahrzeugsitz, verbindbar ist, und
eine Meßeinrichtung, welche mit einer zweiten Einheit, bevorzugt einem Fahrzeugkarosserieteil, bevorzugt fest verbindbar ist,
wobei das Kraftübertragungselement um zumindest eine Achse um die Meßeinrichtung schwenkbar ist, wobei in dem Kraftübertragungselement ein bevorzugt kreisförmiges Loch vorgesehen ist, in welchem ein Drehelement um die erste Achse drehbar gelagert ist, und in dem Drehelement eine kreisförmige Öffnung vorgesehen ist, in welcher die zylinderförmige Meßeinrichtung um die zweite Achse drehbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement um zwei Achsen um die Meßeinrichtung drehbar bzw. schwenkbar.
Vorzugsweise ist das Kraftübertragungselement um eine erste Achse, welche in der Ebene des Kraftübertragungselements liegt, und um zweite eine Achse, welche im wesentlichen der Längsachse der Meßeinrichtung entspricht, drehbar.
Ferner ist es denkbar, daß das Kraftübertragungselement und die Meßeinrichtung als ein Kardangelenk mit mechanischen Achsen ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist zwischen dem Kraftübertragungselement und der Meßeinrichtung zumindest bereichsweise eine Gleitschicht, bevorzugt aus Teflon, vorgesehen. Da­ durch kann die Reibung beim Verdrehen bzw. Verschwenken des Kraftübertragungs­ elements um die Meßeinrichung vermindert werden. Weiter bevorzugt ist zwischen dem Kraftübertragungselement und der Positioniereinrichtung zumindest bereichs­ weise eine Gleitschicht, bevorzugt aus Teflon, vorgesehen. Vorzugsweise ist die Gleitschicht als Beschichtung oder Formteil ausgebildet.
Bevorzugt weist die Meßeinrichtung einen mehreckigen, bevorzugt viereckigen, Be­ reich auf, mittels welchem die Meßeinrichtung im wesentlichen verdrehsicher mit der zweiten Einheit verbindbar ist. Weiter bevorzugt weist die Meßeinrichtung einen Ge­ windebereich auf, mittels welchem die Meßeinrichtung im wesentlichen an der zwei­ ten Einheit festlegbar ist. Somit kann die Meßeinrichtung einfach und sicher an der zweiten Einheit befestigt werden.
Vorzugsweise umfaßt die Meßeinrichtung einen Dehnungsmeßstreifen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Meßeinrichtung ein Krafteinlei­ tungselement, ein Kraftabgabeelement und einen zwischen dem Krafteinleitungse­ lement und dem Kraftabgabeelement vorgesehenen Dehnungskörper, wobei das Krafteinleitungselement oder das Kraftabgabeelement den Dehnungskörper in einer Ebene parallel zu einer Gewichtskraftwirkung umgibt und an dem Dehnungskörper mindestens ein eine Scherkraft parallel zur Gewichtskraft aufnehmender Dehnungs­ meßstreifen angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Sitzanordnung bereitgestellt, welche eine Meßvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt. Die Sitzanordnung kann insbesondere ein Fahrzeugsitz, ein Flugzeug­ sitz, ein Schreibtischstuhl oder ein Rollstuhl sein. Weiterhin kann die Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls in einem Krankenbett eingesetzt wer­ den.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offen­ sichtlich aus einer detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Meßvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht einer Meßvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer Meßvorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Aufsicht auf ein Kraftübertragungselement einer Meßvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht einer Meßvorrichtung gemäß der zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Meßvorrichtung gemäß der zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht einer Meßvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht einer Meßvorrichtung gemäß einer dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Meßvorrichtung gemäß der dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Explosionsansicht einer Meßvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Meßvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Kraftübertragungselements der Meßvor­ richtung von Fig. 11;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Meßeinrichtung ge­ mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Meßeinrichtung ge­ mäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Meßvorrichtung 10 gemäß einer ersten bevor­ zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da im wesentlichen alle Teile der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung rotationssymmetrisch sind, ist nur eine Hälfte der Schnittansicht gezeigt.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung 10 umfaßt ein Kraftübertragungselement 12, eine Meßeinrichtung bzw. einen Kraftaufnehmer 14 und eine Überwurf- bzw. Positio­ niereinrichtung bzw. eine Überwurfmutter 16. Das Kraftübertragungselement 12 und die Meßeinrichtung 14 bilden zusammen ein Kugelgelenk bzw. Kugelschalengelenk.
Nachfolgend werden die einzelnen Teile der Meßvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 beschrieben.
Das Kraftübertragungselement 12 weist einen Kugelzonenbereich bzw. Kugelkalot­ tenbereich 18 auf, d. h. einen Bereich, welcher im wesentlichen einer Halbkugel mit abgeschnittener Kappe entspricht. Von dem Äquator 20 des Kugelzonenbereichs 18 des Kraftübertragungselements 12 erstreckt sich in radialer Richtung zumindest be­ reichsweise ein Befestigungselement 22. Das Befestigungselement 22 ist bevorzugt einstückig mit dem Kugelzonenbereich 18 ausgebildet. Das Befestigungselement 22 kann die Form eines Kreisrings, welcher sich umfänglich um den Äquator 20 des Kugelzonenbereich 18 erstreckt, aufweisen. Ferner ist es ebenfalls denkbar, daß das Befestigungselement 22 sich nur bereichsweise von dem Kugelzonenbereich 18 in radialer Richtung erstreckt. Es ist sogar denkbar, daß das Befestigungselement 22 als ein oder mehrere Halterungsstege ausgebildet ist. Durch das Befestigungs­ element 22 kann die Meßvorrichtung 10 beispielsweise an einem Fahrzeugsitz befe­ stigt werden.
