DE102022129072A1

DE102022129072A1 - Measuring device for shear force decoupled force measurement

Info

Publication number: DE102022129072A1
Application number: DE102022129072.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Mahl; Marinko Vukoje; Nicolas Gräsl
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2022-11-03
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (10) zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremskrafterzeugern (B), insbesondere an Bremssatteln mit Hebelkraftübertragung, wobei die Messvorrichtung (10) Folgendes umfasst:
- eine Halterungseinheit (12) zur Montage der Messvorrichtung (10) in einem Bremskrafterzeuger (B), und
- eine Messeinsatzeinheit (14), welche mit der Halterungeinheit (12) verbunden ist, wobei die Messeinsatzeinheit (14) Folgendes umfasst:
- einen Schlitten (28) mit zumindest einem Kraftmesselement (30) zur Messung einer Normalkraft (N), und
- zumindest eine Rollenvorrichtung (34, 36) mit einer Vielzahl von Rollen (64), wobei das Kraftmesselement (30) auf einer Oberseite des Schlittens (28) angeordnet ist, und wobei zwischen einer Unterseite des Schlittens (28) und der Messeinsatzeinheit (14) zumindest eine erste Rollenvorrichtungen (34) angeordnet ist, und wobei zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Schlittens (28) und der Messeinsatzeinheit (14) jeweils zumindest eine zweite Rollenvorrichtung (36) angeordnet ist.

The present invention relates to a measuring device (10) for transverse force-decoupled force measurement on brake force generators (B), in particular on brake callipers with lever force transmission, wherein the measuring device (10) comprises the following:
- a mounting unit (12) for mounting the measuring device (10) in a brake force generator (B), and
- a measuring insert unit (14) which is connected to the support unit (12), the measuring insert unit (14) comprising:
- a carriage (28) with at least one force measuring element (30) for measuring a normal force (N), and
- at least one roller device (34, 36) with a plurality of rollers (64), wherein the force measuring element (30) is arranged on an upper side of the carriage (28), and wherein at least one first roller device (34) is arranged between an underside of the carriage (28) and the measuring insert unit (14), and wherein at least one second roller device (36) is arranged between two opposite side surfaces of the carriage (28) and the measuring insert unit (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremskrafterzeugern, insbesondere an Bremssatteln mit Hebelkraftübertragung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Bremskrafterzeuger für ein Nutzfahrzeug mit einer Messvorrichtung, sowie die Verwendung einer Messvorrichtung an einem Bremskrafterzeuger.The present invention relates to a measuring device for transverse force-decoupled force measurement on brake force generators, in particular on brake callipers with lever force transmission. The present invention further relates to a brake force generator for a commercial vehicle with a measuring device, as well as the use of a measuring device on a brake force generator.

In der Praxis ist bekannt, dass im Rahmen von Funktionsprüfungen an Bremskrafterzeugern Kraftmessungen notwendig sind. Dabei wird die aufgebrachte Kraft an das Druckstück oder Druckelement einer Kraftmessdose bzw. eines Kraftmesselements übertragen. Erfolgt die Kraftübertragung durch einen Hebel, welcher in einer Kreisbahn geführt ist, so wirkt keine reine Normalkraft, d.h. keine rein senkrecht wirkende Kraft, auf das Druckelement des Kraftmesselements, sondern es ergeben sich immer auch Querkraftanteile. Der bisherige Ansatz zur Messung der Querkraft und der Normalkraft erfolgte über piezoelektrische Kraftmessdosen-Kombinationen, was bedeutet, dass es bisher nicht möglich gewesen ist, die reine Normalkraft, d.h. ohne Querkrafteinflüsse, im Rahmen der Funktionsprüfung zu bestimmen.In practice, it is known that force measurements are necessary as part of functional tests on brake force generators. The applied force is transferred to the pressure piece or pressure element of a load cell or a force measuring element. If the force is transferred by a lever that is guided in a circular path, no pure normal force, i.e. no purely vertical force, acts on the pressure element of the force measuring element, but rather there are always transverse force components. The previous approach to measuring the transverse force and the normal force was carried out using piezoelectric load cell combinations, which means that it has not been possible to determine the pure normal force, i.e. without transverse force influences, as part of the functional test.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass ein Messen der Normalkraft ohne Querkrafteinflüsse ermöglicht wird.It is therefore an object of the present invention to further develop a measuring device of the type mentioned at the outset in an advantageous manner, in particular to the extent that it is possible to measure the normal force without the influence of transverse forces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Messvorrichtung zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremskrafterzeugern bereitgestellt wird, wobei die Messvorrichtung eine Halterungseinheit zur Montage der Messvorrichtung in einem Bremskrafterzeuger und eine Messeinsatzeinheit, welche mit der Halterungseinheit verbunden ist, umfasst. Die Messeinsatzeinheit umfasst einen Schlitten mit zumindest einem Kraftmesselement zur Messung einer Normalkraft und zumindest eine Rollenvorrichtung mit einer Vielzahl von Rollen, wobei das Kraftmesselement auf einer Oberseite des Schlittens angeordnet ist, und wobei zwischen einer Unterseite des Schlittens und der Messeinsatzeinheit zumindest eine erste Rollenvorrichtungen angeordnet ist, und wobei zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Schlittens und der Messeinsatzeinheit jeweils zumindest eine zweite Rollenvorrichtung angeordnet ist.This object is achieved according to the invention by a measuring device with the features of claim 1. According to this, it is provided that a measuring device for transverse force-decoupled force measurement on braking force generators is provided, wherein the measuring device comprises a mounting unit for mounting the measuring device in a braking force generator and a measuring insert unit which is connected to the mounting unit. The measuring insert unit comprises a carriage with at least one force measuring element for measuring a normal force and at least one roller device with a plurality of rollers, wherein the force measuring element is arranged on an upper side of the carriage, and wherein at least one first roller device is arranged between an underside of the carriage and the measuring insert unit, and wherein at least one second roller device is arranged between two opposite side surfaces of the carriage and the measuring insert unit.

