DE102016111881A1 - Measuring sensor for measuring deformations and brake with such a sensor - Google Patents

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Michael Schubert
Joachim Hose-v. Wolfframsdorff
Stephen Birkmann
Frank Hellmer
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Messaufnehmer (1) zur Messung von Verformungen über eine Widerstandsänderung mit einer Gitterstruktur (100), welche auf einem Tragkörper (200) aufgebracht ist. Der Messaufnehmer zeichnet sich dadurch aus, dass die Gitterstruktur (100) mindestens ein Dehnungsgitter (110, 111) und mindestens ein Kompensationsgitter (120, 121) umfasst, wobei das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) gegenüber dem mindestens einen Dehnungsgitter (110, 111) in zumindest einer Richtung reduzierten Verformungen ausgesetzt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bremse, die mindestens einen solchen Messaufnehmer (1) aufweist.The invention relates to a sensor (1) for measuring deformations via a change in resistance with a grid structure (100) which is applied to a support body (200). The sensor is characterized in that the grid structure (100) comprises at least one expansion grid (110, 111) and at least one compensation grid (120, 121), the at least one compensation grid (120, 121) being opposite the at least one expansion grid (110, 110). 111) is exposed in at least one direction reduced deformations. The invention further relates to a brake which has at least one such sensor (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Messaufnehmer zur Messung von Verformungen über eine Widerstandsänderung mit einer Gitterstruktur, welche auf einem Tragkörper aufgebracht ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bremse mit einem solchen Messaufnehmer.The invention relates to a sensor for measuring deformations via a resistance change with a grid structure, which is applied to a support body. The invention further relates to a brake with such a sensor.

Messaufnehmer für auf Kräfte bezogene Verformungsmessungen sind in vielen unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Dabei werden häufig Dehnungsmessstreifen verwendet.Sensors for force related deformation measurements are known in many different designs. Strain gauges are often used.

Derartige Messaufnehmer mit z. B. elektrisch aufgedampftem Dünnschichtgitter sind beispielsweise als Scherkraftsensoren ausgelegt und dienen zur Kraftermittlung aus Verformungen (z. B. Dehnungen) an oder in einer kraftführenden Struktur bzw. Strukturbauteil anhand von Widerstandsänderungen. Ein solches Strukturbauteil kann beispielsweise ein Achskörper, eine Wandung, ein Bauteil einer Bremse usw. sein. Ein solcher Sensor weist häufig eine Vorzugsrichtung auf, in der er empfindlicher ist als in anderen Richtungen. Nachteilig bei einem derartigen Sensor ist jedoch, dass Änderungen der Umgebungsbedingugen, beispielsweise Temperaturschwankungen, das Messergebnis stark beeinflussen.Such sensors with z. B. electrically vapor-deposited thin-film gratings are designed for example as shear force sensors and are used for force determination from deformations (eg strains) on or in a force-carrying structure or structural component based on resistance changes. Such a structural component can be, for example, an axle body, a wall, a component of a brake, etc. Such a sensor often has a preferred direction in which it is more sensitive than in other directions. However, a disadvantage of such a sensor is that changes in the ambient conditions, for example temperature fluctuations, strongly influence the measurement result.

DE 10 2008 015 873 A1 beschreibt ein Bremselement und ein Verfahren zum Herstellen eines Bremselementes zum Erfassen einer Verformung einer Bremse für ein Schienenfahrzeug. Die Bremse ist ausgebildet, ein Rad und/oder einen Radsatz des Schienenfahrzeugs mittels eines Reibelementes der Bremse abzubremsen. Dabei weist das Bremselement eine erste Materialdicke in einem ersten Wandabschnitt und eine zweite Materialdicke in einem zweiten Wandabschnitt auf. Die zweite Materialdicke ist dünner als die erste ausgebildet. Auf einer Oberfläche des zweiten Wandabschnitts ist ein Messaufnehmer zum Messen einer Verformung des Bremselementes im zweiten Wandabschnitt angeordnet. DE 10 2008 015 873 A1 describes a brake element and a method for producing a brake element for detecting a deformation of a brake for a rail vehicle. The brake is designed to brake a wheel and / or a wheel set of the rail vehicle by means of a friction element of the brake. In this case, the brake element has a first material thickness in a first wall section and a second material thickness in a second wall section. The second material thickness is thinner than the first one. On a surface of the second wall portion, a sensor for measuring a deformation of the brake element in the second wall portion is arranged.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Messaufnehmer zu schaffen, bei dem das Messergebnis möglichst wenig von Umgebungsparametern, insbesondere einer Umgebungstemperatur beeinflusst wird.It is an object of the invention to provide an improved sensor in which the measurement result is influenced as little as possible by environmental parameters, in particular an ambient temperature.

Es ist eine weitere Aufgabe, eine Bremse mit verbesserter Kraftmessung bereitzustellen.It is another object to provide a brake with improved force measurement.

Die Aufgabe wird durch einen Messaufnehmer bzw. eine Bremse mit einem Messaufnehmer mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object is achieved by a sensor or a brake with a sensor with the respective features of the independent claims.

Ein erfindungsgemäßer Messaufnehmer der eingangs genannten Art weist eine Gitterstruktur auf, die mindestens ein Dehnungsgitter und mindestens ein Kompensationsgitter umfasst, wobei das mindestens eine Kompensationsgitter gegenüber dem mindestens einen Dehnungsgitter zumindest in einer Richtung reduzierten Verformungen ausgesetzt ist.An inventive sensor of the type mentioned has a grid structure comprising at least one expansion grid and at least one compensation grating, wherein the at least one compensation grating is exposed to at least one strain grating reduced in at least one direction deformations.

Das mindestens eine Dehnungsgitter ist beispielsweise mit seiner Vorzugsrichtung in einer bevorzugten Messrichtung des Messaufnehmers angeordnet und zur Verformungserfassung vorgesehen. Gegenüber dem Dehnungsgitter erfährt das Kompensationsgitter nur reduzierte Verfomungen. Es dient zur Kompensation von Umgebungsbedingungen des Messaufnehmers, z. B. zur Temperaturkompensation. Dadurch, dass das mindestens eine Kompensationsgitter nur reduzierten Verformungen ausgesetzt ist, erfährt es zwar den Anteil der Widerstandsänderungen, die durch Änderungen der Umgebungsbedingungen bedingt sind, nicht aber einen verformungsbedingten Anteil. Das Dehnungsgitter erfährt dagegen beide Einflüsse. Ein Vergleich der Widerstandsänderungen des Dehnungsgitters und des Kompensationsgitters ermöglicht es, den Anteil der Widerstandsänderung, der auf der Verformung beruht, von dem Anteil, der durch Änderungen der Umgebungsbedingungen bedingt ist, zu trennen.The at least one expansion grid is arranged, for example, with its preferred direction in a preferred measuring direction of the measuring sensor and provided for deformation detection. Compared to the expansion grid, the compensation grid experiences only reduced deformations. It serves to compensate for environmental conditions of the sensor, z. B. for temperature compensation. Due to the fact that the at least one compensation grid is only exposed to reduced deformations, it experiences the proportion of changes in resistance caused by changes in the ambient conditions, but not a deformation-related proportion. The expansion grid, on the other hand, experiences both influences. A comparison of the resistance changes of the expansion grid and the compensation grid makes it possible to separate the proportion of the resistance change, which is based on the deformation, from the proportion which is caused by changes in the ambient conditions.