Die Meßeinrichtung 14 umfaßt ebenfalls einen Kugelzonenbereich bzw. Kugelkalot­ tenbereich 24, dessen Außenradius derart ausgestaltet ist, daß er etwas geringer ist als der Innenradius des Kugelzonenbereichs 18 des Kraftübertragungselements 12, so daß sich das Kraftübertragungselement 12 um die Meßeinrichtung 14 drehen kann. Die Meßeinrichtung 14 weist an ihrem einen Ende (linke Seite in Fig. 1) einen Vorsprung 26 auf, welcher bevorzugt im wesentlichen von dem Pol des Kugelzonen­ bereichs 24 vorspringt. An dem Vorsprung 26 ist ein Außengewinde 28 vorgesehen. Mittels diesen Gewindes 28 kann eine später beschriebene Positioniereinrichtung 16 an der Meßeinrichtung festgelegt werden. An dem anderen Ende der Meßeinrichtung 14 (rechte Seite in Fig. 1) ist ein Vierkant 30 und ein Gewinde 32 vorgesehen. Beim Einbau der Meßvorrichtung 10 beispielsweise in ein Fahrzeug wird der Vierkant mit einer entsprechenden Ausnehmung in einem Karosserieteil 80, z. B. einer Sitzschie­ ne an einem Fahrzeugkörper, in Eingriff gebracht und mittels einer Befestigungs­ mutter 34, welche auf das Gewinde 32 geschraubt wird, verdrehsicher festgelegt. Des weiteren kann die Meßeinrichtung ausgebildet werden durch ein Formteil 44, welches im wesentlichen den Kugelzonenbereich 24 und den Vorsprung 26 umfaßt, und eine Sensoreinrichtung 46, welche bevorzugt einstückig mit dem Vierkant 30 und dem Gewinde 32 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Formteil 44 mit der Sen­ soreinrichtung 46 an der mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichneten Position ver­ schweißt. Jedoch ist es ebenfalls denkbar das Formteil 44 und die Sensoreinrichtung 46 auf andere geeignete Weise miteinander zu verbinden oder einstückig miteinan­ der auszubilden.
Die Meßeinrichtung 14, bevorzugt die Sensoreinrichtung 46, umfaßt vorzugsweise einen oder mehrere Dehnungsmeßstreifen. Jedoch kann ebenfalls jede andere ge­ eignete Art von Senosoren, beispielsweise Piezoelemente, verwendet werden.
Die Positioniereinrichtung 16 ist derart ausgebildet, um das Kraftübertragungsele­ ment 12 gegen Bewegung in radialer Richtung zu sichern. Hierzu weist die Positio­ niereinrichtung 16 einen Kugelzonenbereich bzw. Kugelkalottenbereich 36 auf, des­ sen Innenradius im wesentlichen dem Außenradius des Kugelzonenbereich 18 des Kraftübertragungselements 12 entspricht, jedoch derart ausgestaltet ist, um ein Ver­ drehen bzw. Verschwenken des Kraftübertragungselements 12 um die Meßeinrich­ tung 14 zu erlauben. Ferner weist die Positioniereinrichtung 16 ein Innengewinde 38 auf, welches zu dem Außengewinde 28 der Meßeinrichtung 14 paßt, so daß die Po­ sitioniereinrichtung 16 auf den Vorsprung 26 der Meßeinrichtung 14 geschraubt wer­ den kann.
Zwischen dem Kugelzonenbereich 24 der Meßeinrichtung 14 und dem Kugelzonen­ bereich 18 des Kraftübertragungselements 12 und zwischen dem halbkreisförmigen Bereich 18 und dem Kugelzonenbereich 36 der Positioniereinrichtung 16 sind rei­ bungsvermindernde Gleitschichten 40, 42 vorgesehen. Diese Gleitschichten sind bevorzugt aus Teflon ausgebildet und können als Formteile oder als Beschichtung ausgebildet sein.
In Fig. 3 bis 7 ist eine Meßvorrichtung 110 gemäß einer zweiten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die Meßvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung umfaßt Elemente, die gleich oder ähnlich sind zu Elementen der Meßein­ richtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Solche ähnlichen oder gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in der ersten Ausführungsform, und es wird auf eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet.
Die Meßvorrichtung 110 umfaßt ein Kraftübertragungselement 112, eine Meßein­ richtung 14 und eine Überwurf- bzw. Positioniereinrichtung 116.
