DE102019202272A1

DE102019202272A1 - Device for vehicle frame torsion measurement

Info

Publication number: DE102019202272A1
Application number: DE102019202272.3A
Authority: DE
Inventors: Oleg Friesen; Karsten Jacob; Matthias Quaing; Radja Mitra
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung, mit zwei in einer Längsrichtung (x) im Abstand zueinander angeordneten und sich jeweils in einer Querrichtung (y) erstreckenden Hebeln (2, 3), die jeweils über ein erstes Gelenk (4, 15) mit einem sich in Längsrichtung (x) erstreckenden ersten Längsträger (7) eines Fahrzeugrahmens (8) verbindbar sind, zwei Koppelstangen (10, 19), die jeweils über ein zweites Gelenk (9, 18) mit jeweils einem der Hebel (2, 3) und jeweils über ein drittes Gelenk (11, 20) mit einem sich in Längsrichtung (x) erstreckenden zweiten Längsträger (13) des Fahrzeugrahmens (8) verbindbar sind, einer sich zwischen den beiden Hebeln (2, 3) in Längsrichtung (x) erstreckenden Drehstabfeder (23), die mit jedem der Hebel (2, 3) drehstarr verbunden ist, und einem Messwertgeber (26), mittels welchem eine Torsion der Drehstabfeder (23) an einem zwischen den beiden Hebeln (2, 3) an der Drehstabfeder (23) vorgesehenen Messort (24) erfassbar ist.

Device for vehicle frame torsion measurement, with two levers (2, 3) arranged at a distance from one another in a longitudinal direction (x) and each extending in a transverse direction (y), each of which has a first joint (4, 15) with a longitudinal direction ( x) extending first longitudinal member (7) of a vehicle frame (8) can be connected, two coupling rods (10, 19), each via a second joint (9, 18) with one of the levers (2, 3) and each via a third Joint (11, 20) can be connected to a second longitudinal member (13) of the vehicle frame (8) extending in the longitudinal direction (x), a torsion bar spring (23) extending between the two levers (2, 3) in the longitudinal direction (x), which is torsionally rigidly connected to each of the levers (2, 3), and a measuring transducer (26), by means of which a torsion of the torsion bar spring (23) at a measuring location provided between the two levers (2, 3) on the torsion bar spring (23) ( 24) is detectable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung.The invention relates to a device for measuring vehicle frame torsion.

Fahrzeugrahmen, wie beispielsweise Leiterrahmen von Lastkraftwagen, weisen allgemein eine gewisse Torsionsnachgiebigkeit auf. Die Ermittlung einer Torsion im Sinne einer Verwindung oder Verdrehung des Fahrzeugrahmens, die sich unter einer Torsionsbeanspruchung des Fahrzeugrahmens einstellt, ist unter anderem für die konstruktive Auslegung von Bauteilen des Fahrzeugrahmens von Bedeutung - beispielsweise für die konstruktive Auslegung eines Querträgers, der zwei Längsträger eines Leiterrahmens miteinander verbindet. Die Fahrzeugrahmentorsion wird in der Regel auf Schlechtwegstrecken oder auf Torsionsprüfständen ermittelt. Vorrichtungen zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der KR20050110916 A ist eine Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung offenbart, die an zumindest einem Längsträger eines Fahrzeugrahmens angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Längsträgers erstreckt. Die Fahrzeugrahmentorsionsmessvorrichtung weist ein sich in Längsrichtung des Längsträgers erstreckendes Rohr auf, das an einem Ende über eine Feder an einen Winkelsensor angebunden ist. Durch eine derartige Messanordnung kann eine Torsion des Längsträgers ermittelt werden. Durch diese Messung kann allerdings nicht in jedem Fall auf die Torsion des Fahrzeugrahmens geschlossen werden.Vehicle frames, such as the ladder frames of trucks, generally have some torsional compliance. The determination of a torsion in the sense of a twisting or twisting of the vehicle frame, which occurs when the vehicle frame is subjected to torsional stress, is important, among other things, for the structural design of components of the vehicle frame - for example for the structural design of a cross member, the two longitudinal members of a ladder frame with one another connects. The vehicle frame torsion is usually determined on rough roads or on torsion test stands. Devices for measuring vehicle frame torsion are known from the prior art. In the KR20050110916 A a device for vehicle frame torsion measurement is disclosed which is arranged on at least one longitudinal member of a vehicle frame and extends essentially over the entire length of the longitudinal member. The vehicle frame torsion measuring device has a tube which extends in the longitudinal direction of the longitudinal member and is connected at one end to an angle sensor via a spring. A torsion of the side member can be determined by such a measuring arrangement. However, this measurement cannot always be used to infer the torsion of the vehicle frame.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung zu schaffen, mittels welcher die Torsion eines Fahrzeugrahmens messbar ist. Insbesondere soll das Messergebnis weitgehend unabhängig von anderen Bewegungen des Fahrzeugrahmens sein, insbesondere unabhängig von Bewegungen einzelner Komponenten des Fahrzeugrahmens wie beispielsweise einer Verwindung eines Längsträgers des Fahrzeugrahmens in sich. Vorzugsweise soll die Vorrichtung das mechanische Verhalten des Fahrzeugrahmens nicht wesentlich beeinflussen.The invention is therefore based on the object of creating a device for vehicle frame torsion measurement, by means of which the torsion of a vehicle frame can be measured. In particular, the measurement result should be largely independent of other movements of the vehicle frame, in particular independent of movements of individual components of the vehicle frame such as, for example, a twisting of a longitudinal member of the vehicle frame itself. The device should preferably not significantly influence the mechanical behavior of the vehicle frame.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.This object is achieved by a device for vehicle frame torsion measurement according to claim 1. Preferred developments of this device are given in the subclaims and in the following description.