Es ist vorgesehen, dass die Gitterstruktur auf einer Oberfläche des Tragkörpers aufgebracht ist. Diese Oberfläche kann so in entsprechender Weise für ein Aufbringen der Gitterstruktur behandelt werden. So kann in einer Ausführung die Gitterstruktur als ein aufgedampftes Dünnschichtgitter ausgebildet sein. Damit ergibt sich ein so genannter Dünnschicht-Messaufnehmer. Dieses Verfahren ist ausgereift und weist hohe Qualitäten auf. Wenn der Grundkörper metallisch ist, wird eine elektrisch isolierende Zwischenschicht aufgebracht.It is envisaged that the grid structure is applied to a surface of the support body. This surface can thus be treated in a corresponding manner for applying the grid structure. Thus, in one embodiment, the grid structure may be formed as a vapor-deposited thin-film grid. This results in a so-called thin-film sensor. This process is mature and has high qualities. If the base body is metallic, an electrically insulating intermediate layer is applied.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Tragkörper einen Grundkörper, auf welchem die Gitterstruktur aufgebracht ist, auf. Dies ergibt einerseits den Vorteil einer einfachen Handhabbarkeit der Gitterstruktur und andererseits den Vorteil einer Anpassung des Messaufnehmers an unterschiedliche Einbaubedingungen. Dabei wird eine Verformung des Grundkörpers, der z. B. plattenförmig ausgebildet sein kann, auf das oder die Dehnungsgitter übertragen. Zur Reduzierung der Verformungen des mindestens einen Kompensationsgitters weist der Grundkörper bevorzugt Einschnitte auf, die das mindestens eine Kompensationsgitter umgeben. Durch die Einschnitte wird der Bereich des Grundkörpers, in dem das mindestens eine Kompensationsgitter angeordnet ist, weniger stark verformt als andere Bereiche. Die Einschnitte umgeben das mindestens eine Kompensationsgitter bevorzugt klammerartig. Die Einschnitte können gerade, gewinkelt oder auch bogenförmig ausgebildet sein. Letzteres ist insbesondere bei einer runden Grundform des Trag- oder Grundkörpers vorteilhaft.In an advantageous embodiment, the support body on a base body on which the grid structure is applied, on. On the one hand, this results in the advantage of easy handling of the lattice structure and, on the other hand, the advantage of adapting the sensor to different installation conditions. In this case, a deformation of the body, the z. B. may be plate-shaped, transferred to the or the expansion grid. In order to reduce the deformations of the at least one compensation grid, the base body preferably has notches which surround the at least one compensation grid. As a result of the cuts, the area of the basic body in which the at least one compensation grid is arranged is less deformed than other areas. The incisions surround the at least one compensation grating, preferably in a clip-like manner. The cuts can be straight, angled or too be formed arcuate. The latter is particularly advantageous in a round basic shape of the support or body.

Einen weiteren Vorteil kann der Tragkörper dadurch bieten, dass er eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verdrehsicherung des Messaufnehmers in bestimmten Einbausituationen bildet.A further advantage of the support body can offer in that it forms a positive and / or cohesive anti-rotation of the sensor in certain installation situations.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tragkörper durch eine dünne Metallfolie gebildet, wobei eine Befestigung der Metallfolie mit einem zu vermessenden Körper nur in Teilbereichen der Metallfolie vorgesehen ist. Das mindestens eine Kompensationsgitter ist so auf der Metallfolie positioniert, dass es außerhalb der befestigten Teilbereiche liegt. Dadurch, dass der Tragkörper eine dünne Metallfolie ist, werden Verformungen des befestigten Teilbereichs nicht oder nur minimal lateral auf die anderen Abschnitte des Tragkörpers übertragen, wodurch das Kompensationgitter nur reduzierte Verformungen erfährt.In a further advantageous embodiment of the support body is formed by a thin metal foil, wherein an attachment of the metal foil is provided with a body to be measured only in partial areas of the metal foil. The at least one compensation grid is positioned on the metal foil so that it lies outside of the attached portions. Due to the fact that the support body is a thin metal foil, deformations of the attached portion are not transferred or only minimally laterally transmitted to the other portions of the support body, whereby the compensation grating undergoes only reduced deformations.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Messaufnehmer ein Dehnungsgitterpaar mit zwei Dehnungsgittern und ein Kompensationsgitterpaar mit zwei Kompensationsgittern auf. Bevorzugt sind die einzelnen Messgitter nach Art einer Wheatstoneschen Brücke elekrisch miteinander verschaltet, wobei die Verschaltung der Gitter weiter bevorzugt bereits auf dem Messaufnehmer erfolgt.In a preferred embodiment, the sensor has a pair of expansion grids with two expansion gratings and a compensation grating pair with two compensation gratings. Preferably, the individual measuring gratings are electrically interconnected in the manner of a Wheatstone bridge, with the interconnection of the gratings more preferably already taking place on the measuring transducer.

Auf diese Weise erfolgt eine Kompensation ohne dass ein zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Trennung der Anteile der Widerstandsänderungen erforderlich wäre. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass bereits vorhandene generelle elektrische Verschaltungsprinzipien, z. B. zur Entstörung des Gesamtwiderstands des Messaufnehmers und eines zusätzlichen Temperaturausgleichs, weiter verwendet werden können. Somit sind in der Messwertverarbeitung und -bearbeitung keine Kosten verursachende Veränderungen, Anpassungen oder Ergänzungen notwendig, denn eine übliche Brückenschaltung der Gitterstruktur kann beibehalten werden.In this way, a compensation without any additional circuit complexity would be required to separate the shares of resistance changes. A particular advantage is that already existing general electrical Verschaltungsprinzipien, z. B. for suppression of the total resistance of the sensor and an additional temperature compensation, can continue to be used. Thus, no cost-causing changes, adjustments or additions are necessary in the measured value processing and processing, because a conventional bridge circuit of the grid structure can be maintained.