Das Kraftübertragungselement 112 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung umfaßt wie das Kraftübertragungselement 12 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung einen Kugelzonenbereich 118, einen Äquator 120 und ein Befestigungselement 122. In dem Befestigungselement 122 gemäß der vor­ liegenden Erfindung sind Ausnehmungen 150 vorgesehen zum Aufnehmen von später beschriebenen Bereichen der Positioniereinrichtung 116. Vorzugsweise sind vier Ausnehmungen 150 vorgesehen. Es ist jedoch denkbar eine andere Anzahl an Ausnehmungen 150 vorzusehen. Die Ausnehmungen 150 sind bevorzugt konzen­ trisch zu dem Kugelzonenbereich 136 ausgebildet. Die Meßeinrichtung 14 der Meß­ vorrichtung 112 ist ähnlich ausgebildet wie die Meßeinrichtung 14 der Meßvorrich­ tung 10, so daß auf eine detaillierte Beschreibung hiervon an dieser Stelle verzichtet wird. Jedoch kann vorgesehen werden, daß der Vorsprung 26 in der zweiten Ausfüh­ rungsform länger ausgebildet wird als in der ersten Ausführungsform.
Die Positioniereinrichtung bzw. das Überwurf- bzw. Positionierteil 116 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ebenfalls einen Kugelzo­ nenbereich 136 auf, dessen Innenradius derart ausgestaltet ist, um im wesentlichen dem Außenradius des Kugelzonenbereichs 118 des Kraftübertragungselements 112 zu entsprechen und ein Verdrehen bzw. Verschwenken des Kraftübertragungs­ elements 112 um die Meßeinrichtung 14 zu ermöglichen. Des weiteren weist der Ku­ gelzonenbereich 136 vorspringende Bereiche bzw. Kugelzonenfinger 152 auf, wel­ che im zusammengebauten Zustand der Meßvorrichtung 112 mit den Ausnehmun­ gen 150 eingreifen. Der Außenradius des Kugelzonenbereichs 136 der Positio­ niereinrichtung 116 ist derart ausgestaltet, um geringer zu sein, als der äußere Radi­ us der Ausnehmungen 150. Die vorspringenden Bereiche 152 sind in entsprechen­ der Zahl zu den Ausnehmungen 150 vorgesehen. In der in den Fig. 3 bis 7 ge­ zeigten Ausführungsform sind die Ausnehmungen 150 als Löcher in dem Kraftüber­ tragungselement 112 vorgesehen, so daß die vorspringenden Bereiche 152 durch die Ausnehmungen 150 des Kraftübertragungselements 112 hindurchragen können. Durch das Vorsehen der vorspringenden Abschnitte 152 kann der Gleitbereich zwi­ schen dem Kraftübertragungselement 112 und der Positioniereinrichtung 116 ver­ größert werden. Die Positioniereinrichtung 116 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Bohrung 154 auf. Die Bohrung 154 ist von solch einer Größe, daß sie den Vorsprung 26 der Meßeinrichtung 14 aufnehmen kann, gleichzeitig aber nur ein geringes Spiel zwischen dem Vorsprung 26 und der Positioniereinrichtung 116 erlaubt. Bevorzugt ist die Positioniereinrichtung 116 um die Meßeinrichtung 14 drehbar. Die Positioniereinrichtung 116 wird mittels einer Mutter 156, welche auf das Gewinde 28 der Meßeinrichtung 14 geschraubt wird, ge­ sichert. Zwischen der Mutter 156 und der Positioniereinrichtung 116 kann eine Vor­ spanneinrichtung 158 vorgesehen werden. Bevorzugt ist die Vorspanneinrichtung 158 als eine Federscheibe ausgebildet. Somit kann der Anpreßdruck der Positio­ niereinrichtung 116 auf das Kraftübertragungselement 112 geeignet reguliert bzw. eingestellt werden.
Zwischen dem Kugelzonenbereich 24 und dem Kugelzonenbereich 118 und zwi­ schen dem Kugelzonenbereich 118 und dem Kugelzonenbereich 136 können wie in der ersten Ausführungsform Gleitschichten 40, 42, bevorzugt aus Teflon vorgesehen sein, die als gesondertes Formteil oder Beschichtung ausgebildet sein können.
In der in Fig. 8 bis 10 gezeigten dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung sind die Ausnehmungen 150 der zweiten Ausführungsform als Vertiefungen 160 ausgebildet. Vorzugsweise ist nur eine Vertiefung 160 vorgesehen, welche sich in der Form eines Rings erstreckt, welcher im wesentlichen konzentrisch zu dem Ku­ gelzonenbereich 136 ist. Der vorspringende Bereich 152 ist dann bevorzugt ebenfalls ringförmig ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es ferner vorgesehen werden, daß die Positioniereinrichtung 16, 116 derart ausgestaltet ist, um das Kraftübertra­ gungselement 12, 112 in axialer Richtung, d. h. Längsrichtung der Meßeinrichtung 14, 114 festzulegen, um eine zumindest begrenzte Drehung des Kraftübertragung­ selements 12, 112 um die Symmetrieachse bzw. Längsachse der Meßeinrichtung 14, 114 und ein Verschwenken aus der senkrecht zur Symmetrieachse der Meßein­ richtung 14, 114 verlaufenden Ebene zu erlauben.
Vorzugsweise ist das Kraftübertragungselement 12, 112 ist in Form einer Platte aus­ gebildet, deren eines Ende mit dem Fahrzeugsitz verbindbar ist (nicht gezeigt). Das andere Ende des Kraftübertragungselements 12, 112 ist bevorzugt abgerundet bzw. halbkreisförmig ausgebildet, wobei der Radius des Kreises der halben Breite des Kraftübertragungselements 12, 112 entspricht. In dem halbkreisförmigen Abschnitt des Kraftübertragungselements 12, 112 ist jeweils der Kugelzonenbereich 18, 118 ausgebildet.
