DE102015109332B3

DE102015109332B3 - Device and method for friction force measurement

Info

Publication number: DE102015109332B3
Application number: DE102015109332.4A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Ulmer; Gerhard Sieg; Friedrich Dinkelacker
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Ulmer Hubertus Dr Ing De
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Messung von mindestens zwei Kräften auf ein innerhalb einer Brennkraftmaschine in einer umlaufenden Ausnehmung (1) eines Kolbens (2) zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern (3, 4) angeordnetes, ringförmiges Gleitelement (5), welches an seinem äußerem Umfang einen oder keinen Kontaktbereich (6) zu einer Innenwandung (7) eines Zylinders (8) sowie einen radialen Überstand (9) mit dem Kolben (2) aufzeigt und die Kraft-sensierenden Messaufnehmer (3, 4) jeweils mindestens ein Messelement (10) aufweisen. Erfindungsgemäß der Vorrichtung weist mindestens einer dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer (3, 4) auf mindestens einer Seite in axialer Richtung des Gleitelementes (5) mit dem Gleitelement (5) einen vollständig umlaufenden Flächenkontakt (11) auf. Die Messelemente (10) auf den Kraft-sensierenden Messaufnehmern (3, 4) sind radial in Mittenrichtung dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer (3, 4) so angeordnet, dass sie weder einen Kontaktbereich mit der umlaufenden Ausnehmung (1) des Kolbens (2) noch mit dem Gleitelement (5) ausbilden sowie auf beiden Seiten der Kraft-sensierenden Messaufnehmer (3, 4) angeordnet sind. Der Kolben (2) ist weiterhin so ausgeformt, dass in der umlaufenden Ausnehmung (1) des Kolbens (2) ein Gasdruck-sensierender Messaufnehmer (12) angeordnet ist.The invention relates to a device and a method for measuring at least two forces on an annular sliding element (5) arranged within an internal combustion engine in a circumferential recess (1) of a piston (2) between two annular force-sensing sensors (3, 4). , which on its outer periphery one or no contact area (6) to an inner wall (7) of a cylinder (8) and a radial projection (9) with the piston (2) shows and the force-sensing sensors (3, 4) respectively have at least one measuring element (10). According to the invention, at least one of these force-sensing sensors (3, 4) has a completely circumferential surface contact (11) on at least one side in the axial direction of the sliding element (5) with the sliding element (5). The measuring elements (10) on the force-sensing sensors (3, 4) are arranged radially in the center direction of these force-sensing sensors (3, 4) so that they neither a contact area with the circumferential recess (1) of the piston (2) still with the sliding element (5) form and on both sides of the force-sensing sensors (3, 4) are arranged. The piston (2) is further formed so that in the circumferential recess (1) of the piston (2) a gas pressure-sensing sensor (12) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von mindestens zwei Kräften auf ein innerhalb einer Brennkraftmaschine in einer umlaufenden Ausnehmung eines Kolbens zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern angeordnetes ringförmiges Gleitelement, welches an seinem äußerem Umfang einen Kontaktbereich zu einer Innenwandung eines Zylinders sowie einen radialen Überstand mit dem Kolben aufzeigt und die Kraft-sensierenden Messaufnehmer jeweils mindestens ein Messelement aufweisen. The invention relates to a device for measuring at least two forces on an arranged inside an internal combustion engine in a circumferential recess of a piston between two annular force-sensing sensors annular sliding element, which at its outer periphery a contact area to an inner wall of a cylinder and a radial projection with shows the piston and the force-sensing sensors each have at least one measuring element.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von mindestens einer Kraft auf ein innerhalb einer Brennkraftmaschine in einer umlaufenden Ausnehmung eines Kolbens zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern angeordnetes, ringförmiges Gleitelement, welches einen radialen Überstand mit dem Kolben aufzeigt und die Kraft-sensierenden Messaufnehmer jeweils mindestens ein Messelement aufweisen. Furthermore, the invention relates to a method for measuring at least one force on a within an internal combustion engine in a circumferential recess of a piston between two annular force-sensing sensors arranged, annular sliding element, which shows a radial projection with the piston and the force-sensing sensors each have at least one measuring element.

Der Einsatzbereich von Brennkraftmaschinen reicht beispielsweise vom Kraft- über den Nutzfahrzeug- bis hin zum Schiffsbau und wird durch die hohen Energie- bzw. Leistungsanforderungen in den beiden letztgenannten Gebieten, bedingt durch die höheren Energiedichten von Flüssigkraftstoffen, auch in einer geraumen Zeitspanne das noch dominierende Antriebssystem darstellen. The field of application of internal combustion engines ranges for example from power to commercial vehicle to shipbuilding and is due to the high energy and power requirements in the latter two areas, due to the higher energy densities of liquid fuels, even in a short period of time the still dominant drive system represent.

Hierdurch ist es von Bedeutung, die Effizienz dieser Brennkraftmaschinen zu steigern und hiermit verbunden den Kraftstoffverbrauch sowie den Schadstoffausstoß zu vermindern. As a result, it is important to increase the efficiency of these internal combustion engines and, in conjunction therewith, to reduce fuel consumption and pollutant emissions.

Eine besondere Rolle stellt somit neben der Optimierung des Verbrennungsprozesses die Reduzierung von mechanischen Verlusten innerhalb einer solchen Brennkraftmaschine dar. Da vor allem an, in einer solchen Brennkraftmaschine vorhandenen Kolbengruppen 50 % bis 60 % der gesamten mechanischen Verluste entstehen können, nimmt die Optimierung der Reibung einer solchen Kolbengruppe bestehend aus Kolben, Kolbenring, Schmierstoff und Zylinderlaufbuchse eine exponierte Stellung ein. A special role is therefore in addition to the optimization of the combustion process, the reduction of mechanical losses within such an internal combustion engine. Since above all, can be present in such an internal combustion piston groups 50% to 60% of the total mechanical losses, the optimization of the friction takes a such piston group consisting of piston, piston ring, lubricant and cylinder liner an exposed position.