In einer Ausführung sind die mindestens zwei Dehnungsgitter längs einer zentralen Mittellinie angeordnet, und die mindestens zwei Kompensationsgitter sind längs einer weiteren Mittellinie angeordnet, wobei die Mittellinie der mindestens zwei Kompensationsgitter die Mittellinie der mindestens zwei Dehnungsgitter in einem Winkel, dessen Wert in einem Bereich von 0° bis 180° liegt, schneidet. In bevorzugter Ausgestaltung kann dieser Winkel 90° betragen. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass die Kompensationsgitter in enger Nachbarschaft mit den Dehnungsgittern liegen, aber durch die bevorzugte Messrichtung nicht oder in nur geringem Maße beeinflusst werden.In one embodiment, the at least two strain gratings are arranged along a central centerline, and the at least two compensation gratings are arranged along another centerline, the centerline of the at least two compensation gratings centering the at least two strain gratings at an angle whose value is in a range of zero ° to 180 °, cuts. In a preferred embodiment, this angle can be 90 °. This advantageously achieves that the compensation gratings are in close proximity to the expansion gratings, but are not or only slightly influenced by the preferred measuring direction.

Für eine Erfassung einer Verformung, die in einer Verformungsrichtung auftritt, wird der Messaufnehmer mit seiner bevorzugten Messrichtung in dieser Verformungsrichtung angeordnet. Dabei ist es vorteilhaft, dass die zentrale Mittellinie der beiden Dehnungsgitter in der Messrichtung des Messaufnehmers verläuft.For detecting a deformation which occurs in a deformation direction, the sensor is arranged with its preferred measuring direction in this deformation direction. It is advantageous that the central center line of the two strain gills in the measuring direction of the sensor runs.

Bevorzugt weist jedes Dehnungsgitter und auch jedes Kompensationsgitter eine Anzahl von untereinander parallel und voneinander beabstandet angeordneten elektrisch leitenden Längsleitern auf, die jeweils in einer elektrischen Reihenschaltung hintereinander elektrisch leitend verbunden sind und – im Fall der Dehnungsgitter – in der Messrichtung des Messaufnehmers verlaufen. Die Gitter weisen in dieser Ausgestaltung eine mäanderförmige Leiterstruktur auf. Die Längsleiter können somit in ihrer Längsrichtung die Erfassung der Verformung in gleicher Richtung ausführen. Die Kompensationsgitter sind dagegen bevorzugt so ausgerichtet, dass ihre Längsleiter quer, insbesondere senkrecht zur bevorzugten Messrichtung verlaufen.Each expansion grid and also each compensation grid preferably has a number of electrically conductive longitudinal conductors arranged parallel to one another and at a distance from each other, which are each electrically conductively connected in series in an electrical series circuit and, in the case of the expansion gratings, extend in the measuring direction of the measuring sensor. The grids have a meander-shaped conductor structure in this embodiment. The longitudinal conductors can thus perform in their longitudinal direction, the detection of the deformation in the same direction. By contrast, the compensation gratings are preferably oriented such that their longitudinal conductors run transversely, in particular perpendicular to the preferred measuring direction.

Eine Bremse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, weist mindestens einen oben beschriebenen Messaufnehmer auf. Damit ist eine präzise Erfassung von Verformungen und somit von in der Bremse wirkenden Kräften, z. B. Bremskraft, in einfacher Weise möglich, wobei das Messergebnis verfälschende Umgebungseinflüsse möglichst kompensiert sind.A brake for a vehicle, in particular a rail vehicle, has at least one sensor as described above. This is a precise detection of deformations and thus of forces acting in the brake, z. B. braking force, in a simple manner possible, the measurement result falsifying environmental influences are compensated as possible.

Hierbei ist vorgesehen, dass der mindestens eine Messaufnehmer in oder an einem Strukturbauteil der Bremse angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Integration des Messaufnehmers in die Bremse.It is provided that the at least one sensor is arranged in or on a structural component of the brake. This results in a simple integration of the sensor in the brake.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention will now be explained in more detail by means of an embodiment with reference to the accompanying drawings. Hereby shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Bremse mit einem erfindungsgemäßen Messaufnehmer; 1 a perspective view of an embodiment of a brake with a sensor according to the invention;

2 eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Strukturbauteils; 2 a schematic sectional view of an exemplary structural component;

3a eine Prinzipdarstellung einer Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers; 3a a schematic representation of a plan view of a first embodiment of a sensor according to the invention;

3b eine Schnittdarstellung des Messaufnehmers gemäß 3a; 3b a sectional view of the sensor according to 3a ;

4 eine schematische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Messaufnehmers; und 4 a schematic plan view of a second embodiment of a sensor; and

5 eine schematische Draufsicht auf den Messaufnehmer gemäß 4 in einer alternativen Verwendung. 5 a schematic plan view of the sensor according to 4 in an alternative use.

Gleiche oder ähnliche Bauteile und Funktionsgruppen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Koordinaten x, y, z dienen zur Orientierung.Identical or similar components and functional groups are provided in the figures with the same reference numerals. Coordinates x, y, z are for orientation.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Bremse 2 mit einem erfindungsgemäßen Messaufnehmer 1 dargestellt. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Strukturbauteils 14.In 1 is a perspective view of an embodiment of a brake 2 with a sensor according to the invention 1 shown. 2 shows a schematic sectional view of an exemplary structural component 14 ,

Die Bremse 2 ist hier nur beispielhaft aufgeführt und einem nicht dargestellten Rad oder Radsatz eines Schienenfahrzeugs zugeordnet. Das Rad bzw. der Radsatz weist eine Bremsscheibe 5 mit einer Bremsscheibendrehachse 7 auf. An der Bremsscheibe 5 ist beiderseits jeweils ein Bremsbelag 4 mit einem Reibbelaghalter 6 angeordnet.The brake 2 is listed here only by way of example and associated with a wheel or wheel set of a rail vehicle, not shown. The wheel or the wheel set has a brake disk 5 with a brake disk axis of rotation 7 on. On the brake disc 5 is on both sides each a brake pad 4 with a friction lining holder 6 arranged.

Ein Strukturbauteil 14 der Bremse 2, welches hier ein Gehäuse ist, ist mit dem unten noch ausführlich beschriebenen Messaufnehmer 1 versehen.A structural component 14 the brake 2 , which is a housing here, is with the below described in detail sensor 1 Mistake.