Die Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung weist zwei in einer Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnete und sich jeweils in einer Querrichtung erstreckende Hebel, die jeweils über ein erstes Gelenk mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden ersten Längsträger eines Fahrzeugrahmens verbindbar sind, zwei Koppelstangen, die jeweils über ein zweites Gelenk mit jeweils einem der Hebel und jeweils über ein drittes Gelenk mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden zweiten Längsträger des Fahrzeugrahmens verbindbar sind, eine sich zwischen den beiden Hebeln in Längsrichtung erstreckende Drehstabfeder, die mit jedem der Hebel drehstarr verbunden ist, und einen Messwertgeber auf, mittels welchem eine Torsion der Drehstabfeder an einem zwischen den beiden Hebeln an der Drehstabfeder vorgesehenen Messort erfassbar ist.The device for vehicle frame torsion measurement has two levers, which are arranged at a distance from one another in a longitudinal direction and each extend in a transverse direction, and which can each be connected via a first joint to a longitudinally extending first longitudinal member of a vehicle frame, two coupling rods, each of which has a second joint can be connected to one of the levers each and via a third joint to a longitudinally extending second longitudinal member of the vehicle frame, a torsion bar spring extending between the two levers in the longitudinal direction, which is connected to each of the levers in a torsionally rigid manner, and a transducer on, by means of which a torsion of the torsion bar spring can be detected at a measurement location provided between the two levers on the torsion bar spring.

Durch diese Vorrichtung lässt sich eine Torsion des Fahrzeugrahmens nahezu unverfälscht, also weitgehend unabhängig von anderen Bewegungen des Fahrzeugrahmens, in die Drehstabfeder einleiten, sodass eine Messung der Torsion der Drehstabfeder ein Maß für die Torsion des Fahrzeugrahmens bildet. Insbesondere charakterisiert die Torsion der Drehstabfeder am Messort die oder eine Torsion des Fahrzeugrahmens.With this device, a torsion of the vehicle frame can be introduced into the torsion bar spring in an almost undistorted manner, i.e. largely independently of other movements of the vehicle frame, so that a measurement of the torsion of the torsion bar spring forms a measure of the torsion of the vehicle frame. In particular, the torsion of the torsion bar spring at the measurement location characterizes the torsion or a torsion of the vehicle frame.

Die Querrichtung verläuft insbesondere quer zur Längsrichtung. Vorzugsweise verläuft quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung eine Hochrichtung. Die Längsrichtung ist insbesondere eine Fahrzeuglängsrichtung. Die Querrichtung ist bevorzugt eine Fahrzeugquerrichtung. Die Hochrichtung ist vorzugsweise eine Fahrzeughochrichtung.The transverse direction runs in particular transversely to the longitudinal direction. A vertical direction preferably runs transversely to the longitudinal direction and transversely to the transverse direction. The longitudinal direction is in particular a vehicle longitudinal direction. The transverse direction is preferably a vehicle transverse direction. The vertical direction is preferably a vehicle vertical direction.