Bei der Messvorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Messvorrichtung zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremssatteln mit Hebelkraftübertragung.The measuring device is in particular a measuring device for transverse force decoupled force measurement on brake callipers with lever force transmission.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, eine Messvorrichtung zur genauen und reproduzierbaren Messung der Normalkraft an Bremskrafterzeugern, insbesondere für Bremssättel mit Kraftübertragung durch einen Hebel, bereitzustellen, wobei vorzugsweise eine kompakte Bauform angestrebt ist. Zur Entkopplung von Normal- und Querkraft ist deshalb das Kraftmesselement auf einem Schlitten angeordnet, welcher schwimmend bzw. rollend gelagert ist und zudem seitlich rollend geführt wird. Die eingebrachte Querkraft wird dadurch in eine Bewegung des Schlittens umgesetzt und somit von der senkrecht dazu wirkenden Normalkraft entkoppelt. Mit anderen Worten wird durch das Vorsehen eines gerollten Schlittens die rotatorische Hebelkraft in zwei translatorische Kraftkomponenten aufgeteilt, wodurch sowohl die Querkraft als auch insbesondere die Normalkraft entkoppelt messbar sind. Die Messvorrichtung kann insbesondere in einem Prüfhalter für Krafterzeuger verwendet werden, der mittels der beiden Bremsbelaghaltebolzen anstatt den Bremsbelägen und der Bremsscheibe in den Krafterzeuger eingesetzt wird, um die Bremskraft zu messen. Zudem ist die erfindungsgemäße Messvorrichtung modular ausgebildet, so dass sie für alle bzw. zumindest für verschiedene Krafterzeugertypen einsetzbar ist, wobei sie sowohl horizontal als auch vertikal, ohne die Gefahr für ein mögliches Herausfallen, in einem Krafterzeuger eingesetzt werden kann.The invention is based on the basic idea of providing a measuring device for the precise and reproducible measurement of the normal force on braking force generators, in particular for brake calipers with force transmission by a lever, with a compact design preferably being sought. To decouple the normal and transverse force, the force measuring element is therefore arranged on a carriage which is mounted in a floating or rolling manner and is also guided in a rolling manner at the side. The introduced transverse force is thereby converted into a movement of the carriage and thus decoupled from the normal force acting perpendicularly to it. In other words, by providing a rolled carriage, the rotary lever force is divided into two translational force components, whereby both the transverse force and in particular the normal force can be measured in a decoupled manner. The measuring device can be used in particular in a test holder for force generators, which is inserted into the force generator by means of the two brake pad retaining bolts instead of the brake pads and the brake disc in order to measure the braking force. In addition, the measuring device according to the invention is designed to be modular, so that it can be used for all or at least for different types of force generators, whereby it can be used both horizontally and vertically in a force generator without the risk of it falling out.

Der Schlitten ist vorzugsweise aus einem 100Cr6-Stahl gefertigt, wohingegen die Halterungseinheit vorzugsweise aus einer AIMg4,5Mn-Legierung hergestellt wurde.The carriage is preferably made of 100Cr6 steel, whereas the support unit is preferably made of AIMg4.5Mn alloy.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schlitten innerhalb der Messeinsatzeinheit in einer Querkraftrichtung auf der zumindest einen ersten Rollenvorrichtungen rollend gelagert und in der Querkraftrichtung durch die zumindest zwei zweiten Rollenvorrichtungen jeweils seitlich rollend geführt ist. Dadurch wird erreicht, dass der Schlitten entlang von drei innenliegenden Flächen des Messeinsatzeinheit geführt wird und die Querkraft entlang der Rollrichtung wirken kann, wodurch sie von der senkrecht dazu wirkenden Normalkraft entkoppelt wird.In particular, it can be provided that the carriage is mounted within the measuring insert unit in a transverse force direction on the at least one first roller device and is guided in the transverse force direction by the at least two second roller devices in a rolling manner. This ensures that the carriage is guided along three inner surfaces of the measuring insert unit and the transverse force can act along the rolling direction, whereby it is decoupled from the normal force acting perpendicular to it.

Des Weiteren ist möglich, dass die zumindest eine erste Rollenvorrichtung zumindest annähernd senkrecht zu den zumindest zwei zweiten Rollenrvorrichtungen angeordnet ist. Dadurch wird der Schlitten, welcher vorzugsweise quaderförmig ausgebildet ist, auf drei Seiten rollend geführt, während auf eine vierte Seite, nämlich die Oberseite, auf welcher das Kraftmesselement angeordnet ist, eine (Hebel-)Kraft einwirkt. Im Ergebnis verbleibt dem Schlitten nur noch die Bewegungsrichtung entlang einer Achse, welche senkrecht zu den beiden freien, sich gegenüberliegen Seitenflächen des Schlittens ist, wobei die Bewegung entlang dieser Achse durch die Rotationsrichtung des kraftübertragenden Hebels bestimmt ist.Furthermore, it is possible that the at least one first roller device is arranged at least approximately perpendicular to the at least two second roller devices. As a result, the carriage, which is preferably cuboid-shaped, is guided in a rolling manner on three sides, while a (lever) force acts on a fourth side, namely the upper side on which the force measuring element is arranged. As a result, the Slide only has the direction of movement along an axis which is perpendicular to the two free, opposite side surfaces of the slide, whereby the movement along this axis is determined by the direction of rotation of the force-transmitting lever.