Eine umfassende Beschreibung und ausführliche Erläuterung der Bremse 2 im Detail kann dem Dokument DE 10 2013 008 185 A1 entnommen werden, wobei die dort verwendeten Bezugszeichen hier in 1 und 2 der Einfachheit halber auch verwendet werden.A comprehensive description and detailed explanation of the brake 2 in detail, the document can DE 10 2013 008 185 A1 are taken, wherein the reference numerals used there in FIG 1 and 2 for the sake of simplicity also be used.

Im Folgenden werden die Bauteile und Funktionsgruppen der Bremse 2 nur kurz angegeben und gegebenenfalls dann näher erläutert, wenn dies im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Messaufnehmer 1 notwendig ist.The following are the components and functional groups of the brake 2 only briefly indicated and, where appropriate, explained in more detail, if this in connection with the sensor according to the invention 1 necessary is.

Die Bremse 2 umfasst zwei Zangenhebel 8, die jeweils mit einem Bremsbelag 4 über einen Reibbelaghalter 6 gekoppelt sind; eine Nachstelleinrichtung 10 zur Einstellung eines definierten axialen Abstands 20; Lagerzapfen 12, an denen die Zangenhebel 8 verschwenkbar angelenkt sind; das Gehäuse 14 als Strukturbauteil 14; ein Bremszylinder 16, wobei der Bremszylinder 16 bei Beaufschlagung mit Bremszylinderdruck 18 die Zangenhebel 8 zusammenzieht und auf diese Weise eine Bremskraft 30 erzeugt wird; eine Rückstelleinrichtung 22; einen Bolzen 24, welcher eine Konsole 26 mit dem Gehäuse 14 verbindet, wobei die Konsole Befestigungsbohrungen 28 zur Befestigung aufweist.The brake 2 includes two clamp levers 8th , each with a brake pad 4 via a friction lining holder 6 coupled; an adjustment device 10 for setting a defined axial distance 20 ; pivot 12 on which the pliers lever 8th are hinged pivotable; the housing 14 as a structural component 14 ; a brake cylinder 16 , where the brake cylinder 16 when pressurized with brake cylinder pressure 18 the pliers lever 8th contracts and in this way a braking force 30 is produced; a reset device 22 ; a bolt 24 which is a console 26 with the housing 14 connects, with the console mounting holes 28 has for attachment.

Das in 2. dargestellte Gehäuse 14 umfasst ein Führungslager 36 zur Zusammenwirkung mit dem Bolzen 24; eine Kammer 38 für den Bremszylinder 16; einen Anschluss 40 für den Bremszylinderdruck 18; einen ersten Wandabschnitt 33, der mit einem zweiten Wandabschnitt 34 verbunden ist. Ein dritter Wandabschnitt 35 verbindet den zweiten Wandabschnitt 34 mit einer Wandung des Führungslagers 36.This in 2 , illustrated housing 14 includes a guide bearing 36 for interaction with the bolt 24 ; a chamber 38 for the brake cylinder 16 ; a connection 40 for the brake cylinder pressure 18 ; a first wall section 33 that with a second wall section 34 connected is. A third wall section 35 connects the second wall section 34 with a wall of the guide bearing 36 ,

Bei einem Bremsvorgang durch Einwirkung der Bremskraft 30 wird eine Reibungskraft 32 erzeugt, die als Radumfangskraft 32 eine Verformung bewirkt, die prinzipiell überall an der Bremse 2 erfasst und gemessen werden kann. In dem Dokument DE 10 2013 008 185 A1 wird beschrieben, dass die Verformung des Gehäuses 14 basierend auf dieser Verformung gemessen wird.In a braking operation by the action of the braking force 30 becomes a frictional force 32 generated as the wheel peripheral force 32 a deformation causes, in principle, anywhere on the brake 2 can be recorded and measured. In the document DE 10 2013 008 185 A1 is described that the deformation of the housing 14 is measured based on this deformation.

Dies erfolgt zwischen dem ersten Wandabschnitt 33 und dem dritten Wandabschnitt 35 an dem zweiten Wandabschnitt 34 des Gehäuses 14. Auf den zweiten Wandabschnitt 34 wirkt in einer x-Richtung eine zwischen einer äußeren Verformung 44 und einer inneren Verformung 46 gemittelte Verformung 48. Ein Messaufnehmer 1 ist auf dem zweiten Wandabschnitt 34 und in einer hohlzylindrig ausgebildeten Ausnehmung/Öffnung 42, die durch eine Wandung 50 gebildet wird, angeordnet.This takes place between the first wall section 33 and the third wall section 35 on the second wall section 34 of the housing 14 , On the second wall section 34 acts in an x-direction one between an outer deformation 44 and an inner deformation 46 averaged deformation 48 , A sensor 1 is on the second wall section 34 and in a hollow-cylindrical recess / opening 42 passing through a wall 50 is formed, arranged.

Die x-Richtung verläuft in Längsrichtung des zweiten Wandabschnitts 34, quer dazu ist eine y-Richtung angeordnet, und eine z-Richtung verläuft in Richtung einer Längsachse der hohlzylindrigen Ausnehmung/Öffnung 42.The x-direction extends in the longitudinal direction of the second wall section 34 A y-direction is arranged transversely thereto, and a z-direction runs in the direction of a longitudinal axis of the hollow-cylindrical recess / opening 42 ,

Der Messaufnehmer 1 ist zur Kraft-bezogenen Verformungsmessung in einer bevorzugten Richtung, und zwar hier in der Richtung des Kraftverlaufs der gemittelten Verformung 48, ausgebildet.The sensor 1 is for force-related strain measurement in a preferred direction, here in the direction of the force curve of the averaged deformation 48 , educated.

In den 3a und 3b ist ein erstes Ausführungsbeispiels eines anmeldungsgemäßen Messaufnehmers dargestellt, der beispielsweise in der Ausnehmung/Öffnung 42 eingesetzt werden kann, um die Verformung 48 zu messen. 3a zeigt den Messaufnehmer 1 in einer Draufsicht und 3b in einer Schnittdarstellung entlang der in der 3a angegebenen Schnittlinie A-A.In the 3a and 3b a first embodiment of an inventive transducer is shown, for example, in the recess / opening 42 can be used to deformation 48 to eat. 3a shows the sensor 1 in a plan view and 3b in a sectional view along in the 3a specified section line AA.

Der Messaufnehmer 1 weist eine Gitterstruktur 100 auf, die ein Dehnungsgitterpaar mit zwei Dehnungsgittern 110, 111 und ein Kompensationsgitterpaar mit zwei Kompensationsgittern 120, 121 umfasst.The sensor 1 has a grid structure 100 on, which is a pair of expansion grids with two expansion grids 110 . 111 and a pair of compensation gratings with two compensation gratings 120 . 121 includes.