Der Fahrzeugrahmen bildet insbesondere den Fahrzeugrahmen eines Fahrzeugs, welches vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Sattelauflieger oder eine Sattelzugmaschine ist. Bevorzugt bildet der Fahrzeugrahmen einen Leiterrahmen. Insbesondere sind die Längsträger in Querrichtung im Abstand zueinander angeordnet. Vorteilhaft umfasst der Fahrzeugrahmen mehrere mit den Längsträgern, vorzugsweise starr, verbundene Querträger, die sich jeweils zwischen den beiden Längsträgern, insbesondere in Querrichtung, erstrecken.The vehicle frame in particular forms the vehicle frame of a vehicle, which is preferably a utility vehicle, for example a semi-trailer or a tractor unit. The vehicle frame preferably forms a lead frame. In particular, the longitudinal beams are arranged at a distance from one another in the transverse direction. The vehicle frame advantageously comprises a plurality of cross members, preferably rigidly connected to the longitudinal members, which each extend between the two longitudinal members, in particular in the transverse direction.

Gemäß einer Weiterbildung sind zwei, insbesondere lösbar, mit dem ersten Längsträger verbindbare erste Befestigungsvorrichtungen, mit denen jeweils eines der ersten Gelenke verbunden ist, und zwei, insbesondere lösbar, mit dem zweiten Längsträger verbindbare zweite Befestigungsvorrichtungen vorgesehen, mit denen jeweils eines der dritten Gelenke verbunden ist. Die Lösbarkeit der Befestigungsvorrichtungen ist vorteilhaft, da sich somit die Hebel zusammen mit den Gelenken, den Koppelstangen und den Befestigungsvorrichtungen von dem Fahrzeugrahmen trennen und an einem anderen Fahrzeugrahmen montieren lassen.According to a further development, two, in particular detachably, connectable to the first longitudinal beam, with each of which one of the first joints is connected, and two, in particular detachable, second fastening devices connectable to the second longitudinal beam, with each of which one of the third joints is connected is. The detachability of the fastening devices is advantageous because the levers together with the joints, the coupling rods and the fastening devices can thus be separated from the vehicle frame and mounted on another vehicle frame.

Bevorzugt sind die ersten Befestigungsvorrichtungen jeweils starr mit dem ersten Längsträger und die zweiten Befestigungsvorrichtungen jeweils starr mit dem zweiten Längsträger verbindbar. Beispielsweise sind die Befestigungsvorrichtungen jeweils als Klemmschuh ausgebildet.Preferably, the first fastening devices can each be rigidly connected to the first longitudinal member and the second fastening devices can each be rigidly connected to the second longitudinal member. For example, the fastening devices are each designed as a clamping shoe.

Die ersten Gelenke und die zweiten Gelenke weisen bevorzugt mehrere, insbesondere drei, Drehfreiheitsgrade auf. Vorzugsweise weisen die ersten Gelenke und die zweiten Gelenke keine translatorischen Freiheitsgrade auf. Bevorzugt sind die ersten Gelenke und die zweiten Gelenke jeweils als Kugelgelenk ausgebildet. Vorzugsweise sind die zweiten Gelenke, insbesondere in Querrichtung, im Abstand zu den ersten Gelenken angeordnet. Bevorzugt ist jedes zweite Gelenk, insbesondere in Querrichtung, im Abstand zu dem ersten Gelenk des jeweiligen Hebels angeordnet. Vorteilhaft ist jedes erste Gelenk zu dem ersten Längsträger und/oder zu der jeweiligen ersten Befestigungsvorrichtung über einen Abstandshalter, vorzugsweise in Hochrichtung, im Abstand gehalten. Bevorzugt ist jeder Abstandshalter mit dem ersten Längsträger und/oder mit der jeweiligen ersten Befestigungsvorrichtung fest und/oder starr verbunden. Vorzugsweise ist jeder Abstandshalter mit dem ersten Längsträger und/oder mit der jeweiligen ersten Befestigungsvorrichtung verschraubt. Durch die Verschraubungen ist es insbesondere möglich, den Abstand zwischen jedem ersten Gelenk und dem ersten Längsträger und/oder der jeweiligen ersten Befestigungsvorrichtung einzustellen.The first joints and the second joints preferably have several, in particular three, degrees of freedom of rotation. The first joints and the second joints preferably have no translational degrees of freedom. The first joints and the second joints are preferably each designed as a ball joint. The second joints are preferably arranged at a distance from the first joints, in particular in the transverse direction. Preferably, every second joint, in particular in the transverse direction, is arranged at a distance from the first joint of the respective lever. Each first joint is advantageously kept at a distance from the first longitudinal member and / or from the respective first fastening device via a spacer, preferably in the vertical direction. Each spacer is preferably firmly and / or rigidly connected to the first longitudinal member and / or to the respective first fastening device. Each spacer is preferably screwed to the first longitudinal member and / or to the respective first fastening device. The screw connections make it possible in particular to adjust the distance between each first joint and the first longitudinal member and / or the respective first fastening device.