Insbesondere kann ferner vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Rollenvorrichtungen Nadelrollen-Flachkäfige sind. Nadelrollen-Flachkäfige sind besonders geeignet für den Einsatz zwischen zwei annährend parallelen Seitenflächen und vermeiden - da sie selbst Serienprodukt sind - dass der Schlitten oder die Messeinsatzeinheit aufwendig mit Rollen versehen werden muss. Die Höhe des Flachkäfigs, die Anzahl der Nadelrollen und deren Abstand zueinander sowie der Durchmesser der Nadelrollen sind abhängig von der Geometrie der Messeinsatzeinheit und des Schlittens.In particular, it can also be provided that the first and second roller devices are needle roller flat cages. Needle roller flat cages are particularly suitable for use between two almost parallel side surfaces and - since they are themselves a series product - avoid the carriage or the measuring insert unit having to be laboriously equipped with rollers. The height of the flat cage, the number of needle rollers and their distance from one another as well as the diameter of the needle rollers depend on the geometry of the measuring insert unit and the carriage.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Laufflächen der Nadelrollen aus Wälzlagerstahl sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Nadelrollen gehärtet und geschliffen sind. Dadurch wird erreicht, dass die Nadelrollen sich auch beim Einwirken hoher Kräfte nicht verformen und somit die Rollfähigkeit erhalten bleibt. Außerdem wird gerade durch die geschliffenen Laufflächen sichergestellt, dass ein störungsfreies (Ab-)Rollen erfolgt. Es ist ferner vorstellbar, dass die Nadelrollen die ersten Rollenvorrichtungen, auf welche direkt die Normalkraft einwirkt, einen höheren Verformungswiderstand bzw. eine höhere Festigkeit aufweisen als die Nadelrollen der zweiten Rollenvorrichtungen, welche den Schlitten lediglich seitlich führen.It can also be provided that the running surfaces of the needle rollers are made of rolling bearing steel. Alternatively or additionally, it can be provided that the needle rollers are hardened and ground. This ensures that the needle rollers do not deform even when exposed to high forces and thus the ability to roll is maintained. In addition, the ground running surfaces ensure that rolling (unrolling) takes place without problems. It is also conceivable that the needle rollers of the first roller devices, on which the normal force acts directly, have a higher resistance to deformation or a higher strength than the needle rollers of the second roller devices, which only guide the carriage laterally.

Darüber hinaus ist denkbar, dass an dem Schlitten eine Mitnehmereinrichtung zur Rückführung der ersten und der zweiten Rollenvorrichtungen angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rollenvorrichtungen bzw. Nadelrollen-Flachkäfige nach der Auslenkung des Schlittens in Querkraftrichtung in die Ausgangssituation bzw. zumindest entgegen der Auslenkungsrichtung zurückführbar sind. Die Mitnehmereinrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei vorzugsweise an der in Querkraftrichtung weisenden Seitenfläche des Schlittens zumindest zwei plattenförmige Element ausgebildet sind, welche jeweils eine zweite Rollenvorrichtung und eine erste Rollvorrichtung zurückführen, was dadurch erreicht wird, dass sie jeweils über die entsprechenden zwei Kanten des Schlittens bis annährend an die Messeinsatzeinheit hinausragen. Vorzugsweise ist die Mitnehmereinrichtung aus einem CrMo-legierter Vergütungsstahl mit einer Festigkeit von 900-1200 N/mm² hergestellt, wie z.B. 42CrMo4.It is also conceivable that a driver device for returning the first and second roller devices is arranged on the carriage. This ensures that the roller devices or needle roller flat cages can be returned to the starting position or at least against the direction of deflection after the carriage has been deflected in the direction of the transverse force. The driver device can be designed in one or more parts, with at least two plate-shaped elements preferably being formed on the side surface of the carriage facing in the direction of the transverse force, each of which returns a second roller device and a first roller device, which is achieved by each projecting over the corresponding two edges of the carriage almost to the measuring insert unit. The driver device is preferably made of a CrMo-alloyed tempering steel with a strength of 900-1200 N/mm ² , such as 42CrMo4.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Kraftmesselement ein Druckelement zur Einleitung der zu messenden Normalkraft aufweist. Dies kann z.B. ein Druckstück ED09 der Firma HBK sein. Vorzugsweise sind die Druckstücke ebenfalls aus einem CrMo-legierter Vergütungsstahl mit einer Festigkeit von 900-1200 N/mm² hergestellt, wie z.B. 42CrMo4. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Druckelement an einer Krafteinleitungsfläche konkav oder flach ausgebildet ist. Durch die spezifische Ausbildung der Krafteinleitungsfläche am Druckelement des Kraftmesselements kann die Krafteinleitung an das Krafteinleitungsmittel, wie z.B. einem Hebel, angepasst werden, wodurch u.a. ein Abgleiten des Krafteinleitungsmittels während der Messung verhindert bzw. zumindest erschwert wird.It can also be provided that the force measuring element has a pressure element for introducing the normal force to be measured. This can be, for example, a pressure piece ED09 from HBK. The pressure pieces are preferably also made of a CrMo-alloyed tempering steel with a strength of 900-1200 N/mm ² , such as 42CrMo4. In particular, it can be provided that the pressure element is concave or flat on a force introduction surface. The specific design of the force introduction surface on the pressure element of the force measuring element allows the force introduction to be adapted to the force introduction means, such as a lever, which prevents, among other things, the force introduction means from slipping during the measurement or at least makes it more difficult.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Messeinsatzeinheit zumindest ein Federelement zur Rückführung des Schlittens in eine Nullposition aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Messvorrichtung für eine weitere Messung wieder in den gleichen Zustand gebracht wird und die Messungen somit reproduzierbar und vergleichbar sind. Die Federrückstellung greift ein, sobald keine Kraft mehr eingeleitet wird, d.h. beispielsweise der Kraftübertragungshebel abhebt bzw. sich nicht mehr im Kontakt mit dem Druckelement befindet.Furthermore, it can be provided that the measuring insert unit has at least one spring element for returning the slide to a zero position. This ensures that the measuring device is brought back into the same state for a further measurement and the measurements are therefore reproducible and comparable. The spring return intervenes as soon as no more force is introduced, i.e. for example, the force transmission lever is lifted or is no longer in contact with the pressure element.