Die Leiter der Gitterstruktur 100 können beispielsweise aufgedampft oder aufgesputtert werden. Zur Isolierung der Gitterstruktur 100 von einem in der Regel metallischen Träger wird dabei zunächst eine isolierende Schicht aufgebracht, beispielsweise ebenfalls aufgesputtert. Eine solche Schicht kann beispielsweise keramisch sein.The ladder of the grid structure 100 For example, they can be vapor-deposited or sputtered on. For isolation of the lattice structure 100 an insulating layer is first applied from a usually metallic carrier, for example sputtered on as well. Such a layer may be ceramic, for example.

Jedes Dehnungsgitter 110, 111 weist eine Anzahl von untereinander parallel und voneinander beabstandet angeordneten elektrisch leitenden Längsleitern 140 auf, die jeweils in einer elektrischen Reihenschaltung hintereinander mit bogenförmigen Verbindungen 141 elektrisch leitend verbunden sind. Ein solches Dehnungsgitter 110, 111 ist grundsätzlich bekannt und wird z. B. in Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet. Die beiden Dehnungsgitter 110, 111 sind nicht zwingend, aber bevorzugt gleich ausgebildet. Die Dehnungsgitter 110, 111 sind längs einer zentralen Mittellinie 301 angeordnet, die durch gedachte Mittelpunkte der Dehnungsgitter 110, 111 und in einer bevorzugten Messrichtung 300 des Messaufnehmers 1 verläuft. Die Messrichtung 300 wird nachfolgend auch als x-Richtung bezeichnet. Bei Verwendung in dem Strukturbauteil 14 gemäß 2 verläuft die Messrichtung 300 in Richtung der erwarteten oder zu erwartenden Verformungen 48 des Strukturbauteils 14. Every strain barrier 110 . 111 has a number of mutually parallel and spaced apart electrically conductive longitudinal conductors 140 on, each in a series electrical circuit one behind the other with arcuate connections 141 are electrically connected. Such a strain barrier 110 . 111 is basically known and z. B. in strain gauges (DMS) used. The two strain gills 110 . 111 are not mandatory, but preferably the same. The expansion grid 110 . 111 are along a central midline 301 arranged through imaginary centers of the expansion grid 110 . 111 and in a preferred measuring direction 300 of the sensor 1 runs. The measuring direction 300 is hereinafter also referred to as x-direction. When used in the structural component 14 according to 2 the measuring direction runs 300 in the direction of the expected or expected deformations 48 of the structural component 14 ,

Aufgrund der Ausrichtung der Längsleiter 140 der Dehnungsgitter 110, 111 in der Messrichtung 300 weist jedes der Dehungsgitter 110, 111 in Messrichtung 300 eine deutlich größere Leiterlänge auf als in einer Richtung senkrecht zur Messrichtung 300, die in der 3a auch als y-Richtung dargestellt ist. Eine Auslängung des Dehnungsgitters 110, 111 in der y-Richtung führt entsprechend nur zu einer deutlich geringeren Widerstandsänderung des Dehnungsgitters 110, 111 als eine Auslängung in x-Richtung.Due to the orientation of the longitudinal conductors 140 the expansion grid 110 . 111 in the measuring direction 300 assigns each of the strain grids 110 . 111 in measuring direction 300 a significantly larger conductor length than in a direction perpendicular to the measuring direction 300 in the 3a also shown as y-direction. An extension of the expansion grid 110 . 111 in the y-direction accordingly leads only to a significantly lower resistance change of the expansion grid 110 . 111 as an extension in the x-direction.

Entlang einer in y-Richtung verlaufenden zentralen Mittellinie 302 sind die Kompensationsgitter 120, 121 angeordnet. Jedes der Kompensationsgitter 120, 121 weist wiederum eine Anzahl von untereinander parallelen und voneinander beabstandet elektrisch leitenden Längsleitern 140 auf, die wiederum jeweils in einer elektrischen Reihenschaltung hintereinander mit bogenförmigen Verbindungen 141 elektrisch leitend verbunden sind. Somit entsprechen bezüglich des Grundaufbaus die Kompensationsgitter 120, 121 den Dehnungsgittern 110, 111. Besonders bevorzugt weisen sie zudem gleiche Anzahl an Längsleitern 140 und gleiche Dimensionierung auf. Insgesamt wird durch die Dehnungsgitter 110, 111 und die Kompensationsgitter 120, 121 eine stern- bzw. kreuzförmige Gitterstruktur 100 gebildet.Along a y-axis central axis 302 are the compensation grids 120 . 121 arranged. Each of the compensation grids 120 . 121 again has a number of mutually parallel and spaced electrically conductive longitudinal conductors 140 on, in turn, each in an electrical series circuit one behind the other with arcuate connections 141 are electrically connected. Thus, with respect to the basic structure, the compensation gratings correspond 120 . 121 the expansion lattices 110 . 111 , In addition, they preferably have the same number of longitudinal conductors 140 and same sizing up. Overall, through the expansion grid 110 . 111 and the compensation grids 120 . 121 a star or cross-shaped lattice structure 100 educated.

Die Enden der Leiter benachbarter Dehnungsgitter 110, 111 bzw. Kompensationsgitter 120, 121 sind miteinander vebunden und bilden Anschlusspunkte 130 bis 133 des Messaufnehmers 1. Die Verbindung der Dehnungsgitter 110, 111 bzw. Kompensationsgitter 120, 121 stellt eine Wheatstonesche Messbrückenanordnung dar, die über zwei diagonal gegenüberliegende Anschlusspunkte, beispielsweise die Anschlusspunkte 130 und 131 bzw. 132 und 133 mit einer Spannung beaufschlagt wird. An den jeweils anderen beiden Anschlusspunkten 132 und 133 bzw. 130 und 131 kann eine Messspannung angegriffen werden, die in erster Näherung proportional zur erfahrenen Dehnung oder Kontraktion des Messaufnehmers 1 ist.The ends of the conductors of adjacent strain girds 110 . 111 or compensation grid 120 . 121 are connected with each other and form connection points 130 to 133 of the sensor 1 , The connection of the expansion grid 110 . 111 or compensation grid 120 . 121 represents a Wheatstone bridge arrangement, the two opposite diagonal connection points, such as the connection points 130 and 131 respectively. 132 and 133 is applied with a voltage. At the other two connection points 132 and 133 respectively. 130 and 131 a measurement voltage can be attacked which, in first approximation, is proportional to the experienced strain or contraction of the sensor 1 is.