Zur Messung der Kolbengruppenreibung beschreiben Furuhama und Takiguchi in der Schrift "Measurement of Piston Frictional Force in Actual Operating Diesel Engine", SAE Technical Paper 790855, 1979, die sogenannte Floating Liner Methode, bei welcher die bei der Kolbenbewegung entstehenden Reaktionskräfte auf eine mittels einer axial beweglichen Zylinderlaufbuchse auf eine Kraftmesseinrichtung, z.B. eine Kraftmessdose, übertragen werden. To measure the piston group friction, Furuhama and Takiguchi describe in the document "Measurement of Piston Friction Force in Actual Operating Diesel Engine", SAE Technical Paper 790855, 1979, the so-called floating liner method, in which the reaction forces arising during the piston movement are reduced to one by means of an axial movable cylinder liner on a force measuring device, eg a load cell can be transmitted.

Eine deutlich detailliertere Betrachtung der Reibungsvorgänge, d.h. die Bestimmung der Reibung an der Kontaktstelle zwischen Kolbenring und Zylinderlaufbuchse selbst, führt jedoch zu einer erhöhten Analysemöglichkeit und Optimierungspotential im Motorbetrieb. A much more detailed view of the friction processes, i. the determination of the friction at the contact point between the piston ring and cylinder liner itself, however, leads to an increased analysis capability and optimization potential in engine operation.