Des Weiteren ist auch vorstellbar, dass die Messeinsatzeinheit zumindest einen Rückführungsanschlag für den Schlitten aufweist, wodurch eine definierte Nullposition eingestellt werden kann, von welcher ausgehend jede Messung vorgenommen werden kann.Furthermore, it is also conceivable that the measuring insert unit has at least one return stop for the carriage, whereby a defined zero position can be set, from which each measurement can be taken.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Schlitten in Querkraftrichtung entlang eines Gleitbolzen geführt ist, welcher mit der Messeinsatzeinheit verbunden ist. Damit ist zum einen sichergestellt, dass der Schlitten sowohl in einer vertikalen als auch in einer horizontalen Einbausituation gegen ein Herausfallen gesichert ist. Zum anderen ermöglicht der Gleitbolzen auch weiterhin die Rollbewegung des Schlittens in Richtung der Querkraft. Vorzugsweise weist der Schlitten eine zentrale Durchgangsbohrung auf, durch welche hindurch der Gleitbolzen geführt ist. Der Gleitbolzen kann für ein reibungsarmes Gleiten mit einem geeigneten Schmiermittel geschmiert sein.Furthermore, it can be provided that the slide is guided in the direction of the transverse force along a sliding bolt, which is connected to the measuring insert unit. This ensures that the slide is secured against falling out in both a vertical and a horizontal installation situation. On the other hand, the sliding bolt also enables the rolling movement of the slide in the direction of the transverse force. The slide preferably has a central through-hole through which the sliding bolt is guided. The sliding bolt can be lubricated with a suitable lubricant for low-friction sliding.

Zudem kann vorgesehen sein, die Messeinsatzeinheit innerhalb einer zentralen Aussparung der Halterungseinheit angeordnet ist, und wobei die Messeinsatzeinheit an der Halterungseinheit durch eine Vielzahl von Schrauben und/oder Stiften befestigt ist. Dabei weist die Messeinsatzeinheit vorzugsweise zumindest zwei Befestigungsabschnitte auf, welche auf der Halterungseinheit nach dem Einsetzen in die zentrale Aussparung aufliegen und durch welche die Schrauben und/oder Stifte zur Befestigung geführt sind. Die Aufnahme der Messeinsatzeinheit in die Halterungseinheit dienst dem Erreichen einer möglichst kompakten Bauform. Die Messeinheit kann mittels Schrauben und/oder Stiften direkt an der Halterungseinheit befestigt sein. Vorstellbar ist aber auch, dass die Messeinsatzeinheit eine Bodenplatte umfasst, welche auf der Seite der Halterungseinheit aufliegt, auf welcher die Befestigungsabschnitte nicht angeordnet sind. Dadurch kann die Messeinsatzeinheit mittels Schrauben, die durch die Halterungseinheit hindurch in die Bodenplatte eingreifen, gekontert an bzw. in der Halterungseinheit befestigt werden.In addition, it can be provided that the measuring insert unit is arranged within a central recess of the mounting unit, and wherein the measuring insert unit is attached to the mounting unit by a plurality of screws and/or pins. The measuring insert unit preferably has at least two fastening sections which rest on the mounting unit after insertion into the central recess and are secured by which the screws and/or pins for fastening are guided. The inclusion of the measuring insert unit in the mounting unit serves to achieve the most compact design possible. The measuring unit can be attached directly to the mounting unit using screws and/or pins. It is also conceivable, however, that the measuring insert unit comprises a base plate which rests on the side of the mounting unit on which the fastening sections are not arranged. This means that the measuring insert unit can be fastened to or in the mounting unit using screws which engage through the mounting unit into the base plate.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, die Halterungseinheit zumindest zwei Montagebuchsen aufweist. Durch die zwei Montagebuchse, welche vorzugsweise aus einem Nitrierstahl wie z.B. 31 CrMo12 gefertigt sind, lässt sich die Messvorrichtung in einem Bremskrafterzeuger befestigen und zwar indem die Messvorrichtung anstatt der Bremsbeläge und der entsprechenden Bremsscheibe in den Krafterzeuger eingesetzt wird und durch die Montagbuchsen hindurch die Belaghaltebolzen zur Befestigung der Messvorrichtung geführt werden. Vorstellbar ist ferner, dass die Messeinsatzeinheit mittig von den zwei Montagebuchsen angeordnet ist, womit eine kompakte Bauform und der modulare Aufbau der Messvorrichtung gewahrt werden kann.Furthermore, the mounting unit can be provided with at least two mounting bushings. The measuring device can be attached to a brake force generator using the two mounting bushings, which are preferably made of nitrided steel such as 31 CrMo12, by inserting the measuring device into the force generator instead of the brake pads and the corresponding brake disc and guiding the pad retaining bolts through the mounting bushings to attach the measuring device. It is also conceivable that the measuring insert unit is arranged in the middle of the two mounting bushings, which allows a compact design and the modular structure of the measuring device to be maintained.

Darüber hinaus ist auch denkbar, dass die Halterungseinheit einen Griff zum Einsetzen und Montieren der Messvorrichtung aufweist, um dem Nutzer das Einsetzen und Montieren zu erleichtern. Der Griff oder Griffabschnitt ist vorzugsweise einem für das Einsetzen der Messvorrichtung günstigen Position angeordnet und kann entweder fest oder lösbar mit der Halterungseinheit verbunden sein.Furthermore, it is also conceivable that the holder unit has a handle for inserting and mounting the measuring device in order to make insertion and mounting easier for the user. The handle or handle section is preferably arranged in a position that is convenient for inserting the measuring device and can be connected to the holder unit either firmly or detachably.