Durch die Anordnung der Dehnungsgitter 110 und 111 und Kompensationsgitter 120, 121 ist eine hervorragende Temperaturkompensation gewährleistet, insbesondere wenn alle vier Gitter 110, 111, 120, 121 gleiche Leiterlänge und Dimensionierung aufweisen.By the arrangement of the expansion grid 110 and 111 and compensation grid 120 . 121 Excellent temperature compensation is ensured, especially if all four grids 110 . 111 . 120 . 121 have the same conductor length and dimensions.

Bei dem in den 3a und 3b dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gitterstruktur 100 auf einem Tragkörper 200 aufgebracht, der einen Grundkörper 201 mit einer ersten Oberfläche 202 und einer zweiten Oberfläche 203 aufweist. Der Grundkörper 201 ist plattenförmig ausgebildet, wobei er auch in unterschiedlichen geometrischen Formen ausgeführt sein kann.In the in the 3a and 3b illustrated embodiment is the grid structure 100 on a support body 200 Applied to a basic body 201 with a first surface 202 and a second surface 203 having. The main body 201 is plate-shaped, wherein it can also be embodied in different geometric shapes.

In dem gezeigten Beispiel ist der Grundkörper 201 eine kreisrunde Scheibe mit einem umlaufenden Rand 204, welcher sowohl von der ersten Oberfläche 202 in z-Richtung als auch von der zweiten Oberfläche 203 in negativer z-Richtung um ein bestimmtes Maß hervorsteht. Eine solche scheibenartige Ausführung kann z. B. in die hohlzylindrische Ausnehmung 42 des Strukturbauteils 14 gemäß 2 eingepresst werden. Anstelle einer kreisrunden Ausführung kann auch eine ovale Ausführung oder eine Ausführung mit Ecken, Nuten oder sonstigen hervorstehenden oder nach Innen hineinragende Strukturen ausgebildet sein, wodurch gleichzeitig eine formschlüssige Verdrehsicherung des Messaufnehmers 1 gegenüber z. B. dem Strukturbauteil 14 gebildet werden kann. Natürlich ist auch eine stoffschlüssige Verbindung mit Verdrehsicherung möglich, z. B. durch Kleben.In the example shown, the main body 201 a circular disk with a peripheral edge 204 which is from both the first surface 202 in the z-direction as well as from the second surface 203 protrudes in the negative z-direction by a certain amount. Such a disc-like design can, for. B. in the hollow cylindrical recess 42 of the structural component 14 according to 2 be pressed. Instead of a circular design may also be an oval design or a design with corners, grooves or other protruding or inwardly projecting structures may be formed, thereby simultaneously a positive rotation of the sensor 1 opposite z. B. the structural component 14 can be formed. Of course, a cohesive connection with anti-rotation is possible, for. B. by gluing.

Erfindungsgemäß ist bei dem Messaufnehmer 1 gemäß 3a eine Entkopplung der Kompensationsgitter 120, 121 von einer Kontraktion oder einer Dehnung des Tragkörpers 200 in der y-Richtung, d. h. senkrecht zur Messrichtung 300, umgesetzt. Beim Ausführungsbeispiel der 3a und 3b wird dieses durch Einschnitte 206 erreicht, die in y-Richtung klammerartig um die Kompensationsgitter 120, 121 herum angeordnet sind. Durch die Einschnitte 206 wird erreicht, dass eine Verformung des Rands 204 zumindest im Bereich der Komponsationsgitter 120, 121 sich nicht oder nur unwesentlich auf die Grundplatte 201 und damit auf die Kompensationsgitter 120, 121 überträgt.According to the invention is in the sensor 1 according to 3a a decoupling of the compensation grid 120 . 121 from a contraction or elongation of the support body 200 in the y-direction, ie perpendicular to the direction of measurement 300 , implemented. In the embodiment of 3a and 3b This is through cuts 206 reached in the y-direction like a bracket around the compensation grid 120 . 121 are arranged around. Through the cuts 206 is achieved that a deformation of the edge 204 at least in the area of the composing grid 120 . 121 not or only insignificantly on the base plate 201 and thus on the compensation grid 120 . 121 transfers.

Eine Dehnung oder Kontraktion des Messaufnehmers 1 in der x-Richtung, also in der Messrichtung 300, führt zu einer großen Widerstandsänderung bei den Dehnungsgittern 110, 111, jedoch aufgrund der Ausrichtung der Längsleiter 140 nur zu einer geringen Widerstandsänderung in den Kompensationsgittern 120, 121. Als Folge ist ein hohes Ausgangssignal an der Whetstoneschen Messbrücke messbar.An elongation or contraction of the sensor 1 in the x-direction, ie in the direction of measurement 300 , leads to a large resistance change in the expansion grids 110 . 111 , but due to the orientation of the longitudinal conductors 140 only too a small change in resistance in the compensation grids 120 . 121 , As a consequence, a high output signal can be measured at the Whetstone bridge.

Bei Kontraktion oder Dehnung in y-Richtung, also senkrecht zur Messrichtung 300, zeigen die Dehnungsgitter 110, 111 nur eine geringe Widerstandsänderung. Die Kompensationsgitter 120, 121 zeigen aufgrund der mechanischen Entkopplung durch die Schlitze 206 ebenfalls eine nur geringe oder vollständig vernachlässigbare Widerstandsänderung. In Folge ist das am Ausgang der Messbrücke messbare Signal deutlich kleiner als bei Kontraktion oder Dehnung in x-Richtung.For contraction or expansion in the y-direction, ie perpendicular to the direction of measurement 300 , show the expansion grid 110 . 111 only a small resistance change. The compensation grids 120 . 121 show due to the mechanical decoupling through the slots 206 also a small or completely negligible resistance change. As a result, the measurable signal at the output of the measuring bridge is significantly smaller than when contraction or strain in the x-direction.

4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines anmeldungsgemäßen Messaufnehmers 1. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in dieser wie der folgenden Figur gleiche oder gleiche Elemente wie bei den 3a und 3b. 4 shows a second embodiment of a transducer according to the application 1 , The same reference numerals in this as the following figure identify the same or the same elements as in the 3a and 3b ,

Bezüglich des Grundaufbaus entspricht der in 4 in einer schematischen Draufsicht dargestellte Messaufnehmer 1 dem in 3a gezeigten. Auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel wird hiermit ausdrücklich verwiesen.With regard to the basic structure corresponds to in 4 in a schematic plan view illustrated sensor 1 the in 3a shown. The description of the first embodiment is hereby expressly made.