Nachfolgend wird der Betrieb der Meßvorrichtungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Da die Wir­ kungsweise der Meßvorrichtungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform im wesentlichen gleich ist, wird nachfolgen auf die Meßvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform Bezug genommen.
Die fertig zusammengebaute Meßvorrichtung 10 wird mittels dem Befestigungsele­ ment 22 an einer ersten Einheit, vorzugsweise einem Fahrzeugsitz, und mittels dem Vierkant 30 und dem Gewinde 32 verdrehsicher an einer zweiten Einheit, bevorzugt der Fahrzeugkarosserie, befestigt.
Zunächst wird der Fall beschrieben, in welchem eine Kraft senkrecht auf den Fahr­ zeugsitz und somit senkrecht auf die Meßvorrichtung 10 aufgebracht wird. Hierbei wird die gesamte auf die Meßvorrichtung 10 eingeleitete Kraft von dem Kraftübertra­ gungselement 12 in die Meßeinrichtung 14 eingeleitet.
Nun wird der Fall beschrieben, in welchem eine Kraft schräg auf den Fahrzeugsitz und somit schräg auf die Meßvorrichtung 10 aufgebracht wird. Die aufgebracht Kraft kann in eine Komponente, welche senkrecht auf die Meßvorrichtung 10, d. h. in ra­ dialer Richtung, wirkt, und eine Komponente, welche parallel zu der Meßvorrichtung 10, d. h. in tangentialer Richtung, wirkt, aufgeteilt werden. Durch das Vorsehen der Kugelgelenklagerung zwischen dem Kraftübertragungselement 12 und der Meßein­ richtung 14 kann nur die senkrecht auf die Meßvorrichtung 10 wirkende Kraft von dem Kraftübertragungselement 12 in die Meßeinrichtung 14 eingeleitet werden. Die in tangentialer Richtung wirkende Kraft kann nicht übertragen werden, da sich das Kraftübertragungselement 12 in tangentialer Richtung um die Meßeinrichtung 14 bewegen kann. Somit kann gewährleistet werden, daß nur die tatsächliche auf den Fahrzeugsitz wirkende Gewichtskraft in die Meßeinrichtung 14 eingeleitet wird. Stö­ rende, schräg wirkende Kräfte werden somit bei der Messung nicht berücksichtigt und es kann ein genaueres Meßergebnis erzielt werden. Weiterhin wird eine uner­ wünschte Beanspruchung der Meßeinrichtung 14 verhindert.
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eine Meßvorrichtung 210 und Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Kraftübertragungselements 212 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Kraftübertragungselement 212 ist in Form einer Platte ausgebildet, deren eines Ende mit dem Fahrzeugsitz verbindbar ist (nicht gezeigt). Das andere Ende 216 des Kraftübertragungselements 212 ist bevorzugt abgerundet bzw. halbkreisförmig aus­ gebildet, wobei der Radius des Kreises der halben Breite des Kraftübertragungsele­ ments 212 entspricht. In dem abgerundeten Ende 216 ist ein Loch 218 vorgesehen, in welchem ein Drehelement bzw. Kreisring 220 drehbar gelagert vorgesehen ist.
Der Kreisring ist bevorzugt um eine Achse A-A drehbar, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Längsausdehnung des Kraftübertragungselements 212 erstreckt. In der Öffnung 222 des Kreisrings 220 ist ein Gleitring 240 vorgesehen, in welchen eine bevorzugt zylinderförmige Meßeinrichtung 214, welche eine Sensoreinrichtung 246 umfaßt, eingeführt wird. Der Gleitring 240 kann als Beschichtung oder als ein Form­ teil, welches eingesetzt wird, vorgesehen sein. Mit Hilfe des Gleitrings 240 ist die Meßeinrichtung 214 in der Öffnung 222 des Kreisrings 220 um ihre Längsachse drehbar. Ferner ist es denkbar, daß die äußere Form des Kreisrings 220 eine andere Form aufweist als einen Kreis und die Öffnung 222 eine hierzu entsprechende Form aufweist.
Somit sind das Kraftübertragungselement und die Meßeinrichtung im wesentlichen als ein Kardangelenk ausgebildet bzw. ist die Meßeinrichtung auf eine kardan­ ähnliche Weise gelagert.
Ähnlich wie in den ersten drei Ausführungsformen, wird die Meßeinrichtung 214 mit einem Karosserieteil verbunden.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Meßeinrichtung 14 in Form eines Kraftaufnehmers 50 Bezug nehmend auf Fig. 13 im Detail beschrieben, deren Verwendung sich in Verbindung mit der Meßvorrichtung 10, 110 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als besonders vorteil­ haft erwiesen hat.
Der Kraftaufnehmer 50 weist ein als kugelzonenförmiges Gehäuse ausgebildetes Krafteinleitungselement 52 auf. Ferner weist der Kraftaufnehmer 50 einen zentrisch in dem Krafteinleitungselement 52 angeordneten Dehnungskörper 56 auf, der an seinem einen Ende 62 mit dem Krafteinleitungselement 52 verschweißt ist. An dem dem Ende 62 gegenüberliegenden Ende ist der Dehnungskörper 56 mit einem als, evtl. mit dem Dehnungskörper 56 einstückig ausgeführten, Schraubbolzen ausgebil­ deten Kraftabgabeelement 54 verbunden, das wiederum mit dem Karosserieteil 80 fest verbindbar ist. Der zylindrische Dehnungskörper 56 weist eine parallel zur Wir­ krichtung der Gewichtskraft verlaufende Oberfläche 64 auf, auf der jeweils entge­ gengesetzt in einem Winkel von 45° zur Längsachse des Dehnungskörpers 56 an­ geordnete Dehnungsmeßstreifen 58 aufgeklebt oder in Dünnschichttechnik aufge­ bracht sind.