Ferner kann vorgesehen sein, die Halterungseinheit zumindest einen ersten Wegsensor zur Wegmessung des Schlittens in Querkraftrichtung und/oder zumindest einen zweiten Wegsensor zur Wegmessung des Druckelements in Querkraftrichtung aufweist. Dadurch ist es möglich die kraftinduzierte Verschiebung des Schlittens in Querkraftrichtung zu erfassen. Denkbar ist hierbei, dass der erste und/oder der zweite Wegsensor ein induktiver Abstandssensor, wie z.B. ein Sensor vom Typ BAW004K der Firma Balluff, ist, wodurch keine baulichen Veränderungen an Schlitten und/oder Druckelement erforderlich sind.Furthermore, the mounting unit can have at least one first displacement sensor for measuring the displacement of the carriage in the direction of the transverse force and/or at least one second displacement sensor for measuring the displacement of the pressure element in the direction of the transverse force. This makes it possible to detect the force-induced displacement of the carriage in the direction of the transverse force. It is conceivable that the first and/or the second displacement sensor is an inductive distance sensor, such as a sensor of the type BAW004K from Balluff, which means that no structural changes to the carriage and/or pressure element are required.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Bremskrafterzeuger. Danach ist vorgesehen, dass der Bremskrafterzeuger für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einer Messvorrichtung wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist.The present invention further relates to a braking force generator. It is accordingly provided that the braking force generator for a commercial vehicle is designed with at least one measuring device as described above.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer Messvorrichtung wie vorstehend beschrieben. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann genau und reproduzierbar die reine Normalkraft, d.h. ohne Querkrafteinflüsse, an einem Bremskrafterzeuger bestimmt werden.The present invention also relates to the use of a measuring device as described above. By using a measuring device according to the invention, the pure normal force, i.e. without the influence of transverse forces, can be determined precisely and reproducibly on a braking force generator.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht auf Oberseite eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremskrafterzeugern;
2 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1;
4 eine Teilschnittdarstellung entlang B-B durch das Ausführungsbespiels gemäß 3;
5 eine Schnittdarstellung entlang A-A durch das Ausführungsbeispiel gemäß 4;
6 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messeinsatzeinheit;
7 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 6;
8 eine Teilschnittdarstellung entlang A-A durch das Ausführungsbeispiels gemäß 7; und
9 eine Schnittdarstellung entlang B-B durch das Ausführungsbeispiel gemäß 8.

Show it:

1 a perspective view of the top of an embodiment of a measuring device according to the invention for transverse force-decoupled force measurement on braking force generators;
2 a perspective view of the underside of the embodiment according to 1 ;
3 a plan view of the embodiment according to 1 ;
4 a partial sectional view along BB through the embodiment according to 3 ;
5 a sectional view along AA through the embodiment according to 4 ;
6 a perspective view of an embodiment of a measuring insert unit according to the invention;
7 a plan view of the embodiment according to 6 ;
8th a partial sectional view along AA through the embodiment according to 7 ; and
9 a sectional view along BB through the embodiment according to 8th .

1 zeigt eine perspektivische Sicht auf die Oberseite eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 zur querkraftentkoppelten Kraftmessung an Bremskrafterzeugern. 1 shows a perspective view of the top side of an embodiment of a measuring device 10 according to the invention for transverse force-decoupled force measurement on braking force generators.

Die Messvorrichtung 10 umfasst eine Halterungseinheit 12 und eine Messeinsatzeinheit 14, wobei die Messeinsatzeinheit 14 zentral in einer Aussparung 16 der Halterungseinheit 12 aufgenommen ist.The measuring device 10 comprises a holding unit 12 and a measuring insert unit 14, wherein the measuring insert unit 14 is centrally received in a recess 16 of the holding unit 12.

In dem Ausführungsbeispiel der 1 umfasst die Halterungseinheit 12 zwei Schenkel 18a, 18b, an deren Ende jeweils eine Montagebuchse 20 vorgesehen ist.In the embodiment of the 1 the mounting unit 12 comprises two legs 18a, 18b, at each end of which a mounting bushing 20 is provided.

Ferner weist die Halterungseinheit 12 einen Griff 22 auf.Furthermore, the holder unit 12 has a handle 22.

Die Messeinsatzeinheit 14 weist zwei Befestigungsabschnitte 24 auf, welche auf der Halterungseinheit 12 aufliegen und durch welche hindurch Schrauben 26 geführt sind.The measuring insert unit 14 has two fastening sections 24 which rest on the mounting unit 12 and through which screws 26 are guided.

Innerhalb der Messeinsatzeinheit 14 ist ein Schlitten 28, auf welchem ein Kraftmesselement 30 mit einem Druckelement 32 angeordnet ist.Within the measuring insert unit 14 there is a carriage 28 on which a force measuring element 30 with a pressure element 32 is arranged.

Zwischen der Unterseite des Schlittens 28 und der Messeinsatzeinheit 14 ist zumindest eine erste Rollenvorrichtung 34 (nicht sichtbar) und zwischen der linken und rechten Seitenfläche des Schlittens 28 und der Messeinsatzeinheit 14 ist jeweils zumindest eine zweite Rollenvorrichtung 36 angeordnet, wobei die ersten und zweiten Rollenvorrichtungen 34, 36 als Nadelrollen-Flachkäfige ausgebildet sind.At least one first roller device 34 (not visible) is arranged between the underside of the carriage 28 and the measuring insert unit 14, and at least one second roller device 36 is arranged between the left and right side surfaces of the carriage 28 and the measuring insert unit 14, wherein the first and second roller devices 34, 36 are designed as needle roller flat cages.

Auf der Oberseite der Halterungseinheit 12 ist ferner eine Halteelement 38 angeordnet, welches einen ersten induktiven Abstandssensor 40 hält und ausrichtet.Furthermore, a holding element 38 is arranged on the upper side of the holding unit 12, which holds and aligns a first inductive distance sensor 40.