Insbesondere weist der Messaufnehmer 1 wiederum einen Tragkörper 200 und eine darauf aufgebrachte Gitterstruktur 100 auf. Letztere umfasst wiederum die kreuzförmig angeordneten Dehnungsgitter 110, 111 bzw. Kompensationsgitter 120, 121, die in den Anschlusspunkten 130 bis 133 elektrisch miteinander verbunden sind.In particular, the sensor has 1 again a supporting body 200 and a grid structure applied thereto 100 on. The latter in turn comprises the cross-shaped strain grids 110 . 111 or compensation grid 120 . 121 in the connection points 130 to 133 electrically connected to each other.

Im Unterschied zu dem Tragkörper 200 des ersten Ausführungsbeispiels aus den 3a und 3b, der einen vergleichsweise massiven plattenförmigen Grundkörper 201 aufweist, ist vorliegend als Tragkörper 200 eine Metallfolie 210 vorgesehen. Die Metallfolie 210 ist bezüglich ihrer äußeren Abmessungen der kreuzförmigen Grundform der Gitterstruktur 100 angepasst. Die entstehende Grundform weist einen mittleren zentralen Bereich auf, in dem sich die Anschlusspunkte 130133 befinden, sowie davon radial abstehende Flügel, die jeweils eines der Dehnungsgitter 110, 111 bzw. Kompensationsgitter 120, 121 tragen. An den vier Eckpunkten des zentralen Bereichs, an denen Seitenkanten zweier benachbarter Flügel aufeinander treffen, können Ausnehmungen z. B. in Form von Dreiviertelkreisen eingebracht sein.In contrast to the support body 200 of the first embodiment of the 3a and 3b , the relatively massive plate-shaped body 201 has, is present as a supporting body 200 a metal foil 210 intended. The metal foil 210 is with respect to their outer dimensions of the cruciform basic shape of the lattice structure 100 customized. The resulting basic shape has a central central area in which the connection points 130 - 133 and radially protruding wings, each one of the expansion grid 110 . 111 or compensation grid 120 . 121 wear. At the four corners of the central region, where side edges of two adjacent wings meet, recesses z. B. be introduced in the form of three-quarter circles.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Entkopplung der Kompensationsgitter 120, 121 von einer Dehnung oder Kompression entlang der y-Richtung dadurch, dass nur die den Dehnungsgittern 110, 111 zugeordneten Bereiche der Metallfolie 210 am Messobjekt festgelegt sind. Diese Festlegung kann beispielsweise, wie in 4 angedeutet, durch Schweißverbindungen 211 erfolgen. Durch die Ausführung des Tragkörpers 200 als dünne Metallfolie 210 und zusätzlich durch die kreuzförmige Form der Metallfolie 210 sind die Kompensationsgitter 120, 121 im Wesentlichen von jeglicher Kontraktion oder Ausdehnung des Messobjekts entkoppelt. Die Entkopplung wird zusätzlich durch die in 4 sichtbaren dreiviertelkreisförmigen Ausnehmungen in den Ecken des zentralen Bereichs unterstützt.At the in 4 illustrated embodiment, a decoupling of the compensation grid 120 . 121 from stretching or compressing along the y-direction by only allowing the expansion lattices 110 . 111 associated areas of the metal foil 210 are determined on the measured object. For example, this definition may be as in 4 indicated by welded joints 211 respectively. By the execution of the support body 200 as a thin metal foil 210 and additionally by the cruciform shape of the metal foil 210 are the compensation grids 120 . 121 essentially decoupled from any contraction or expansion of the measurement object. The decoupling is additionally by the in 4 visible three-quarter circular recesses in the corners of the central area supported.

5 zeigt eine alternative Verwendung des Messaufnehmers 1 gemäß 4. Der Messaufnehmer 1 aus 4 kann falls gewünscht auch in Art eines konventionellen Messaufnehmers verwendet werden, der Längenänderungen sowohl in x-, als auch in y-Richtung misst. Zu diesem Zweck wird der Messaufnehmer 1 nicht nur im Bereich der Dehnungsgitter 110, 111, sondern auch im Bereich der Kompensationsgitter 120, 121 mit dem Messmaterial verbunden, beispielsweise dadurch, dass auch im Bereich der Kompensationsgitter 120, 121 die Metallfolie 210 über Schweißverbindungen 211 mit dem Messmaterial verbunden ist. 5 shows an alternative use of the sensor 1 according to 4 , The sensor 1 out 4 If desired, it can also be used in the manner of a conventional sensor which measures changes in length in both the x and y directions. For this purpose, the sensor becomes 1 not only in the area of the expansion grid 110 . 111 , but also in the field of compensation grids 120 . 121 connected to the measurement material, for example by the fact that in the area of the compensation grid 120 . 121 the metal foil 210 via welded joints 211 connected to the measurement material.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird eine Verwendung der Messaufnehmer 1 im Zusammenhang mit einer Bremse erläutert. Grundsätzlich ist der anmeldungsgemäße Messaufnehmer nicht nur im Zusammenhang mit Bremsen, sondern bei vielen unterschiedlichen Verformungsmessungen von unterschiedlichen Bauteilen einsetzbar.In the context of this application is a use of the sensor 1 explained in connection with a brake. Basically, the transducer according to the application not only in connection with brakes, but in many different deformation measurements of different components can be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Messaufnehmersensor
22
Bremsebrake
44
Reibbelagfriction lining
55
Bremsscheibebrake disc
66
ReibbelaghalterReibbelaghalter
77
BremsscheibendrehachseBrake disk rotational axis
88th
Zangenhebelcaliper lever
1010
Nachstelleinrichtungreadjustment
1212
Lagerzapfenpivot
1414
Strukturbauteil/GehäuseStructural component / Housing
1616
Bremszylinderbrake cylinder
1818
BremszylinderdruckBrake cylinder pressure
2020
Axialer AbstandAxial distance
2222
RückstelleinrichtungReset device
2424
Bolzenbolt
2626
Konsoleconsole
2828
Befestigungsbohrungmounting hole
3030
Bremskraftbraking force
3232
Reibungskraft/RadumfangskraftFrictional force / wheel peripheral
33–3533-35
Wandabschnittwall section
3636
Führungslagerguide bearing
3838
Kammerchamber
4040
Anschlussconnection
42 42
Ausnehmung/Öffnung im ersten WandabschnittRecess / opening in the first wall section
4444
Äußere VerformungExternal deformation
4646
Innere VerformungInner deformation
4848
Gemittelte VerformungAverage deformation
5050
Wandungwall
100100
Gitterstrukturlattice structure
110–111110-111
Dehnungsgittergrid expansion
120–121120-121
Kompensationsgittercompensation grid
130–133130-133
Anschlussverbindungport connection
140140
Längsleiterlongitudinal conductor
141141
Verbindungconnection
200200
Tragkörpersupporting body
201201
Grundkörperbody
202–203202-203
Oberflächesurface
204204
Randedge
205205
Wandflächewall surface
210210
Metallfoliemetal foil
211211
Schweißverbindungwelded joint
300300
Messrichtung/VerformungsrichtungMeasuring direction / direction of deformation
301, 302301, 302
Mittelliniecenter line
x, y, zx, y, z
Koordinatencoordinates