Die DE 2 324 648 A1 zeigt hierzu eine Anordnung aus einem Kolbenring und zweier ringförmiger Biegebalken zur Messung einer Kraft auf diesen Kolbenring, wobei der Kolbenring und die Biegebalken in einer bevorzugten Weiterbildung in jeweils einzelne Ringnuten eingebracht sind. Der Kolbenring befindet sich in einer mittleren Position zwischen beiden Biegebalken angeordnet. Die ringförmigen Biegebalken sind hierbei beidseitig mit Nocken sowie auf einer Seite mit Dehnungsmessstreifen versehen. Über in Bohrungen, die vertikal zwischen den einzelnen Ringnuten verlaufen, eingebrachte Verbindungsstifte erfolgt bei einer Auslenkung des Kolbenringes eine Belastung der Biegebalken durch Druck der Verbindungsstifte auf die Nocken der Biegebalken. Die somit messbare Kraft auf den Kolbenring setzt sich aus mehreren Einzelkräften, die auf den Kolbenring wirken, zusammen. Die dadurch ermittelbare Kraft stellt jedoch nicht ausschließlich die Reibkraft zwischen Kolbenring und Zylinderlaufbuchse dar, sondern ist aus der gewünschten Reibkraft, einer auf den Kolbenring wirkenden Gaskraft und einer Massekraft bedingt durch die Beschleunigung des Kolbenringes überlagert. Weiterhin ist durch die Anordnung von Nocken auf dem ringförmigen Biegebalken bzw. der Verwendung von Stiften zur Übertragung der an dem Nockenring angreifenden Kräfte auf den ringförmigen Biegebalken eine gewünschte Abdichtung des Brennraumes durch diesen Nockenring deutlich vermindert. The DE 2 324 648 A1 shows an arrangement of a piston ring and two annular bending beam for measuring a force on this piston ring, wherein the piston ring and the bending beam are introduced in a preferred embodiment in each individual annular grooves. The piston ring is arranged in a middle position between the two bending beams. The annular bending beams are provided on both sides with cams and on one side with strain gauges. About in holes that extend vertically between the individual annular grooves, introduced connecting pins takes place at a deflection of the piston ring, a load on the bending beam by pressure of the connecting pins on the cams of the bending beam. The thus measurable force on the piston ring is composed of several individual forces acting on the piston ring together. The thus determined force is not only the frictional force between the piston ring and the cylinder liner, but is superimposed on the desired frictional force, acting on the piston ring gas force and a mass force due to the acceleration of the piston ring. Furthermore, a desired sealing of the combustion chamber is significantly reduced by the cam ring by the arrangement of cams on the annular bending beam or the use of pins for transmitting the forces acting on the cam ring forces on the annular bending beam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die an einem ringförmigen Gleitelement, welches in einer umlaufenden Ausnehmung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, einen radialen Überstand mit dem Kolben und an seinem äußerem Umfang einen Kontaktbereich zu der Innenwandung eines Zylinders aufweist, auftretenden Reibkräfte zu bestimmen und gleichzeitig eine Dichtfunktion des ringförmigen Gleitelementes zu erhalten. The invention has for its object to provide a way that on a ring-shaped sliding element, which is arranged in a circumferential recess of a piston of an internal combustion engine having a radial projection with the piston and at its outer periphery a contact area to the inner wall of a cylinder To determine occurring frictional forces and at the same time to obtain a sealing function of the annular sliding element.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung und einem Verfahren gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 und 14 gelöst, wobei mittels der Vorrichtung nach Anspruch 1 zumindest die überlagerte Kraft sowie die Gaskraft auf dieses Gleitelement bestimmt werden. Die überdies notwendige Massekraft kann ferner mittels des zugehörigen Verfahrens nach Anspruch 14 bestimmt werden. This object is achieved with a device and a method according to the features of claims 1 and 14, wherein by means of the device according to claim 1, at least the superimposed force and the gas force are determined on this slider. The moreover necessary mass force can also be determined by means of the associated method according to claim 14.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen. The further embodiment of the invention can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, die die Messung von mindestens zwei Kräften zur Bestimmung der Reibkräfte auf ein ringförmiges Gleitelement ermöglicht, wobei dieses Gleitelement innerhalb einer Brennkraftmaschine in einer umlaufenden Ausnehmung eines Kolbens zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern angeordnet ist. Das ringförmige Gleitelement zeigt dabei an seinem äußerem Umfang einen Kontaktbereich zu einer Innenwandung eines Zylinders sowie einen radialen Überstand mit dem Kolben auf und die Kraft-sensierenden Messaufnehmer verfügen jeweils über mindestens ein Messelement. Hierbei ist die Vorrichtung so ausgestaltet, dass mindestens einer dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer auf mindestens einer Seite in axialer Richtung des Gleitelementes mit dem Gleitelement einen vollständig umlaufenden Flächenkontakt aufweist. Die Messelemente auf den Kraft-sensierenden Messaufnehmern sind weiterhin radial in Mittenrichtung dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer so angeordnet, dass sie weder einen Kontaktbereich mit der umlaufenden Ausnehmung des Kolbens noch mit dem Gleitelement ausbilden sowie auf beiden Seiten der Kraft-sensierenden Messaufnehmer angeordnet sind. Der Kolben ist überdies so ausgeformt, dass in der umlaufenden Ausnehmung dieses Kolbens ein Gasdruck-sensierender Messaufnehmer angeordnet ist. Durch die beidseitige Anordnung der Kraft-sensierenden Messaufnehmer ober- und unterseitig des ringförmigen Gleitelementes, beispielsweise eines Kolbenringes, ist sichergestellt, dass bei einer axialen Auf- bzw. Abwärtsbewegung des Kolbens mindestens einer dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer durch das Gleitelement mit einer Kraft belastet werden kann, hierbei insbesondere der untere Kraft-sensierenden Messaufnehmer bei einer Aufwärtsbewegung, der obere Kraft-sensierenden Messaufnehmer bei einer Abwärtsbewegung. Der beschriebene Flächenkontakt von ringförmigem Gleitelement mit den Kraft-sensierenden Messaufnehmern kann insbesondere dahingehend von Vorteil sein, dass eine gewünschte Dichtfunktion des Gleitelementes weitgehend aufrechterhalten werden kann. Die Anordnung der Messelemente auf beiden Seiten der Kraft-sensierenden Messaufnehmer kann eine Minderung von Störeinflüssen, z.B. thermische, auf die Messung bewirken. Zusätzlich sind diese Messelemente radial so positioniert, dass keine direkte Kraftwirkung durch die umlaufende Ausnehmung oder das Gleitelement erfolgt, da hierdurch das Messergebnis verfälscht werden kann. Die Messelemente sind weiterhin so gestaltet, dass sie die Kraft auf das Gleitelement direkt oder indirekt über eine oder mehrere Zwischengrößen, wie z.B. bei Dehnungsmessstreifen, bestimmen. Einer besonderen Bedeutung kommt dem Gasdruck-sensierenden Messaufnehmer zu, da erst durch diesen eine Bestimmung der Reibkraft zwischen dem ringförmigen Gleitelement und der Innenwandung des Zylinders ermöglicht wird, indem durch dieses Element der Gasdruck im Bereich der umlaufenden Ausnehmung des Zylinders auf das Gleitelement bestimmt werden kann. Die Bestimmung der Reibkraft auf das Gleitelement kann somit durch eine Differenzbildung der durch den Kraft-sensierenden Messaufnehmer bestimmten Gesamtkraft und der mittels Gasdruck-sensierenden Messaufnehmer bestimmten Gaskraft erfolgen. According to the invention, therefore, a device is provided which allows the measurement of at least two forces for determining the frictional forces on an annular sliding element, wherein this sliding element is arranged within an internal combustion engine in a circumferential recess of a piston between two annular force-sensing sensors. The annular sliding element shows on its outer periphery a contact area to an inner wall of a cylinder and a radial projection with the piston and the force-sensing sensors each have at least one measuring element. Here, the device is designed such that at least one of these force-sensing sensors has on at least one side in the axial direction of the sliding element with the sliding element a completely circumferential surface contact. The measuring elements on the force-sensing sensors are further arranged radially in the center direction of these force-sensing sensors so that they form neither a contact area with the circumferential recess of the piston nor with the slider and are arranged on both sides of the force-sensing sensors. The piston is also shaped so that in the circumferential recess of this piston, a gas pressure-sensing sensor is arranged. The two-sided arrangement of the force-sensing sensors on top and bottom of the annular sliding element, such as a piston ring, ensures that at an axial upward or downward movement of the piston at least one of these force-sensing sensors are loaded by the sliding member with a force can, in this case in particular the lower force-sensing sensor in an upward movement, the upper force-sensing sensor in a downward movement. The described surface contact of annular sliding element with the force-sensing sensors can be particularly advantageous in that a desired sealing function of the sliding element can be largely maintained. The arrangement of the measuring elements on both sides of the force-sensing sensors can cause a reduction of interference, eg thermal, on the measurement. In addition, these measuring elements are radially positioned so that no direct force is applied by the circumferential recess or the sliding element, as this may falsify the measurement result. The measuring elements are further designed so that they determine the force on the sliding element directly or indirectly via one or more intermediate variables, such as in strain gauges. Of particular importance is the gas pressure-sensing sensor, since only by this determination of the frictional force between the annular sliding element and the inner wall of the cylinder is made possible by this element, the gas pressure in the region of the circumferential recess of the cylinder can be determined on the sliding element , The determination of the frictional force on the sliding element can thus be effected by a subtraction of the total force determined by the force-sensing sensor and the gas force determined by means of a gas-pressure-sensing sensor.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Kraft-sensierenden Messaufnehmer eben und flächenhaft, mit geringer Dickenausdehnung ausgeführt. Diese Ausführung ermöglicht eine einfache Biegung der Kraft-sensierenden Messaufnehmer sowie den im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen vollständig umlaufenden Flächenkontakt zwischen Kraft-sensierendem Messaufnehmer und Gleitelement. In an advantageous development, the force-sensing sensors are planar and planar, designed with a small thickness expansion. This design allows for easy bending of the force-sensing transducers as well as the full circumferential surface contact between force-sensing transducer and sliding member described in the previous section.