Die dritten Gelenke weisen bevorzugt jeweils einen oder genau einen Drehfreiheitsgrad auf. Vorzugsweise weisen die dritten Gelenke keine translatorischen Freiheitsgrade auf. Vorteilhaft sind die dritten Gelenke jeweils als Drehgelenk oder als Kugelgelenk ausgebildet. Insbesondere ist über jedes dritte Gelenk oder Drehgelenk die jeweilige Koppelstange um eine in Längsrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbar mit dem zweiten Längsträger und/oder mit der jeweiligen zweiten Befestigungsvorrichtung verbindbar bzw. verbunden. Vorzugsweise sind die dritten Gelenke im Abstand zu den zweiten Gelenken und/oder im Abstand zu den Hebeln angeordnet. Insbesondere ist jedes dritte Gelenk im Abstand zu dem zweiten Gelenk der jeweiligen Koppelstange und/oder zu dem jeweiligen Hebel angeordnet.The third joints preferably each have one or precisely one degree of freedom of rotation. The third joints preferably have no translational degrees of freedom. The third joints are each advantageously designed as a swivel joint or as a ball joint. In particular, the respective coupling rod can be connected or connected to the second longitudinal member and / or to the respective second fastening device in a pivotable manner about a pivot axis running in the longitudinal direction via every third joint or rotary joint. The third joints are preferably arranged at a distance from the second joints and / or at a distance from the levers. In particular, every third joint is arranged at a distance from the second joint of the respective coupling rod and / or from the respective lever.

Die Hebel sind z.B. jeweils gerade oder gekröpft ausgebildet. Ferner ist es möglich, dass einer der Hebel gerade und der andere der Hebel gekröpft ausgebildet ist. Insbesondere können die Hebel beliebig gekröpft ausgebildet sein. Durch die gekröpfte Ausbildung der Hebel können diese um Fahrzeugteile herumgeführt werden. Die Koppelstangen sind bevorzugt jeweils gerade ausgebildet.The levers are e.g. each straight or cranked. It is also possible that one of the levers is straight and the other of the levers is cranked. In particular, the levers can be cranked as desired. Due to the cranked design of the levers, they can be guided around vehicle parts. The coupling rods are preferably each straight.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Drehstabfeder in Querrichtung gegenüber dem Fahrzeugrahmen oder gegenüber der Mitte zwischen den Längsträgern oder gegenüber der Mitte zwischen den ersten Gelenken und den zweiten Gelenken versetzt angeordnet. Eine in Querrichtung mittige Anordnung der Drehstabfeder ist häufig aufgrund baulicher Gegebenheiten nicht möglich. Alternativ ist die Drehstabfeder in Querrichtung z.B. mittig zum Fahrzeugrahmen oder mittig zwischen den Längsträgern oder mittig zwischen den ersten Gelenken und den zweiten Gelenken angeordnet.According to one embodiment, the torsion bar spring is arranged offset in the transverse direction with respect to the vehicle frame or with respect to the center between the longitudinal members or with respect to the center between the first joints and the second joints. A central arrangement of the torsion bar in the transverse direction is often not possible due to structural conditions. Alternatively, the transverse torsion bar spring is e.g. arranged centrally to the vehicle frame or centrally between the side members or centrally between the first joints and the second joints.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Drehstabfeder bezüglich einer in Längsrichtung verlaufenden Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Hierdurch wird insbesondere die Torsionsmessung erleichtert. Bevorzugt ist die Drehstabfeder als Rohr ausgebildet ist. Somit kann z.B. Gewicht eingespart werden. Vorzugsweise ist die Drehstabfeder im Bereich des Messorts im Durchmesser reduziert ist. Somit kann die Torsion der Drehstabfeder insbesondere am Messort konzentriert werden. Vorteilhaft ist die Drehstabfeder mit jedem der Hebel starr verbunden.According to a development, the torsion bar spring is designed to be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis running in the longitudinal direction. This particularly facilitates the torsion measurement. The torsion bar spring is preferably designed as a tube. Thus e.g. Weight can be saved. The torsion bar spring is preferably reduced in diameter in the area of the measurement location. In this way, the torsion of the torsion bar spring can be concentrated in particular at the measuring location. The torsion bar spring is advantageously rigidly connected to each of the levers.