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008015873 A1 [0004] DE 102008015873 A1 [0004]
  • DE 102013008185 A1 [0032, 0036] DE 102013008185 A1 [0032, 0036]

Claims (13)

Messaufnehmer (1) zur Messung von Verformungen über eine Widerstandsänderung mit einer Gitterstruktur (100), welche auf einem Tragkörper (200) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (100) mindestens ein Dehnungsgitter (110, 111) und mindestens ein Kompensationsgitter (120, 121) umfasst, wobei das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) gegenüber dem mindestens einen Dehnungsgitter (110, 111) in zumindest einer Richtung reduzierten Verformungen ausgesetzt ist.Sensor ( 1 ) for measuring deformations via a resistance change with a grid structure ( 100 ), which on a support body ( 200 ), characterized in that the lattice structure ( 100 ) at least one expansion grid ( 110 . 111 ) and at least one compensation grid ( 120 . 121 ), wherein the at least one compensation grid ( 120 . 121 ) relative to the at least one expansion grid ( 110 . 111 ) is exposed in at least one direction reduced deformations. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 1, bei dem der Tragkörper (200) einen Grundkörper (201) aufweist, auf dem die Gitterstruktur (100) aufgebracht ist.Sensor ( 1 ) according to claim 1, wherein the supporting body ( 200 ) a basic body ( 201 ), on which the grid structure ( 100 ) is applied. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 2, bei dem der Grundkörper (201) plattenförmig ausgebildet ist und Einschnitte (206) aufweist, die das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) umgeben.Sensor ( 1 ) according to claim 2, in which the main body ( 201 ) is plate-shaped and incisions ( 206 ) having the at least one compensation grid ( 120 . 121 ) surround. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 3, bei dem die Einschnitte (206) das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) klammerartig umgeben.Sensor ( 1 ) according to claim 3, wherein the cuts ( 206 ) the at least one compensation grid ( 120 . 121 ) surrounded like a clip. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 1, bei dem der Tragkörper (200) durch eine Metallfolie (210) gebildet ist, wobei eine Befestigung der Metallfolie mit einem zu vermessenden Körper nur in Teilbereichen der Metallfolie (210) vorgesehen ist.Sensor ( 1 ) according to claim 1, wherein the supporting body ( 200 ) through a metal foil ( 210 ), wherein an attachment of the metal foil with a body to be measured only in partial areas of the metal foil ( 210 ) is provided. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 5, bei dem das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) so auf der Metallfolie (210) positioniert ist, dass es außerhalb der befestigten Teilbereiche liegt.Sensor ( 1 ) according to claim 5, wherein the at least one compensation grid ( 120 . 121 ) so on the metal foil ( 210 ) is positioned so that it lies outside of the attached portions. Messaufnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend ein Dehnungsgitterpaar mit zwei Dehnungsgittern (110, 111) und ein Kompensationsgitterpaar mit zwei Kompensationsgittern (120, 121).Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, comprising a pair of expansion gratings with two expansion gratings ( 110 . 111 ) and a compensation grating pair with two compensation grids ( 120 . 121 ). Messaufnehmer (1) nach Anspruch 7, bei dem die beiden Dehnungsgitter (110, 111) und die beiden Kompensationsgitter (120, 121) nach Art einer Wheatstoneschen Brücke elekrisch miteinander verschaltet sind.Sensor ( 1 ) according to claim 7, wherein the two expansion gratings ( 110 . 111 ) and the two compensation gratings ( 120 . 121 ) are electrically interconnected in the manner of a Wheatstone bridge. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die mindestens zwei Dehnungsgitter (110, 111) längs einer zentralen Mittellinie (301) angeordnet sind, und bei dem die mindestens zwei Kompensationsgitter (120, 121) längs einer Mittellinie (302) angeordnet sind, wobei die Mittellinie (302) der mindestens zwei Kompensationsgitter (120, 121) die Mittellinie (301) der mindestens zwei Dehnungsgitter (110, 111) in einem Winkel, dessen Wert in einem Bereich von 0° bis 180° liegt und bevorzugt 90° beträgt, schneidet.Sensor ( 1 ) according to claim 7 or 8, wherein the at least two expansion gratings ( 110 . 111 ) along a central midline ( 301 ) are arranged, and wherein the at least two compensation grids ( 120 . 121 ) along a center line ( 302 ), wherein the center line ( 302 ) the at least two compensation grids ( 120 . 121 ) the center line ( 301 ) of the at least two expansion gratings ( 110 . 111 ) at an angle whose value is in a range of 0 ° to 180 ° and is preferably 90 °. Messaufnehmer (1) nach Anspruch 9, bei dem die zentrale Mittellinie (301) der beiden Dehnungsgitter (110, 111) in einer Messrichtung (300) des Messaufnehmers (1) verläuft.Sensor ( 1 ) according to claim 9, wherein the central center line ( 301 ) of the two expansion gratings ( 110 . 111 ) in a measuring direction ( 300 ) of the sensor ( 1 ) runs. Messaufnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das mindestens eine Dehnungsgitter (110, 111) und/oder das mindestens eine Kompensationsgitter (120, 121) eine Anzahl von untereinander parallel und voneinander beabstandet angeordneten elektrisch leitenden Längsleitern (140) aufweist, die jeweils in einer elektrischen Reihenschaltung hintereinander elektrisch leitend verbunden sind.Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, in which the at least one expansion grid ( 110 . 111 ) and / or the at least one compensation grid ( 120 . 121 ) a number of mutually parallel and spaced apart electrically conductive longitudinal conductors ( 140 ), which are each connected in an electrical series circuit one behind the other electrically conductive. Bremse (2) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit mindestens einem Messaufnehmer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Brake ( 2 ) for a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one sensor ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Bremse (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Messaufnehmer (1) in oder an einem Strukturbauteil (14) der Bremse (2) angeordnet ist.Brake ( 2 ) according to claim 12, characterized in that the at least one sensor ( 1 ) in or on a structural component ( 14 ) of the brake ( 2 ) is arranged.
DE102016111881.8A 2016-06-29 2016-06-29 Measuring sensor for measuring deformations and brake with such a sensor Ceased DE102016111881A1 (en)

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