Zusätzlich ist es von Vorteil, dass die Kraft-sensierenden Messaufnehmer einteilig ausgeführt sind, wodurch ein einfacher Aufbau derselben erreicht wird und keine zusätzliche Montage etwaiger Einzelkomponenten der Kraft-sensierenden Messaufnehmer notwendig ist. In addition, it is advantageous that the force-sensing sensors are made in one piece, whereby a simple construction of the same is achieved and no additional assembly of any individual components of the force-sensing sensors is necessary.

In Zusammenhang mit den vorhergehenden Abschnitten ist es besonders zweckmäßig, wenn der Kolben mindestens zweiteilig ausgeführt ist und Einzelkomponenten des Kolbens kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei diese kraftschlüssige Verbindung beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgen kann. Dies ermöglicht eine z.B. einfache Montage der Kraft- sowie Gasdruck-sensierenden Messaufnehmer und eröffnet die Möglichkeit einer beispielsweise zielführenden Gestaltung, respektive einfachen Fertigung der Einzelkomponenten des Kolbens, insbesondere hinsichtlich der Halteflächen für die Kraft-sensierenden Messaufnehmer. In connection with the preceding sections, it is particularly expedient if the piston is designed at least in two parts and individual components of the piston are non-positively connected with each other, wherein this non-positive connection can be done for example by means of a screw connection. This allows for e.g. simple installation of force and gas pressure-sensing sensors and opens up the possibility of, for example, purposeful design, respectively simple production of the individual components of the piston, in particular with regard to the holding surfaces for the force-sensing sensors.

Sind ferner die Kraft-sensierenden Messaufnehmer so in der umlaufenden Ausnehmung des Kolbens angeordnet, dass zwischen der Oberseite der umlaufenden Ausnehmung und einer Oberseite des oberen Kraft-sensierenden Messaufnehmers sowie der Unterseite der umlaufenden Ausnehmung und einer Unterseite des unteren Kraft-sensierenden Messaufnehmers ein Abstand realisiert ist und die Kraft-sensierenden Messaufnehmer zumindest teilweise über den Weg dieses Abstandes biegbar sind, kann dies als äußerst zweckdienlich angesehen werden. Durch diese Weiterbildung wird ermöglicht, dass beispielsweise eine Messung der überlagerten Gesamtkraft, die auf das Gleitelement, z.B. einen Kolbenring, wirkt in einem bestimmten Messbereich erfolgen kann. Da bei einer Bewegung des Kolbens das Gleitelement eine Kraftwirkung auf den Kraft-sensierenden Messaufnehmer ausübt, erfahren diese hierdurch ein Biegemoment und ein Biegeweg muss gewährleistet werden. Weiterhin sind durch die Anordnung der Weiterbildung die Kraft-sensierenden Messaufnehmer lediglich in bestimmten Grenzen biegbar und es wird ein außenseitiger Anschlag durch Ober- sowie Unterseite der umlaufenden Ausnehmung gebildet. Eine Biegung über einen gewünschten Messbereich hinaus, beispielsweise bis zu einem Defekt der Messelemente, kann somit vermieden werden. Further, the force-sensing sensors are arranged in the circumferential recess of the piston, that realizes a distance between the top of the circumferential recess and a top of the upper force-sensing sensor and the underside of the circumferential recess and a bottom of the lower force-sensing sensor is and the force-sensing sensors are at least partially bendable over the distance of this distance, this can be considered extremely useful. This refinement makes it possible, for example, for a measurement of the superimposed total force acting on the sliding element, eg a piston ring, to take place in a specific measuring range. Since, during a movement of the piston, the sliding element exerts a force on the force-sensing sensor, this results in a bending moment and a bending path must be ensured. Continue to be through the arrangement of the training force-sensing sensors only within certain limits bendable and it is an outside stop formed by top and bottom of the circumferential recess. A bend beyond a desired measuring range, for example up to a defect of the measuring elements, can thus be avoided.

Sind die Kraft-sensierenden Messaufnehmer in dem mindestens zweiteilig ausgeführten Kolben so angeordnet, dass sich eine lichte Weite zwischen den Kraft-sensierenden Messaufnehmern radial in Mittenrichtung dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer verringert, so stellt sich dies als besonders vorteilhaft dar, da hierdurch, in einem Schnitt gesehen, radialsymmetrisch eine Art V-förmiger Verlauf des Abstandes zwischen den beiden Kraft-sensierenden Messaufnehmern entsteht und sich dieser Verlauf somit der Querschnittskontur des ringförmigen Gleitelementes, beispielsweise eines handelsüblichen Kolbenringes, anpasst. Die so angeordneten Kraft-sensierenden Messaufnehmer bilden quasi eine Aufnahme für ein solches Gleitelement, die einer gebräuchlichen Gestaltung einer umlaufenden Ausnehmung, z.B. einer Ringnut, des Kolbens entspricht. If the force-sensing sensors are arranged in the at least two-part piston so that a clear width between the force-sensing sensors decreases radially in the center direction of these force-sensing sensors, this is particularly advantageous, as a result, in one Section seen radially symmetrically creates a kind of V-shaped course of the distance between the two force-sensing sensors and this course thus the cross-sectional contour of the annular sliding element, for example, a commercial piston ring adapts. The force-sensing sensors arranged in this way form, as it were, a receptacle for such a sliding element, which corresponds to a conventional design of a circumferential recess, e.g. an annular groove, the piston corresponds.