Gemäß einer Ausgestaltung ist mittels des Messwertgebers ein die Torsion der Drehstabfeder am Messort charakterisierendes Signal abgebbar. Dieses Signal charakterisiert insbesondere auch die Torsion des Fahrzeugrahmens. Bevorzugt weist der Messwertgeber mehrere am Messort auf die Drehstabfeder aufgebrachte oder an dieser vorgesehene Dehnungsmesstreifen oder Dehnungs- oder Kraftsensoren auf. Die Anzahl der Dehnungsmesstreifen oder der Dehnungs- oder Kraftsensoren beträgt insbesondere vier oder wenigstens vier. Vorzugsweise sind die Dehnungsmesstreifen oder die Dehnungs- oder Kraftsensoren am Messort über den Umfang der Drehstabfeder gleichmäßig verteilt angeordnet. Beispielsweise sind die Dehnungsmesstreifen oder der Dehnungs- oder Kraftsensoren am Messort in Winkelabständen von 90 Grad entlang des Umfangs der Drehstabfeder angeordnet. Insbesondere sind die Dehnungsmesstreifen oder die Dehnungs- oder Kraftsensoren zu einer oder wenigstens einer Brückenschaltung zusammengeschaltet, die vorzugsweise eine Wheatstonesche Messbrücke (auch Wheatstonesche Brückenschaltung genannt) ist oder bildet. Die Drehstabfeder erfährt neben der Rahmentorsion in der Regel auch Biegeverformungen in zwei Ebenen. Durch die Brückenschaltung sind diese Biegeverformungen kompensierbar, sodass lediglich die Torsion gemessen wird.According to one embodiment, a signal characterizing the torsion of the torsion bar spring at the measuring location can be emitted by means of the transducer. This signal also particularly characterizes the torsion of the vehicle frame. The measuring transducer preferably has a plurality of strain gauges or strain or force sensors attached to the torsion bar spring or provided thereon at the measurement location. The number of strain gauges or strain or force sensors is in particular four or at least four. Preferably, the strain gauges or the strain or force sensors at the measuring location are arranged evenly distributed over the circumference of the torsion bar. For example, the strain gauges or the strain or force sensors at the measuring location are arranged at angular intervals of 90 degrees along the circumference of the torsion bar. In particular, the strain gauges or the strain or force sensors are interconnected to form one or at least one bridge circuit, which is or forms a Wheatstone measuring bridge (also called a Wheatstone bridge circuit). In addition to frame torsion, torsion bar springs usually experience bending deformations in two planes. These bending deformations can be compensated for by the bridge circuit, so that only the torsion is measured.

Bevorzugt weist der Messwertgeber eine mir den Dehnungsmesstreifen oder mit den Dehnungs- oder Kraftsensoren und/oder mit der Brückenschaltung verbundene Auswertevorrichtung auf, mittels welcher, insbesondere durch Auswertung von von den Dehnungsmesstreifen oder von den Dehnungs- oder Kraftsensoren und/oder von der Brückenschaltung gelieferten Signalen, die Torsion der Drehstabfeder am Messort ermittelbar und das oder ein die Torsion charakterisierendes Signal erzeugbar ist.The transducer preferably has an evaluation device connected to the strain gauges or to the strain or force sensors and / or to the bridge circuit, by means of which, in particular by evaluating the signals supplied by the strain gauges or by the strain or force sensors and / or by the bridge circuit , the torsion of the torsion bar spring can be determined at the measurement location and the signal or a signal characterizing the torsion can be generated.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung gemäß einer Ausführungsform,
2 eine Detailansicht eines in 1 mit dem Buchstaben A gekennzeichneten Bereichs,
3 eine Detailansicht eines in 1 mit dem Buchstaben B gekennzeichneten Bereichs,
4 eine Detailansicht eines an einer aus 1 ersichtlichen Drehstabfeder vorgesehenen Messorts und
5 eine schematische Ansicht eines Messwertgebers mit Auswertevorrichtung.

The invention is described below using a preferred embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:

1 a perspective view of a device for vehicle frame torsion measurement according to an embodiment,
2 a detailed view of an in 1 area marked with the letter A,
3 a detailed view of an in 1 area marked with the letter B,
4th a detailed view of one on one off 1 apparent torsion bar spring provided measurement location and
5 a schematic view of a transducer with evaluation device.