Eine ähnliche, mit zwei Dehnungsmeßstreifen 58 versehene Fläche kann auf der relativ zur Längsachse des Dehnungskörpers 56 gegenüberliegenden Seite des Dehnungskörpers 56 angebracht sein. Die bei einer derartigen Ausführungsform vorhandenen insgesamt vier Dehnungsmeßstreifen 58 können zu einer Wheatstone­ schen Brückenschaltung verbunden sein, um dadurch die Qualität des Meßsignals zu erhöhen.
Zwischen einer Verdickung des Dehnungskörpers 56 und dem Krafteinleitungsele­ ment 52 ist ein an dem dem Ende 62 gegenüberliegenden Ende angeordneter dün­ ner Spalt 60 vorgesehen.
Durch die Belastung des nicht dargestellten Fahrzeugsitzes wird in das Kraftübertra­ gungselement 12 eine Gewichtskraft eingeleitet, die über das Kraftübertragungsele­ ment 12 an das Krafteinleitungselement 52 weitergeleitet wird. Über den festen Ver­ bund mit dem Dehnungskörper 56 wird diese Kraft am Ende 62 des Krafteinleitung­ selements 52 derart in den Dehnungskörper 56 eingeleitet, daß dieser relativ zu sei­ nem über daß Kraftabgabeelement 54 fest mit dem Karosserieteil 80 verbundenen Ende in Wirkrichtung der Gewichtskraft parallel zu dieser verschoben wird. Dadurch entsteht in dem Dehnungskörper 56 eine ausgeprägte Scherung, die über die Deh­ nungsmeßstreifen 58 aufgenommen wird.
Orthogonal zur Gewichtskraft wirkende Kräfte werden durch die Kugelgelenklage­ rung nicht in den Kraftaufnehmer 50 eingeleitet. Somit kann es ermöglicht werden, daß im wesentlichen nur die Gewichtskraft gemessen wird.
Durch den Spalt 60 wird ein wirksamer Überlastschutz des Kraftaufnehmers 50 ge­ währleistet. Wird das Ende 62 des Dehnungskörpers 56 derart belastet, daß die Be­ wegung des starren Krafteinleitungselements 52 zum belasteten Dehnungskörper 56 derart ist, daß das Krafteinleitungselement 52 an seinem dem Ende 62 gegenüber­ liegenden Ende auf dem Dehnungskörper 56 aufsitzt, so wird eine weitere Scherbe­ lastung des Dehnungskörpers 56 ausgeschlossen, da die Kraft von dem Krafteinlei­ tungselement 52 direkt über das verdeckte Ende des Dehnungskörpers 56 in das Kraftabgabeelement 54 eingeleitet wird.
Für die Wirkungsweise des Kraftaufnehmers 50 ist es unerheblich, ob, wie oben be­ schrieben, das Krafteinleitungselement 52 daß Gehäuse des Dehnungskörpers 56 bildet und das Kraftabgabeelement 54 den mit dem Karosserieteil 80 verbundenen Bolzen bildet, oder ob die Kraft über den Stift eingeleitet wird und über das Gehäuse an das Karosserieteil 80 abgegeben wird.
Vorzugsweise kann ein Bereich des Dehnungskörpers 56 eine erste Ausnehmung (nicht dargestellt) aufweisen, die zu einer höheren Deformierbarkeit des Meßele­ mentes und damit zu einer höheren Empfindlichkeit der auf der Oberfläche 64 ange­ ordneten Dehnungsmeßstreifen 58 führt.
Ferner kann der Kraftaufnehmers 50 einen Dehnungskörper 56 aufweisen, der zur Anbringung der Dehnungsmeßstreifen 58 eine über die sonstigen Konturen hervor­ stehende, ebene Fläche (nicht dargestellt) aufweist. Dadurch, daß die Fläche über die sonstigen äußeren Konturen des Dehnungskörpers 56 hervorsteht, ergibt sich die Möglichkeit der einfachen Anbringung der Dehnungsmeßstreifen 58 auf der Flä­ che in Dünnschichttechnik.
Bevorzugt kann die Ausnehmung als Langloch ausgebildet, wodurch eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit erreicht wird. Dabei wird der verbleibende Material­ querschnitt reduziert, ohne das die Stabilität in Querrichtung zu stark beeinflußt ist.
Des weiteren kann eine zweite Ausnehmung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, de­ ren Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse der ersten Ausnehmung in Längs­ richtung des Dehnungskörpers 56 verläuft und die die erste Ausnehmung innerhalb des Dehnungskörpers 56 durchdringt. Die Anordnung dieser zweiten Ausnehmung ermöglicht die einfache Verlegung von elektrischen Leitungen zum Anschluß der Dehnungsmeßstreifen 58.