Überdies kann als gewinnbringend angenommen werden, dass die umlaufende Ausnehmung des Kolbens so ausgeformt ist, dass sich eine lichte Weite zwischen einer Oberseite der Ausnehmung und einer Unterseite der Ausnehmung vom Außenumfang bis zu einem Innenumfang der Ausnehmung verringert. Durch diese Gestaltung kann ermöglicht werden, dass die Kontur der umlaufenden Ausnehmung analog dem in etwa V-förmigen Verlauf der Kraft-sensierenden Messaufnehmer verläuft und hierdurch ein im bewegungslosen Zustand des Kolbens über den radialen Verlauf in Grenzen gleicher Abstand zwischen Oberseite der umlaufenden Ausnehmung und Oberseite des oberen Kraft-sensierenden Messaufnehmers sowie der Unterseite der umlaufenden Ausnehmung und Unterseite des unteren Kraft-sensierenden Messaufnehmers realisiert ist. Moreover, it may be considered to be profitable that the circumferential recess of the piston is formed so that a clear width between an upper side of the recess and a lower side of the recess is reduced from the outer periphery to an inner circumference of the recess. This configuration makes it possible for the contour of the circumferential recess to extend analogously to the roughly V-shaped course of the force-sensing sensors and thereby to ensure, in the stationary state of the piston, the same distance between the upper side of the peripheral recess and the upper side over the radial profile the upper force-sensing sensor and the underside of the circumferential recess and underside of the lower force-sensing sensor is realized.

Als weiterhin vorteilhaft stellt sich dar, wenn die Kraft-sensierenden Messaufnehmer in dem Kolben kraftschlüssig festgelegt sind und Halteflächen für diese Kraft-sensierenden Messaufnehmer in dem mindestens zweiteilig ausgeführten Kolben konvex oder konkav ausgeformt sind. Diese Form kann z.B. konusartig oder in Form einer Kugelkalotte ausgeführt sein. Durch diese so gestaltete Ausführung kann bei einer kraftschlüssigen Klemmung der Kraft-sensierenden Messaufnehmer radial eine gebogene Kontur dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer entstehen. Bei einer solchen Gestaltung der Halteflächen beider Kraft-sensierenden Messaufnehmer lässt sich beispielsweise auf eine einfache Weise der bereits beschriebene V-förmige Verlauf des Abstandes zwischen diesen beiden Kraft-sensierenden Messaufnehmern verwirklichen. As further turns out to be advantageous if the force-sensing sensors are fixed non-positively in the piston and holding surfaces are formed convex or concave for these force-sensing sensors in the at least two-part piston executed. This shape may e.g. cone-shaped or executed in the form of a spherical cap. As a result of this embodiment designed in this way, in the case of a force-locking clamping of the force-sensing sensors, a curved contour of these force-sensing sensors can be created radially. With such a design of the holding surfaces of both force-sensing sensors can be realized, for example, in a simple manner, the V-shaped course of the distance between these two force-sensing sensors already described.

Ist an einer Innenseite der umlaufenden Ausnehmung eine umlaufende Ausformung realisiert, so ist dies als vorteilhaft anzusehen. Durch diese umlaufende Ausformung an der Innenseite der umlaufenden Ausnehmung des Kolbens kann bei einer entsprechenden Gestaltung dieser Ausformung, beispielsweise so, dass Ober- sowie Unterseite der Ausformung einen geringen Abstand zu den Kraft-sensierenden Messaufnehmern bilden, ein innenseitiger Anschlag für die Kraft-sensierenden Messaufnehmer geformt werden. If an encircling formation is realized on an inner side of the circumferential recess, this is to be regarded as advantageous. By this circumferential formation on the inside of the circumferential recess of the piston can at an appropriate design of this formation, for example so that the top and bottom of the formation form a small distance to the force-sensing sensors, an inside stop for the force-sensing sensors be formed.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann der Gasdruck-sensierende Messaufnehmer innerhalb des Kolbens an der Innenseite oder der umlaufenden Ausformung der umlaufenden Ausnehmung zwischen den Kraft-sensierenden Messaufnehmern so angeordnet sein, dass dieser Gasdruck-sensierende Messaufnehmer mit einem Druckeinlass an den Innenbereich der umlaufenden Ausnehmung anschließt. Somit kann direkt im Bereich des Gleitelementes der Gasdruck auf das Gleitelement bestimmt und hieraus eine Gaskraft abgeleitet werden, die auf dieses Gleitelement wirkt. Diese auf das Gleitelement wirkende Gaskraft stellt eine zur Bestimmung der Reibkraft zwischen Gleitelement und Zylinder essentielle Größe dar. In a particularly advantageous development, the gas-pressure-sensing sensor can be arranged inside the piston on the inside or the circumferential formation of the peripheral recess between the force-sensing sensors so that this gas pressure-sensing sensor connects with a pressure inlet to the inner region of the circumferential recess , Thus, the gas pressure on the sliding element can be determined directly in the region of the sliding element and from this a gas force can be derived, which acts on this sliding element. This gas force acting on the sliding element represents an essential quantity for determining the frictional force between the sliding element and the cylinder.

Enthält der Kolben mehr als eine umlaufende Ausnehmung, in welchen jeweils zwei Kraft-sensierende Messaufnehmer, ein ringförmiges Gleitelement und ein Gasdruck-sensierender Messaufnehmer angeordnet sind, so stellt dies eine vorteilhafte Weiterbildung dar. Da beispielsweise an einem Kolben mehrere umlaufende Ausnehmungen vorhanden sein können, die jeweils mit einem Gleitelement versehen sind, wobei beispielsweise ein solches Gleitelement jeweils eine variierende Funktion in der Kombination aus Kolben, entsprechendem Gleitelement und Zylinder ausfüllen kann, ist es durch diese Weiterbildung möglich, die jeweilige Reibkraft am Kontakt zwischen dem einzelnen Gleitelement und Zylinder zu bestimmen, was zu einer sehr detaillierten Analysemöglichkeit der Kolbengruppenreibung führt. If the piston contains more than one peripheral recess, in each of which two force-sensing sensors, an annular sliding element and a gas pressure-sensing sensor are arranged, this represents an advantageous development. For example, since a plurality of circumferential recesses may be present on one piston, each provided with a sliding element, for example, such a sliding element can each fill a varying function in the combination of piston, corresponding sliding element and cylinder, it is possible by this development to determine the respective frictional force at the contact between the individual sliding element and cylinder , which leads to a very detailed analysis of the piston group friction.