Durch die zwei Montagebuchse 20, welche vorzugsweise aus einem Nitrierstahl wie z.B. 31 CrMo12 gefertigt sind, lässt sich die Messvorrichtung 10 in einem Bremskrafterzeuger B befestigen und zwar indem die Messvorrichtung 10 anstatt der Bremsbeläge und der entsprechenden Bremsscheibe in den Bremskrafterzeuger B eingesetzt wird und durch die Montagbuchsen 20 hindurch die Belaghaltebolzen zur Befestigung der Messvorrichtung 10 geführt werden.The measuring device 10 can be fastened in a brake force generator B by means of the two mounting bushings 20, which are preferably made of a nitrided steel such as 31 CrMo12, by inserting the measuring device 10 into the brake force generator B instead of the brake pads and the corresponding brake disc and by guiding the pad retaining bolts through the mounting bushings 20 to fasten the measuring device 10.

Die Messvorrichtung 10 dient zur genauen und reproduzierbaren Messung einer Normalkraft N an Bremskrafterzeugern B, insbesondere für Bremssättel mit Kraftübertragung durch einen Hebel. Zur Entkopplung von Normalkraft N und Querkraft Q ist deshalb das Kraftmesselement 30 auf dem Schlitten 28 angeordnet, welcher schwimmend bzw. rollend auf der zumindest einen ersten Rollenvorrichtung 34 gelagert ist und zudem seitlich rollend von den zumindest zwei zweiten Rollenvorrichtungen 36 geführt wird. Die eingebrachte Querkraft Q wird dadurch in eine Bewegung des Schlittens 28 umgesetzt und somit von der senkrecht dazu wirkenden Normalkraft N entkoppelt.The measuring device 10 is used for the precise and reproducible measurement of a normal force N on braking force generators B, in particular for brake calipers with force transmission by a lever. To decouple the normal force N and the transverse force Q, the force measuring element 30 is therefore arranged on the carriage 28, which is mounted in a floating or rolling manner on the at least one first roller device 34 and is also guided in a rolling manner laterally by the at least two second roller devices 36. The introduced transverse force Q is thereby converted into a movement of the carriage 28 and thus decoupled from the normal force N acting perpendicularly thereto.

Mit dem Griff 22 kann die Messvorrichtung 10 von einem Nutzer erleichtert in den Bremskrafterzeuger B eingesetzt und montiert werden, wobei der Griff entweder fest oder lösbar mit der Halterungseinheit 12 verbunden sein kann.The handle 22 makes it easier for a user to insert and mount the measuring device 10 into the brake force generator B, whereby the handle can be connected to the mounting unit 12 either firmly or detachably.

Der induktive Abstandssenor 40 erfasst die kraftinduzierte Verschiebung des Druckelements 32 entlang der Querkraftrichtung Q.The inductive distance sensor 40 detects the force-induced displacement of the pressure element 32 along the transverse force direction Q.

2 zeigt eine perspektivische Sicht auf die Unterseite des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 gemäß 1. 2 shows a perspective view of the underside of the embodiment of the measuring device 10 according to the invention according to 1 .

Die Messeinsatzeinheit 14 ragt auf der Unterseite der Halterungseinheit 12 zumindest mit einer Bodenplatte 42 heraus.The measuring insert unit 14 protrudes from the underside of the mounting unit 12 with at least a base plate 42.

Vorstellbar ist einem weiteren Ausführungsbeispiel aber auch, dass die Bodenplatte 42 zumindest teilweise den Rand der zentralen Aussparung 16 der Halterungseinheit 12 überlappt.However, in a further embodiment, it is also conceivable that the base plate 42 at least partially overlaps the edge of the central recess 16 of the mounting unit 12.

Die Halterungseinheit 14 weist Bohrungen 44 auf, in welche die Schrauben 26 von der Oberseite der Halterungseinheit 12 durch die Befestigungsabschnitte 24 der Messeinsatzeinheit 14 eingreifen.The mounting unit 14 has bores 44 into which the screws 26 engage from the top of the mounting unit 12 through the fastening sections 24 of the measuring insert unit 14.

Zudem ist ein zweiter induktive Abstandssensor 46 an der Halterungseinheit 14 angeordnet.In addition, a second inductive distance sensor 46 is arranged on the holder unit 14.

Der zweite induktive Abstandssensor 46 erfasst die Bewegung des Schlittens 28 infolge des Einwirkens der Querkraft Q.The second inductive distance sensor 46 detects the movement of the carriage 28 due to the action of the transverse force Q.

3 zeigt eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 gemäß 1 und 2. 3 shows a plan view of the embodiment of the measuring device 10 according to the invention according to 1 and 2 .

Die Querkraft Q, welche über das Druckelement 32 eingeleitet wird, lenkt den Schlitten 28 nach unten aus.The transverse force Q, which is introduced via the pressure element 32, deflects the carriage 28 downwards.

Durch die schwimmende bzw. rollende Lagerung des Schlittens 28 ist dadurch die Normalkraft N, welche in die Bildebene der 3 hinein auf das Kraftmesselement 30 wirkt, von der Querkraft Q entkoppelt.Due to the floating or rolling bearing of the carriage 28, the normal force N, which is in the image plane of the 3 acting on the force measuring element 30 is decoupled from the transverse force Q.

In der Draufsicht des Ausführungsbeispiels der 3 sind der erste induktive Abstandssensor 40 und der zweite induktive Abstandssensor 46 seitlich versetzt zueinander angeordnet. Diese können aber auch übereinander angeordnet sein.In the top view of the embodiment of the 3 The first inductive distance sensor 40 and the second inductive distance sensor 46 are arranged laterally offset from one another. However, they can also be arranged one above the other.