Aus 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 zur Fahrzeugrahmentorsionsmessung gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, wobei zwei in einer Längsrichtung x im Abstand zueinander angeordnete und sich jeweils in einer Querrichtung y erstreckende Hebel 2 und 3 vorgesehen sind. Dabei bildet der Hebel 2 einen ersten Hebel und der Hebel 3 einen zweiten Hebel. Eine Detailansicht des in 1 mit dem Buchstaben A gekennzeichneten Bereichs ist aus 2 ersichtlich. Ferner ist eine Detailansicht des in 1 mit dem Buchstaben B gekennzeichneten Bereichs aus 3 ersichtlich.Out 1 Figure 3 is a perspective view of an apparatus 1 for vehicle frame torsion measurement according to one embodiment, two in a longitudinal direction x spaced apart and each in a transverse direction y extending lever 2 and 3 are provided. This forms the lever 2 a first lever and the lever 3 a second lever. A detailed view of the in 1 Area marked with the letter A is off 2 evident. Furthermore, a detailed view of the in 1 marked with the letter B. 3 evident.

Der Hebel 2 ist über ein erstes Gelenk 4 mit einer ersten Befestigungsvorrichtung 5 verbunden, zu welcher das erste Gelenk 4 über einen Abstandshalter 6 in einer Hochrichtung z im Abstand gehalten wird. Die erste Befestigungsvorrichtung 5 ist starr mit einem ersten Längsträger 7 eines Fahrzeugrahmens 8 verbunden. Dabei ist die erste Befestigungsvorrichtung 5 insbesondere lösbar mit dem ersten Längsträger 7 verbunden. Ferner ist der Hebel 2 im Abstand zum ersten Gelenk 4 über ein zweites Gelenk 9 mit einer Koppelstange 10 verbunden, die im Abstand zum Hebel 2 über ein drittes Gelenk 11 um eine in Längsrichtung x verlaufende Schwenkachse 14 schwenkbar mit einer zweiten Befestigungsvorrichtung 12 verbunden ist. Die zweite Befestigungsvorrichtung 12 ist starr mit einem zweiten Längsträger 13 des Fahrzeugrahmens 8 verbunden. Dabei ist die zweite Befestigungsvorrichtung 12 insbesondere lösbar mit dem zweiten Längsträger 13 verbunden.The lever 2 is about a first joint 4th with a first fastening device 5 connected to which the first joint 4th via a spacer 6th in a vertical direction z is kept at a distance. The first fastening device 5 is rigid with a first longitudinal member 7th a vehicle frame 8th connected. Here is the first fastening device 5 in particular releasable with the first longitudinal member 7th connected. Further is the lever 2 at a distance from the first joint 4th via a second joint 9 with a coupling rod 10 connected that at a distance from the lever 2 via a third joint 11 one lengthways x running pivot axis 14th pivotable with a second fastening device 12 connected is. The second fastening device 12 is rigid with a second longitudinal beam 13th of the vehicle frame 8th connected. Here is the second fastening device 12 in particular detachable with the second longitudinal member 13th connected.

Der Hebel 3 ist über ein erstes Gelenk 15 mit einer ersten Befestigungsvorrichtung 16 verbunden, zu welcher das erste Gelenk 15 über einen Abstandshalter 17 in Hochrichtung z im Abstand gehalten wird. Die erste Befestigungsvorrichtung 16 ist starr mit dem ersten Längsträger 7 des Fahrzeugrahmens 8 verbunden. Dabei ist die erste Befestigungsvorrichtung 16 insbesondere lösbar mit dem ersten Längsträger 7 verbunden. Ferner ist der Hebel 3 im Abstand zum ersten Gelenk 15 über ein zweites Gelenk 18 mit einer Koppelstange 19 verbunden, die im Abstand zum Hebel 3 über ein drittes Gelenk 20 um eine in Längsrichtung x verlaufende Schwenkachse 21 schwenkbar mit einer zweiten Befestigungsvorrichtung 22 verbunden ist. Die zweite Befestigungsvorrichtung 22 ist starr mit einem zweiten Längsträger 13 des Fahrzeugrahmens 8 verbunden. Dabei ist die zweite Befestigungsvorrichtung 22 insbesondere lösbar mit dem zweiten Längsträger 13 verbunden.The lever 3 is about a first joint 15th with a first fastening device 16 connected to which the first joint 15th via a spacer 17th in vertical direction z is kept at a distance. The first fastening device 16 is rigid with the first longitudinal member 7th of the vehicle frame 8th connected. Here is the first fastening device 16 in particular releasable with the first longitudinal member 7th connected. Further is the lever 3 at a distance from the first joint 15th via a second joint 18th with a coupling rod 19th connected that at a distance from the lever 3 via a third joint 20th one lengthways x running pivot axis 21st pivotable with a second fastening device 22nd connected is. The second fastening device 22nd is rigid with a second longitudinal beam 13th of the vehicle frame 8th connected. Here is the second fastening device 22nd in particular detachable with the second longitudinal member 13th connected.