Eine vorteilhafte Weiterbildung stellt dar, wenn an dem Kolben eine bewegliche Treibstange, beispielsweise ein Pleuel, realisiert ist, an welcher eine Koppelschwinge angeordnet ist. Hierbei ist diese Koppelschwinge mindestens zweiteilig ausgeführt, die Teile beweglich miteinander verbunden und diese Koppelschwinge weist mindestens eine Aufnahme und/oder mindestens eine Führung für mindestens eine Signalleitung auf. Somit gestaltet sich beispielsweise eine kabelgebundene Übertragung der Messsignale von den Kraft- und Gasdruck-sensierenden Messaufnehmern so, dass ein einfaches Herausführen der Signalleitung und eine der Kolben- bzw. Treibstangenbewegung angepasste Bewegung der Signalleitung über diese Koppelschwinge ermöglicht wird. An advantageous development is when on the piston, a movable drive rod, such as a connecting rod, is realized, on which a coupling rocker is arranged. Here, this coupling rocker is at least made in two parts, the parts movably connected to each other and this coupling rocker has at least one receptacle and / or at least one guide for at least one signal line. Thus, for example, a wired transmission of the measurement signals of the force and gas pressure-sensing sensors designed so that a simple Leading out of the signal line and the piston or drive rod movement adapted movement of the signal line is made possible via this coupling rocker.

Ist in und/oder an dem Kolben mindestens eine Energiequelle, mindestens eine Signal-verstärkende Einheit und mindestens eine Signal-übertragende Einheit angeordnet, so können z.B. hierdurch mittels der Kraft- und Gasdruck-sensierenden Messaufnehmer gewonnene Messsignale ortsnah verstärkt und kabellos zu einer Auswerteeinheit übertragen werden. If at least one energy source, at least one signal-amplifying unit and at least one signal-transmitting unit are arranged in and / or on the piston, then e.g. As a result, measurement signals obtained by means of the force and gas pressure-sensing sensors are locally amplified and transmitted wirelessly to an evaluation unit.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von mindestens einer Kraft zur Bestimmung der Reibkräfte auf ein ringförmiges Gleitelement innerhalb einer Brennkraftmaschine. Dieses Gleitelement ist hierbei in einer umlaufenden Ausnehmung eines Kolbens zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern angeordnet und zeigt einen radialen Überstand mit dem Kolben auf. Die Kraft-sensierenden Messaufnehmer verfügen weiterhin jeweils mindestens über ein Messelement. Bei einer translatorischen Bewegung des Kolbens wird mittels der Kraft-sensierenden Messaufnehmer die mindestens eine Kraft auf das ringförmige Gleitelement bestimmt, welches hierbei an seinem äußeren Umfang keinen Kontaktbereich zu der Innenwandung des Zylinders aufweist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die bei einer beschleunigten Bewegung des Kolbens auf das Gleitelement wirkende Massekraft zu bestimmen. Die ansonsten überlagerte Reibkraft zwischen Gleitelement und Innenwandung des Zylinders ist durch den fehlenden Kontakt nicht vorhanden. Furthermore, the invention relates to a method for measuring at least one force for determining the frictional forces on an annular sliding element within an internal combustion engine. This sliding element is in this case arranged in a circumferential recess of a piston between two annular force-sensing sensors and shows a radial projection with the piston. The force-sensing sensors furthermore each have at least one measuring element. In a translatory movement of the piston, the force-sensing sensors determine the at least one force on the annular sliding element, which in this case has no contact area with the inner wall of the cylinder at its outer circumference. This makes it possible to determine the force acting on an accelerated movement of the piston on the sliding mass force. The otherwise superimposed frictional force between the sliding element and the inner wall of the cylinder is not present due to the lack of contact.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist bei einer translatorischen Bewegung des Kolbens kein ringförmiges Gleitelement in der umlaufenden Ausnehmung des Kolbens angeordnet und eine Korrekturkraft, welche auf die Kraft-sensierenden Messaufnehmer wirkt, wird bestimmt. Durch diesen Verfahrensschritt kann beispielsweise eine durch die beschleunigte Bewegung des Kolbens bedingte, auf die Kraft-sensierenden Messaufnehmer wirkende Kraft bestimmt werden, durch deren Kenntnis man in die Lage versetzt wird, die tatsächlich auf das Gleitelement wirkende Massekraft ohne Einfluss der Kraft-sensierenden Messaufnehmer zu bestimmen. In an advantageous development of the method, in the case of a translational movement of the piston, no annular sliding element is arranged in the circumferential recess of the piston and a correction force, which acts on the force-sensing sensors, is determined. By this method step, for example, a caused by the accelerated movement of the piston, acting on the force-sensing sensor force can be determined by their knowledge is enabled, the actual acting on the sliding mass force without influence of the force-sensing sensors determine.

Als vorteilhaft stellt sich weiterhin dar, wenn die Messung der mindestens einen Kraft und/oder der Korrekturkraft in einem gasdrucklosen Zustand der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, einen Einfluss der Gaskraft auf die Messung der Massekraft zumindest zu vermindern. It also proves to be advantageous if the measurement of the at least one force and / or the correction force is carried out in a gas-pressure-free state of the internal combustion engine. This makes it possible, for example, to at least reduce an influence of the gas force on the measurement of the mass force.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in The invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in

1 eine Schnittansicht einer Weiterbildung der genannten Vorrichtung; 1 a sectional view of a development of said device;

2 eine vergrößerte Darstellung einer Schnittansicht einer Weiterbildung der genannten Vorrichtung; 2 an enlarged view of a sectional view of a development of said device;

3 eine schematische Darstellung eines Kolbens mit Treibstange und Koppelschwinge. 3 a schematic representation of a piston with drive rod and coupling rocker.