An der oberen Längsseite der Messeinsatzeinheit 14 ist ferner ein Rückführungsanschlag 48 angeordnet, welcher den Schlitten 28 auf eine definierte Nullposition ausrichtet, sofern keine Kraft auf die Messvorrichtung 10 einwirkt. Infolgedessen sind die Messungen reproduzierbar und die Messergebnisse vergleichbar.Furthermore, a return stop 48 is arranged on the upper longitudinal side of the measuring insert unit 14, which aligns the carriage 28 to a defined zero position as long as no force acts on the measuring device 10. As a result, the measurements are reproducible and the measurement results are comparable.

An seiner unteren (bezogen auf die Ausrichtung in 3) Seitenfläche weist der Schlitten 28 eine Mitnehmereinrichtung 50 auf.At its lower (relative to the orientation in 3 ) side surface, the carriage 28 has a driver device 50.

Die Mitnehmereinrichtung 50 überragt den Schlitten 28 an den jeweiligen Kanten bis zur Innenfläche der Messeinsatzeinheit 14.The driver device 50 projects beyond the carriage 28 at the respective edges up to the inner surface of the measuring insert unit 14.

Die Mitnehmereinrichtung 50 führt die ersten und zweiten Rollenvorrichtungen 34, 36 zurück in ihre Ausgangslage, sobald keine Kraft mehr auf die Messvorrichtung 10 einwirkt.The driver device 50 guides the first and second roller devices 34, 36 back to their starting position as soon as no more force acts on the measuring device 10.

Der Griff 22 ist mittels Griffschrauben 52, welche in 3 im Anschnitt zu erkennen sind, lösbar an der Halterungseinheit 12 befestigt.The handle 22 is secured by means of handle screws 52, which 3 can be seen in the section, are detachably attached to the mounting unit 12.

Neben Schrauben 26 können die Befestigungsabschnitte 24 der Messeinsatzeinheit 14 zusätzlich mit Stiften 54 auf der Halterungseinheit 12 ausgerichtet und befestigt sein.In addition to screws 26, the fastening sections 24 of the measuring insert unit 14 can additionally be aligned and fastened with pins 54 on the mounting unit 12.

4 zeigt einen Teilschnittdarstellung entlang B-B durch das Ausführungsbespiels gemäß 3. 4 shows a partial sectional view along BB through the embodiment according to 3 .

Die Normalkraft N wirkt in dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 nach unten auf das Druckelement 32 des Kraftelements 30.The normal force N acts in the embodiment according to 4 downwards onto the pressure element 32 of the force element 30.

Die Schnittdarstellung der Montagebuchse 20 zeigt, dass die Montagebuchse 20 durchgängig ist, sodass der Belaghaltebolzen zur Befestigung bzw. Montage der Messvorrichtung 10 durch den Montagebuchse hindurchgeführt werden kann.The sectional view of the mounting bushing 20 shows that the mounting bushing 20 is continuous so that the pad retaining bolt for fastening or mounting the measuring device 10 can be passed through the mounting bushing.

5 zeigt eine Schnittdarstellung entlang A-A durch das Ausführungsbeispiel gemäß 4. 5 shows a sectional view along AA through the embodiment according to 4 .

Zwischen der Unterseite des Schlittens 28 und der Bodenplatte 42 der Messeinsatzeinheit 14 ist zumindest eine erste Rollenvorrichtung 34 angeordnet.At least one first roller device 34 is arranged between the underside of the carriage 28 and the base plate 42 of the measuring insert unit 14.

Durch die Lagerung des Schlittens 28 auf zumindest einer ersten Rollenvorrichtung 34 kann dieser entlang der Querkraft Q ausgelenkt werden.By mounting the carriage 28 on at least one first roller device 34, it can be deflected along the transverse force Q.

Der Schlitten 28 ist in dem Ausführungsbeispiel in 5 nicht nur seitlich durch die zweiten Rollenvorrichtungen 36 geführt, sondern zudem auch mittels eines Gleitbolzens 56, welcher in einer zentralen Durchgangsbohrung 58 des Schlittens zumindest teilweise angeordnet ist, geführt.The carriage 28 is in the embodiment in 5 not only guided laterally by the second roller devices 36, but also by means of a sliding bolt 56 which is at least partially arranged in a central through-bore 58 of the carriage.

Der Gleitbolzen 56 ist an gegenüberliegenden Seitenwänden der Messeinsatzeinheit 14 befestigt. Dadurch ist sichergestellt, dass der Schlitten 28 unabhängig von seiner Einbausituation nicht aus der Messeinsatzeinheit 10 herausfällt.The sliding bolt 56 is attached to opposite side walls of the measuring insert unit 14. This ensures that the slide 28 does not fall out of the measuring insert unit 10 regardless of its installation situation.

Zudem wirkt ein Federelement 60, welches zwischen dem Schlitten 28 und der in 5 rechten Seitenwand der Messeinsatzeinheit 14 angeordnet ist, derart auf den Schlitten 28, dass dieser in eine definierte Nullposition zurückgeführt, sobald keine Kraft mehr auf die Messvorrichtung 10 aufgebracht wird.In addition, a spring element 60 acts between the slide 28 and the 5 right side wall of the measuring insert unit 14, on the carriage 28 in such a way that the latter is returned to a defined zero position as soon as no more force is applied to the measuring device 10.

Im Ausführungsbeispiel in 5 ist das Federelement 60 sowohl im Schlitten 28 als auch in der rechten Seitenwand der Messeinsatzeinheit 14 in einer entsprechenden Ausnehmung zumindest teilweise angeordnet und umgibt dabei den Gleitbolzen 56, womit eine störungsfreie Führung des Federelements 60 während der Kompression bzw. Expansion sichergestellt ist.In the example in 5 the spring element 60 is at least partially arranged in a corresponding recess both in the slide 28 and in the right side wall of the measuring insert unit 14 and surrounds the sliding bolt 56, thus ensuring trouble-free guidance of the spring element 60 during compression or expansion.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messeinsatzeinheit 14. 6 shows a perspective view of an embodiment of a measuring insert unit 14 according to the invention.