Gemäß der Ausführungsform ist der Hebel 2 gerade und der Hebel 3 gekröpft ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass beide Hebel gerade oder beide Hebel gekröpft ausgebildet sind. Ferner sind die ersten Gelenke 4 und 15 sowie die zweiten Gelenke 9 und 18 insbesondere jeweils als Kugelgelenk ausgebildet. Die dritten Gelenke 11 und 20 sind bevorzugt jeweils als Kugelgelenk ausgebildet.According to the embodiment, the lever 2 straight and the lever 3 formed cranked. Alternatively, it is possible that both levers are straight or both levers are cranked. Further are the first joints 4th and 15th as well as the second joints 9 and 18th in particular each designed as a ball joint. The third joints 11 and 20th are preferably each designed as a ball joint.

Zwischen den beiden Hebeln 2 und 3 erstreckt sich in Längsrichtung x eine Drehstabfeder 23, die mit jedem der Hebel starr verbunden ist. Gemäß der Ausführungsform ist die Drehstabfeder 23 als Rohr ausgebildet und im Bereich eines zwischen den beiden Hebeln 2 und 3 vorgesehenen Messorts 24 im Durchmesser reduziert. Ferner ist die Drehstabfeder 23 bezüglich einer in Längsrichtung x verlaufenden Längsachse 28 rotationssymmetrisch ausgebildet. Eine Detailansicht des Messorts 24 ist aus 4 ersichtlich.Between the two levers 2 and 3 extends in the longitudinal direction x a torsion bar 23 that is rigidly connected to each of the levers. According to the embodiment, the torsion bar is 23 designed as a tube and in the area of one between the two levers 2 and 3 intended measuring location 24 reduced in diameter. Furthermore, the torsion bar spring 23 with respect to one in the longitudinal direction x running longitudinal axis 28 rotationally symmetrical. A detailed view of the measurement site 24 is off 4th evident.

Am Messort 24 sind auf die Drehstabfeder 23 vier Dehnungsmesstreifen 25 aufgebracht, die über den Umfang der Drehstabfeder 23 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Insbesondere sind die Dehnungsmesstreifen 25 in Winkelabständen von 90 Grad entlang des Umfangs der Drehstabfeder 23 angeordnet. Die Dehnungsmessstreifen 25 sind jeweils um 45 Grad zur Längsachse 28 der Drehstabfeder 23 ausgerichtet, wobei jeweils zwei Dehnungsmessstreifen 25 um +45 Grad und jeweils zwei Dehnungsmessstreifen 25 um -45 Grad zur Längsachse 28 der Drehstabfeder 23 ausgerichtet sind. Die Dehnungsmesstreifen 25 sind Teil eines Messwertgebers 26, der in schematischer Ansicht aus 5 ersichtlich ist und zusätzlich eine Auswertevorrichtung 27 umfasst. Mittels des Messwertgebers 26 ist eine Torsion der Drehstabfeder 23 am Messort 24 erfassbar.At the measuring location 24 are on the torsion bar 23 four strain gauges 25th applied over the circumference of the torsion bar 23 are arranged evenly distributed. In particular, the strain gauges are 25th at 90 degree angular intervals along the circumference of the torsion bar 23 arranged. The strain gauges 25th are each 45 degrees to the longitudinal axis 28 the torsion bar 23 aligned, with two strain gauges each 25th by +45 degrees and two strain gauges each 25th by -45 degrees to the longitudinal axis 28 the torsion bar 23 are aligned. The strain gauges 25th are part of a transducer 26th , which in schematic view from 5 can be seen and in addition an evaluation device 27 includes. Using the transducer 26th is a torsion of the torsion bar spring 23 at the measuring location 24 detectable.