Ferner kann der Spalt 60 durch eine Membran (nicht dargestellt) abgedeckt sein, um das Eindringen von Schmutzpartikeln in den Kraftaufnehmer 50 zu verhindern. Ein besonders wirksamer Schutz des Kraftaufnehmers 50 wird durch die Ausführung der Membran als Metallmembran gewährleistet. Die Metallmembran wird dabei zwischen das Krafteinleitungselement 52 und Kraftabgabeelement 54 eingeschweißt.
Das Kraftabgabeelement 54 kann ferner ein Innengewinde statt eines Gewindebol­ zens aufweisen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Meßeinrichtung 214, deren Ver­ wendung sich in Verbindung mit der Meßvorrichtung 210 gemäß der vierten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, ist in Fig. 14 gezeigt. Der grundlegende Aufbau der Sensoreinrichtung 246 ist im wesentli­ chen gleich wie der des Kraftaufnehmers 50, so daß auf eine detaillierte Beschrei­ bung hiervon verzichtet wird. Vielmehr werden nur diejenigen Elemente, die unter­ schiedlich sind zu dem Kraftaufnehmer 50 beschrieben.
In der in Fig. 14 dargestellten Meßeinrichtung 214 ist das Krafteinleitungselement 252 zylinderförmig ausgebildet. Der Durchmesser des Zylinders ist etwas geringer als der Durchmesser der Öffnung 222 gewählt, so daß sich die Meßeinrichtung 214 in der Öffnung 222 drehen kann. Jedoch muß der Durchmesser des Zylinders aus­ reichend groß sein, um eine Kraftübertragung von dem Kraftübertragungselement 212 auf die Meßeinrichtung 214 zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtungen 10, 110 werden bevorzugt in einem Fahr­ zeugsitz, einem Flugzeugsitz, einem Schreibtischstuhl oder einem Rollstuhl einge­ setzt. Ferner kann die Meßvorrichtung 10, 110 gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls in einem Krankenbett oder jeder anderen Einrichtung, in welcher die auf die Einrichtung wirkende Gewichtskraft ermittelt werden soll, eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
10
Meßvorrichtung
12
Kraftübertragungselement
14
Meßeinrichtung
16
Positioniereinrichtung
18
Kugelzonenbereich
20
Äquator
22
Befestigungselement
24
Kugelzonenbereich
26
Vorsprung
28
Außengewinde
30
Vierkant
32
Gewinde
34
Befestigungsmutter
36
Kugelzonenbereich
38
Innengewinde
40
Gleitschicht
42
Gleitschicht
44
Formteil
46
Sensoreinrichtung
50
Kraftaufnehmer
52
Krafteinleitungselement
54
Kraftabgabeelement
56
Dehnungskörper
58
Dehnungsmeßstreifen
60
Spalt
62
Ende
64
Oberfläche
80
Karosserieteil
110
Meßvorrichtung
112
Kraftübertragungselement
116
Positioniereinrichtung
118
Kugelzonenbereich
120
Äquator
122
Befestigungselement
136
Kugelzonenbereich
150
Ausnehmungen
152
vorspringender Bereich
154
Bohrung
156
Mutter
158
Vorspanneinrichtung
160
Vertiefung
210
Meßvorrichtung
212
Kraftübertragungselement
214
Meßeinrichtung
216
Ende
218
Loch
220
Kreisring
222
Öffnung
240
Gleitring
246
Sensoreinrichtung
252
Krafteinleitungselement

Claims (20)

1. Meßvorrichtung (10; 110), insbesondere zum Messen einer auf einen Fahr­ zeugsitz wirkenden Gewichtskraft, umfassend:
ein Kraftübertragungselement (12; 112), welches mit einer ersten Einheit, be­ vorzugt einem Fahrzeugsitz, verbindbar ist, und
eine Meßeinrichtung (14; 50; 114), welche mit einer zweiten Einheit (80), be­ vorzugt einem Fahrzeugkarosserieteil, bevorzugt fest verbindbar ist,
wobei das Kraftübertragungselement (12; 112) um zumindest eine Achse um die Meßeinrichtung (14; 50; 114) schwenkbar ist,
wobei das Kraftübertragungselement (12; 112) und die Meßeinrichtung (14; 50; 114) im wesentlichen ein Kugelgelenk bilden und das Kraftübertragungs­ element (12; 112) einen Bereich aufweist, der als Kugelschale dient,
wobei das Kraftübertragungselement (12; 112) zumindest bereichsweise im wesentlichen die Form einer hohlen Kugelzone(18; 118) hat und ein an (20; 120) der Kugelzone angeordnetes Befestigungselement (22; 122) aufweist, mittels welchem das Kraftübertragungselement (12; 112) an der ersten Einheit befestigbar ist.
2. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 1, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114) einen Bereich aufweist, der als Kugelzapfen dient.
3. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114) einen im wesentlichen Kugelzonenbereich (24) aufweist, der einen Radius aufweist, um mit dem Inneren der Kugelzone (18; 1180) des Kraftübertragungselements (12; 112) zusammenzupassen.
4. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Befestigungselement (22; 122) im wesentlichen umfänglich entlang des Äquators (20; 120) der Kugelzone (18; 118) des Kraftübertragungselements (12; 112) ausgebildet ist und sich bevorzugt in radialer Richtung der Kugelzo­ ne(18; 118) des Kraftübertragungselements (12; 112) nach außen erstreckt.
5. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Meßvorrichtung (10; 110) eine Positioniereinrichtung (16; 116) umfaßt, wel­ che derart ausgestaltet ist, um das Kraftübertragungselement (12; 112) in ra­ dialer Richtung bezüglich der Meßeinrichtung (14; 50; 114) festzulegen und ei­ ne Drehung des Kraftübertragungselements (12; 112) in tangentialer Richtung bezüglich der Meßeinrichtung (14; 50; 114) zu erlauben, und wobei bevorzugt an dem Pol des Kugelzonenbereichs (24) ein Vorsprung (26) ausgebildet ist, um die Positioniereinrichtung (16; 116) aufzunehmen.
6. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 5, wobei die innere Form der Posi­ tioniereinrichtung (16; 116) zumindest bereichsweise im wesentlichen eine sphärische Form, bevorzugt mit einem abgeflachten Pol, ist und derart ausge­ staltet ist, um der äußeren Form des Kugelgelenks im wesentlichen zu entspre­ chen.
7. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Vor­ sprung des Kugelzonenbereichs (24) der Meßeinrichtung (14; 50; 114) mit ei­ nem Gewinde (28), bevorzugt einem Außengewinde (28), versehen ist.
8. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 7, wobei die Positioniereinrichtung (16; 116) ein zu dem Gewinde (28) der Meßeinrichtung (14; 50; 114) passen­ des Gewinde (38), bevorzugt ein Innengewinde (38), aufweist, mittels welchem die Positioniereinrichtung (16; 116) an zumindest einem Teil der Meßeinrich­ tung (14; 50; 114) drehfest festlegbar ist und bevorzugt derart elastisch ausge­ bildet ist, daß von einem Teil der Positioniereinrichtung (16; 116) eine auf das Kugelgelenk wirkende Vorspannung ausgeht.
9. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Posi­ tioniereinrichtung (16; 116) mittels einer Festlegeinrichtung (156), bevorzugt ei­ ner Mutter (156), an der Meßeinrichtung (14; 50; 114) relativ zu dieser drehbar festlegbar ist und mit einem Anlagebereich versehen ist, von dem eine Vor­ spannung auf das Kugelgelenk ausgeht.
10. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 9, wobei zwischen der Mutter (156) und der Positioniereinrichtung (16; 116) ein Vorspannelement (158), bevorzugt eine Federscheibe (158), vorgesehen ist, mit einer Kraftwirkung in Richtung der Achse der Positioniereinrichtung (16; 116).
11. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Befestigungselement (22; 122) zumindest eine Ausnehmung (150; 160) aufweist, die Positioniereinrichtung (16; 116) zumindest einen in tangentialer Richtung vorspringenden Bereich (152) aufweist, der derart ausgestaltet ist, um in die Ausnehmung (150; 160) des Befestigungselements (22; 122) einzugreifen und ein Verdrehen des Kraftübertragungselements (12; 112) bezüglich der Meßein­ richtung (14; 50; 114) zu ermöglichen.
12. Meßvorrichtung (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei zwi­ schen dem Kraftübertragungselement (12; 112) und der Positioniereinrichtung (16; 116) zumindest bereichsweise eine Gleitschicht (42), bevorzugt aus Teflon, vorgesehen ist.
13. Meßvorrichtung (210), insbesondere zum Messen einer auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft, umfassend:
ein Kraftübertragungselement (212), welches mit einer ersten Einheit, bevor­ zugt einem Fahrzeugsitz, verbindbar ist, und
eine Meßeinrichtung (214), welche mit einer zweiten Einheit (80), bevorzugt einem Fahrzeugkarosserieteil, bevorzugt fest verbindbar ist,
wobei das Kraftübertragungselement (212) um zumindest eine Achse um die Meßeinrichtung (214) schwenkbar ist, wobei in dem Kraftübertragungsele­ ment (212) ein bevorzugt kreisförmiges Loch (218) vorgesehen ist, in welchem
ein Drehelement (220) um die erste Achse drehbar gelagert ist, und in dem Drehelement (220) eine kreisförmige Öffnung (222) vorgesehen ist, in welcher die zylinderförmige Meßeinrichtung (214) um die zweite Achse drehbar ist.
14. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Kraftübertragungselement (12; 112; 212) und der Meßein­ richtung (14; 50; 114) zumindest bereichsweise eine Gleitschicht (40; 240), be­ vorzugt aus Teflon, vorgesehen ist.
15. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß Anspruch 12 oder 14, wobei die Gleit­ schicht (40; 42; 240) als Beschichtung oder Formteil ausgebildet ist.
16. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) einen mehreckigen, bevorzugt viereckigen, Bereich (30) aufweist, mittels welchem die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) im wesentlichen verdrehsicher mit der zweiten Einheit verbindbar ist.
17. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) einen Gewindebereich (32) auf­ weist, mittels welchem die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) im wesentlichen an der zweiten Einheit (80) festlegbar ist.
18. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) einen Dehnungsmeßstreifen (58) umfaßt.
19. Meßvorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Meßeinrichtung (14; 50; 114; 214) ein Krafteinleitungselement (52), ein Kraftabgabeelement (54) und einen zwischen dem Krafteinleitungselement (52) und dem Kraftabgabeelement (54) vorgesehenen Dehnungskörper (56) umfaßt, wobei das Krafteinleitungselement (42) oder das Kraftabgabeelement (54) den Dehnungskörper (56) in einer Ebene parallel zu einer Gewichtskraft­ wirkung umgibt und an dem Dehnungskörper (56) mindestens ein eine Scher­ kraft parallel zur Gewichtskraft aufnehmender Dehnungsmeßstreifen (58) an­ geordnet ist.