1 zeigt ein zwischen zwei ringförmigen Kraft-sensierenden Messaufnehmern 3, 4 angeordnetes, ringförmiges Gleitelement 5, welches innerhalb einer Brennkraftmaschine in einer umlaufenden Ausnehmung 1 eines Kolbens 2 angeordnet ist. Das Gleitelement 5 weist an seinem äußeren Umfang einen Kontaktbereich 6 zu einer Innenwandung 7 eines Zylinders 8 sowie einen radialen Überstand 9 mit dem Kolben 2 auf. Die Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 verfügen jeweils über mehrere Messelemente 10, wobei einer dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 auf mindestens einer Seite in axialer Richtung des Gleitelementes 5 mit dem Gleitelement 5 einen vollständig umlaufenden Flächenkontakt 11 aufweist. Die Messelemente 10 auf den Kraft-sensierenden Messaufnehmern 3, 4 sind hierbei radial in Mittenrichtung dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 so angeordnet, dass sie weder einen Kontaktbereich mit der umlaufenden Ausnehmung 1 noch mit dem Gleitelement 5 ausbilden und auf beiden Seiten der Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 angeordnet sind. Der Kolben 2 ist in dieser Weiterbildung so ausgeformt, dass in der umlaufenden Ausnehmung 1 des Kolbens 2 ein Gasdruck-sensierender Messaufnehmer 12 angeordnet ist. Die Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 sind eben und flächenhaft, mit geringer Dickenausdehnung sowie einteilig ausgeführt. 1 shows a between two annular force-sensing sensors 3 . 4 arranged, annular sliding element 5 , which within an internal combustion engine in a circumferential recess 1 a piston 2 is arranged. The sliding element 5 has a contact area at its outer periphery 6 to an inner wall 7 a cylinder 8th and a radial projection 9 with the piston 2 on. The force-sensing transducers 3 . 4 each have several measuring elements 10 where one of these force-sensing transducers 3 . 4 on at least one side in the axial direction of the sliding element 5 with the sliding element 5 a completely circumferential surface contact 11 having. The measuring elements 10 on the force-sensing sensors 3 . 4 are here radially in the center direction of these force-sensing sensors 3 . 4 arranged so that they have neither a contact area with the circumferential recess 1 still with the sliding element 5 train and on both sides of the force-sensing transducers 3 . 4 are arranged. The piston 2 is formed in this development so that in the circumferential recess 1 of the piston 2 a gas pressure sensing transducer 12 is arranged. The force-sensing transducers 3 . 4 are flat and planar, with a small thickness and one-piece design.

In 2 ist dargestellt, dass die Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 so in der umlaufenden Ausnehmung 1 des Kolbens 2 angeordnet sind, dass zwischen der Oberseite 13 der umlaufenden Ausnehmung 1 und der Oberseite 14 des oberen Kraft-sensierenden Messaufnehmers 3 sowie der Unterseite 15 der umlaufenden Ausnehmung 1 und einer Unterseite 16 des unteren Kraft-sensierenden Messaufnehmers 4 ein Abstand A realisiert ist. Die Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 sind kraftschlüssig festgelegt und die Halteflächen 25 für diese Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 sind konvex bzw. konkav ausgeformt. In dieser Weiterbildung verringert sich die lichte Weite W1 zwischen den Kraft-sensierenden Messaufnehmern 3, 4 radial in Mittenrichtung dieser Kraft-sensierenden Messaufnehmer 3, 4 sowie die lichte Weite W2 zwischen der Oberseite 13 der umlaufenden Ausnehmung 1 und der Unterseite 15 der umlaufenden Ausnehmung 1 vom Außenumfang 17 bis zu einem Innenumfang 18 der umlaufenden Ausnehmung 1. An der Innenseite 19 der umlaufenden Ausnehmung 1 ist eine umlaufende Ausformung 20 realisiert, wobei der Gasdruck-sensierende Messaufnehmer 12 an der umlaufenden Ausformung 20 der umlaufenden Ausnehmung 1 zwischen den Kraft-sensierenden Messaufnehmern 3, 4 so angeordnet ist, dass dieser Gasdruck-sensierende Messaufnehmer 12 mit dem Druckeinlass 21 an den Innenbereich 22 der umlaufenden Ausnehmung 1 anschließt. In 2 is shown to be the force-sensing transducers 3 . 4 so in the circumferential recess 1 of the piston 2 are arranged that between the top 13 the circumferential recess 1 and the top 14 of the upper force-sensing transducer 3 as well as the bottom 15 the circumferential recess 1 and a bottom 16 the lower force-sensing transducer 4 a distance A is realized. The force-sensing transducers 3 . 4 are frictionally fixed and the holding surfaces 25 for these force-sensing transducers 3 . 4 are convex or concave. In this development, the clear width W1 between the force-sensing sensors decreases 3 . 4 radially in the center direction of these force-sensing sensors 3 . 4 as well as the clear width W2 between the top 13 the circumferential recess 1 and the bottom 15 the circumferential recess 1 from the outer circumference 17 up to an inner circumference 18 the circumferential recess 1 , On the inside 19 the circumferential recess 1 is a circumferential shape 20 realized, wherein the gas pressure-sensing sensor 12 at the circumferential shape 20 the circumferential recess 1 between the force-sensing transducers 3 . 4 is arranged so that this gas pressure-sensing sensor 12 with the pressure inlet 21 to the interior 22 the circumferential recess 1 followed.