Die Dehnungsmesstreifen 25 sind zu einer Wheatstoneschen Messbrücke 29 zusammengeschaltet, an die mittels der Auswertevorrichtung 27 eine Eingangsspannung Ue anlegbar ist. Ferner ist eine Ausgangsspannung Ua der Messbrücke 29 mittels der Auswertevorrichtung 27 abgreifbar, mittels welcher ein die Torsion der Drehstabfeder 23 am Messort 24 charakterisierendes Signal S durch Auswertung der Ausgangsspannung Ua oder des Verhältnisses von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung Ua/Ue ermittelbar und abgebbar ist. Das Signal S charakterisiert insbesondere auch die Torsion des Fahrzeugrahmens 8.The strain gauges 25th are to a Wheatstone measuring bridge 29 interconnected to the means of the evaluation device 27 an input voltage Ue can be applied. Further is an output voltage A.o. the measuring bridge 29 by means of the evaluation device 27 tapped, by means of which the torsion of the torsion bar spring 23 at the measuring location 24 characterizing signal S. by evaluating the output voltage A.o. or des Ratio of output voltage to input voltage A.o. / Ue is determinable and deliverable. The signal S. particularly characterizes the torsion of the vehicle frame 8th .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Vorrichtung zur FahrzeugrahmentorsionsmessungDevice for vehicle frame torsion measurement
22: Hebellever
33: Hebellever
44th: erstes Gelenkfirst joint
55: erste Befestigungsvorrichtungfirst fastening device
66th: AbstandshalterSpacers
77th: erster Längsträgerfirst longitudinal beam
88th: FahrzeugrahmenVehicle frame
99: zweites Gelenksecond joint
1010: KoppelstangeCoupling rod
1111: drittes Gelenkthird joint
1212: zweite Befestigungsvorrichtungsecond fastening device
1313: zweiter Längsträgersecond longitudinal beam
1414th: SchwenkachseSwivel axis
1515th: erstes Gelenkfirst joint
1616: erste Befestigungsvorrichtungfirst fastening device
1717th: AbstandshalterSpacers
1818th: zweites Gelenksecond joint
1919th: KoppelstangeCoupling rod
2020th: drittes Gelenkthird joint
2121st: SchwenkachseSwivel axis
2222nd: zweite Befestigungsvorrichtungsecond fastening device
2323: DrehstabfederTorsion bar
2424: MessortMeasurement location
2525th: DehnungsmessstreifenStrain gauges
2626th: MesswertgeberTransducer
2727: AuswertevorrichtungEvaluation device
2828: Längsachse der DrehstabfederLongitudinal axis of the torsion bar
2929: MessbrückeMeasuring bridge
UaIncluding: AusgangsspannungOutput voltage
UeUe: EingangsspannungInput voltage
SS.: Signalsignal
xx: LängsrichtungLongitudinal direction
yy: QuerrichtungTransverse direction
zz: HochrichtungVertical direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

KR 20050110916 A [0002]

Claims

Device for vehicle frame torsion measurement, characterized by two levers (2, 3) arranged at a distance from one another in a longitudinal direction (x) and each extending in a transverse direction (y), each of which has a first joint (4, 15) with one in the longitudinal direction (x) extending first longitudinal member (7) of a vehicle frame (8) can be connected, two coupling rods (10, 19), each via a second joint (9, 18) with one of the levers (2, 3) and each via a third joint (11, 20) can be connected to a second longitudinal member (13) of the vehicle frame (8) extending in the longitudinal direction (x), a torsion bar spring (23) extending between the two levers (2, 3) in the longitudinal direction (x) , which is torsionally rigidly connected to each of the levers (2, 3), and a transducer (26), by means of which a torsion of the torsion bar spring (23) at a measurement location provided between the two levers (2, 3) on the torsion bar spring (23) (24) is detectable.

Device according to Claim 1 , characterized by two first fastening devices (5, 16) which can be detachably connected to the first longitudinal beam (7) and to which one of the first joints (4, 15) is connected, and two second fastening devices (13) which can be detachably connected to the second longitudinal beam (13) 12, 22), with each of which one of the third joints (11, 20) is connected.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first joints (4, 15) and the second joints (9, 18) are each designed as a ball joint.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the third joints (11, 20) are each designed as a swivel joint or a ball joint, via which the respective coupling rod (10, 19) about a pivot axis (14, 14, extending in the longitudinal direction (x)) 21) is pivotable or connected to the second longitudinal member (13) or to the respective second fastening device (12, 22).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the levers (2, 3) are each straight or cranked.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the torsion bar spring (23) is offset in the transverse direction (y) with respect to the vehicle frame (8) or with respect to the center between the first joints (4, 15) and the second joints (9, 18) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the torsion bar spring (23) is designed to be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis (28) running in the longitudinal direction (x).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the torsion bar spring (23) is designed as a tube.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the torsion bar spring (23) is reduced in diameter in the area of the measuring location (24).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a signal (S) characterizing the torsion of the torsion bar spring (23) at the measuring location (24) can be emitted by means of the transducer (26).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring transducer (26) has a plurality of strain gauges (25) attached to the torsion bar spring (23) or provided on the measuring location (24).

Device according to Claim 11 , characterized in that the strain gauges (25) are interconnected to form a Wheatstone measuring bridge (28) and are evenly distributed over the circumference of the torsion bar spring (23) at the measuring location (24).