20. Sitzanordnung, insbesondere Fahrzeug- bzw. Flugzeugsitz, welche eine Meß­ vorrichtung (10; 110; 210) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche um­ faßt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020133125A1 (de) 2020-12-11 2022-06-15 Minebea Mitsumi Inc. Messvorrichtung, Messsystem sowie Verwendung eines Messsystems

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303826B3 (de) * 2003-01-31 2004-04-15 Keiper Gmbh & Co. Kg Sensorvorrichtung für einen Fahrzeugsitz
DE102004011845A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-29 Soehnle-Waagen Gmbh & Co. Kg Kraftmesselement zur Messung des Gewichts einer Person auf einem Kraftfahrzeugsitz
JP2006098115A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Aisin Seiki Co Ltd 荷重計測手段と荷重入力部との接続構造
DE102004051504A1 (de) * 2004-10-21 2006-05-18 Zf Friedrichshafen Ag Kraftmesssystem mit zumindest einem Kugelgelenk
DE202005001336U1 (de) * 2005-01-25 2006-06-08 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Sitzbaugruppe für einen Kraftfahrzeugsitz
US7214893B2 (en) * 2005-02-15 2007-05-08 Electric Arc Technologies, Llc Load cell system
ITBO20050244A1 (it) * 2005-04-15 2006-10-16 Ferrari Spa Sistema di montaggio con misurazione del peso dell'occupante per un sedile di un autoveicolo
JP4152403B2 (ja) * 2005-06-30 2008-09-17 本田技研工業株式会社 シートウエイトセンサ
US7534970B2 (en) * 2006-06-15 2009-05-19 Schenck Accurate, Inc. Counterbalanced dispensing system
JP4230500B2 (ja) * 2006-09-07 2009-02-25 豊田鉄工株式会社 荷重検出装置
KR101430195B1 (ko) * 2008-08-18 2014-08-18 현대모비스 주식회사 승객식별장치
US8594868B2 (en) * 2009-07-31 2013-11-26 Control Solutions LLC Controller and methods of controlling a personal electric motorized vehicle based on a weight of an operator
EP3379222B1 (de) 2017-03-22 2020-12-30 Methode Electronics Malta Ltd. Auf magnetoelastik basierte sensoranordnung
US11014417B2 (en) 2018-02-27 2021-05-25 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US10670479B2 (en) 2018-02-27 2020-06-02 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11135882B2 (en) 2018-02-27 2021-10-05 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11084342B2 (en) 2018-02-27 2021-08-10 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11491832B2 (en) 2018-02-27 2022-11-08 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing
US11221262B2 (en) 2018-02-27 2022-01-11 Methode Electronics, Inc. Towing systems and methods using magnetic field sensing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0566182A1 (de) * 1992-04-08 1993-10-20 Mettler-Toledo B.V. Einstellbare Stützvorrichtung eines Wägeelementes
EP0670480A1 (de) * 1994-03-03 1995-09-06 Tru-Test Limited Lastenmessanordnung
US6002090A (en) * 1995-06-16 1999-12-14 Weigh-Tronix, Inc. Force sensitive scale for fork lifts with electronically coupled load sensors
US6069325A (en) * 1998-04-16 2000-05-30 Takata Corporation Seat weight measuring apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0165524B1 (ko) * 1996-07-16 1999-03-20 김광호 포토리소그래피 공정의 노광방법
US6129168A (en) * 1997-11-19 2000-10-10 Breed Automotive Technology, Inc. Weight sensor for vehicular safety restraint systems
US6039344A (en) * 1998-01-09 2000-03-21 Trw Inc. Vehicle occupant weight sensor apparatus
GB2337027B (en) * 1998-05-05 2001-11-21 Delco Electronic Europ Gmbh Load sensing mounting for a vehicle seat
JP4585054B2 (ja) * 1999-03-09 2010-11-24 タカタ株式会社 シート重量計測装置
JP2001074543A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Toyota Motor Corp 着座乗員検知装置
DE60004536T2 (de) 1999-09-10 2004-06-24 Siemens Vdo Automotive Corp., Auburn Hills Verfahren und vorrichtung zum erfassen des gewichts des benutzers eines sitzes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0566182A1 (de) * 1992-04-08 1993-10-20 Mettler-Toledo B.V. Einstellbare Stützvorrichtung eines Wägeelementes
EP0670480A1 (de) * 1994-03-03 1995-09-06 Tru-Test Limited Lastenmessanordnung
US6002090A (en) * 1995-06-16 1999-12-14 Weigh-Tronix, Inc. Force sensitive scale for fork lifts with electronically coupled load sensors
US6069325A (en) * 1998-04-16 2000-05-30 Takata Corporation Seat weight measuring apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020133125A1 (de) 2020-12-11 2022-06-15 Minebea Mitsumi Inc. Messvorrichtung, Messsystem sowie Verwendung eines Messsystems

Also Published As

Publication number Publication date
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US20030136202A1 (en) 2003-07-24
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DE20218478U1 (de) 2003-03-06
US6931947B2 (en) 2005-08-23

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