3 zeigt eine an dem Kolben 2 mit mehreren umlaufenden Ausnehmungen 1 realisierte bewegliche Treibstange 23, an welcher eine Koppelschwinge 24 angeordnet ist. Diese Koppelschwinge 24 ist mindestens zweiteilig ausgeführt und die Teile sind beweglich miteinander verbunden. 3 shows one on the piston 2 with several circumferential recesses 1 realized movable drive rod 23 , on which a coupling rocker 24 is arranged. This coupling rocker 24 is at least made in two parts and the parts are movably connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Umlaufende Ausnehmung Circumferential recess
22: Kolben piston
33: Messaufnehmer sensor
44: Messaufnehmer sensor
55: Ringförmiges Gleitelement Annular sliding element
66: Kontaktbereich zu Innenwandung Contact area to inner wall
77: Innenwandung Zylinder Inner wall cylinder
88th: Zylinder cylinder
99: Radialer Überstand Radial supernatant
10 10: Messelement measuring element
11 11: Umlaufender Flächenkontakt Circumferential surface contact
12 12: Messaufnehmer sensor
13 13: Oberseite umlaufende AusnehmungTop circumferential recess
14 14: Oberseite Messaufnehmer Top sensor
15 15: Unterseite umlaufende AusnehmungUnderside surrounding recess
16 16: Unterseite Messaufnehmer Bottom sensor
17 17: Außenumfang umlaufende AusnehmungOuter circumference circumferential recess
1818: Innenumfang umlaufende AusnehmungInner circumference circumferential recess
19 19: Innenseite umlaufende AusnehmungInner circumferential recess
20 20: Umlaufende Ausformung Circulating shape
21 21: Druckeinlass pressure inlet
22 22: Innenbereich umlaufende AusnehmungInterior circumferential recess
23 23: Treibstange driving rod
24 24: Koppelschwinge coupling rocker
25 25: Halteflächen holding surfaces
AA: Abstand distance
W1 W1: Erste lichte Weite First clear width
W2 W2: Zweite lichte Weite Second clear width

Claims

Device for measuring at least two forces for determining the frictional forces on an inside of an internal combustion engine in a circumferential recess ( 1 ) of a piston ( 2 ) between two annular force-sensing sensors ( 3 . 4 ) arranged, annular sliding element ( 5 ), which at its outer periphery a contact area ( 6 ) to an inner wall ( 7 ) of a cylinder ( 8th ) and a radial projection ( 9 ) with the piston ( 2 ) and the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) at least one measuring element ( 10 ), characterized in that at least one of these force-sensing sensors ( 3 . 4 ) on at least one side in the axial direction of the sliding element ( 5 ) with the sliding element ( 5 ) a completely circumferential surface contact ( 11 ), the measuring elements ( 10 ) on the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) radially in the center direction of these force-sensing sensors ( 3 . 4 ) are arranged so that they neither a contact area with the circumferential recess ( 1 ) of the piston ( 2 ) still with the sliding element ( 5 ) and on both sides of the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) are arranged and the piston ( 2 ) is formed so that in the circumferential recess ( 1 ) of the piston ( 2 ) a gas pressure sensing sensor ( 12 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) flat and planar, are designed with a small thickness expansion.

Device according to claims 1 or 2, characterized in that the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) are made in one piece.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 2 ) is made at least in two parts and individual components of the piston ( 2 ) are positively connected with each other.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) so in the circumferential recess ( 1 ) of the piston ( 2 ) are arranged that between the top ( 13 ) of the circumferential recess ( 1 ) and a top ( 14 ) of the upper force-sensing transducer ( 3 ) as well as the underside ( 15 ) of the circumferential recess ( 1 ) and a bottom ( 16 ) of the lower force-sensing transducer ( 4 ) a distance (A) is realized and the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) are at least partially bendable over the way of this distance.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) in the at least two-part piston ( 2 ) are arranged so that a clear width (W1) between the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) radially in the center direction of these force-sensing sensors ( 3 . 4 ) decreased.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) in the piston ( 2 ) are fixed non-positively and retaining surfaces ( 25 ) for these force-sensing sensors ( 3 . 4 ) in the at least two-part piston ( 2 ) are convex or concave.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the circumferential recess ( 1 ) of the piston ( 2 ) is formed so that a clear width (W2) between the top ( 13 ) of the circumferential recess ( 1 ) and the underside ( 15 ) of the circumferential recess ( 1 ) from the outer circumference ( 17 ) to an inner circumference ( 18 ) of the circumferential recess ( 1 ) decreased.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that on an inner side ( 19 ) of the circumferential recess ( 1 ) a circumferential shape ( 20 ) is realized.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure-sensing sensor ( 12 ) within the piston ( 2 ) on the inside ( 1 ) or the circumferential formation ( 20 ) of the circumferential recess ( 1 ) between the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) is arranged so that this gas pressure-sensing sensor ( 12 ) with a pressure inlet ( 21 ) to the interior ( 22 ) of the circumferential recess ( 1 ).

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 2 ) more than one circumferential recess ( 1 ), in each of which two force-sensing sensors ( 3 . 4 ), an annular sliding element ( 5 ) and a gas pressure sensing sensor ( 12 ) are arranged.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the piston ( 2 ) a movable drive rod ( 23 ) is realized, on which a coupling rocker ( 24 ), this coupling rocker ( 24 ) is at least made in two parts, the parts are movably connected to each other and this coupling rocker ( 24 ) has at least one receptacle and / or at least one guide for at least one signal line.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in and / or on the piston ( 2 ) at least one energy source, at least one signal-amplifying unit and at least one signal-transmitting unit is arranged.

Method for measuring at least one force for determining the frictional forces on an inside of an internal combustion engine in a circumferential recess ( 1 ) of a piston ( 2 ) between two annular force-sensing sensors ( 3 . 4 ) arranged, annular sliding element ( 5 ), which has a radial projection ( 9 ) with the piston ( 2 ) and the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) at least one measuring element ( 10 ), characterized in that during a translational movement of the piston ( 2 ) by means of the force-sensing sensors ( 3 . 4 ) the at least one force on the annular sliding element ( 5 ), which does not have any contact area at its outer periphery ( 6 ) to the inner wall ( 7 ) of the cylinder ( 8th ) having.

A method according to claim 14, characterized in that in a translational movement of the piston ( 2 ) no annular sliding element ( 5 ) in the circumferential recess ( 1 ) of the piston ( 2 ) and a correction force acting on the force-sensing sensors ( 3 . 4 ), is determined.

Method according to claims 14 or 15, characterized in that the measurement of the at least one force and / or the correction force in a gas-pressure-free state of the internal combustion engine is performed.