Der Schlitten 28 wird seitlich durch zwei zweite Rollenvorrichtungen 36 rollend geführt, wobei die zweiten Rollenvorrichtungen 36 eine Vielzahl von Rollen 62 aufweisen.The carriage 28 is guided laterally by two second roller devices 36, wherein the second roller devices 36 have a plurality of rollers 62.

Die zweiten Rollenvorrichtungen 36 sind in dem Ausführungsbeispiel in 6 zumindest nur teilweise zwischen dem Schlitten 28 und der Messeinsatzeinheit 14 angeordnet, so dass der Schlitten 28 nur auf einem Abschnitt der zweiten Rollenvorrichtungen 36 rollen kann.The second roller devices 36 are in the embodiment in 6 at least only partially arranged between the carriage 28 and the measuring insert unit 14, so that the carriage 28 can only roll on a portion of the second roller devices 36.

Zudem ist der Schlitten 28 auf seiner Unterseite (nicht sichtbar) rollend auf zwei ersten Rollenvorrichtungen 34 gelagert, welche ebenfalls jeweils eine Vielzahl von Rollen 62 aufweisen.In addition, the carriage 28 is mounted on its underside (not visible) so as to roll on two first roller devices 34, which also each have a plurality of rollers 62.

Die Rollen 62 sind vorzugsweise aus einem Wälzlagerstahl gefertigt und gehärtet. Zudem sind die Laufflächen der Rollen 62 vorzugsweise geschliffen. Dadurch wird vermieden, dass die Rollen 62 durch zu hohe Krafteinwirkung verformt werden.The rollers 62 are preferably made of a rolling bearing steel and hardened. In addition, the running surfaces of the rollers 62 are preferably ground. This prevents the rollers 62 from being deformed by excessive force.

Die ersten und zweiten Rollenvorrichtungen 34, 36 sind vorzugsweise als Nadelrollen-Flachkäfige ausgebildet, welche sich beim kraftinduzierten Verschieben des Schlittens in Querkraftrichtung Q mit in diese Richtung verschieben.The first and second roller devices 34, 36 are preferably designed as needle roller flat cages, which move in the transverse force direction Q during the force-induced displacement of the carriage in this direction.

Weiter vorzugsweise sind je eine erste Rollenvorrichtung 34 und eine zweite Rollenvorrichtung 36 über ein Winkelelement 64 miteinander verbunden, so dass diese zusammen einen Nadelrollen-Winkelflachkäfig ausbilden. Durch die Verbindung zwischen je einer ersten und einer zweiten Rollenvorrichtung 34, 36 über eine Winkelelemenet 64 ist sichergestellt, dass die einzelne Rollenvorrichtung 34, 36 sich verkantet, d.h. insbesondere, dass die jeweilige Rollrichtung nicht mehr der Rollrichtung des Schlittens 28 entspricht.Further preferably, a first roller device 34 and a second roller device 36 are connected to one another via an angle element 64, so that together they form a needle roller angle flat cage. The connection between a first and a second roller device 34, 36 via an angle element 64 ensures that the individual roller device 34, 36 does not become jammed, i.e. in particular that the respective rolling direction no longer corresponds to the rolling direction of the carriage 28.

An der nach vorne weisenden Seitenfläche des Schlittens ist die Mitnehmereinrichtung 50 angeordnet, welche im Ausführungsbeispiel von 6 zweiteilig in Form von zwei plattenförmigen Elementen ausgebildet ist.The driver device 50 is arranged on the forward-facing side surface of the carriage, which in the embodiment of 6 is made up of two parts in the form of two plate-shaped elements.

Die plattenförmigen Elemente 50 führen die ersten und zweiten Rollenvorrichtungen 34, 36 in ihre Ausgangsposition zurück, sobald keine Kraft mehr auf das Druckelement wirkt und der Schlitten durch die Expansion des Federelements 60 in die Nullposition gebracht wird.The plate-shaped elements 50 return the first and second roller devices 34, 36 to their starting position as soon as no more force acts on the pressure element and the carriage is brought into the zero position by the expansion of the spring element 60.

In 6 sind die Schraubenbohrungen 66 für die Schrauben 26 zur Befestigung der Meeeinsatzeinheit 14 an der Halterungseinheit 12 gezeigt. Zudem sind auch Stiftbohrungen 68 gezeigt, durch welche die Stifte 54 eingesetzt werden, wobei die Stiftbohrungen 68 punktsymmetrisch angeordnet sind und zum Ausrichten der Messeinsatzeinheit 14 innerhalb der Halterungseinheit 12 verwendet werden können.In 6 the screw holes 66 for the screws 26 for fastening the measuring insert unit 14 to the mounting unit 12 are shown. In addition, pin holes 68 are also shown through which the pins 54 are inserted, wherein the pin holes 68 are arranged point-symmetrically and can be used to align the measuring insert unit 14 within the mounting unit 12.

7 zeigt eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Messeinsatzeinheit 14 gemäß 6. 7 shows a plan view of the embodiment of the measuring insert unit 14 according to 6 .

In 7 ist gezeigt, dass die Mitnehmereinrichtung 50, welche zwei plattenförmige Elemente aufweist, links und rechts über die Kanten des Schlittens 28 bis zur Innenseite der Messeinsatzeinheit 14 ragt, um nach dem Abheben des Krafthebels von der Messvorrichtung 10 die zweiten Rollenvorrichtungen 36 zurückzuführen.In 7 it is shown that the driver device 50, which has two plate-shaped elements, projects left and right over the edges of the carriage 28 to the inside of the measuring insert unit 14 in order to return the second roller devices 36 after the power lever has been lifted from the measuring device 10.

8 zeigt eine Teilschnittdarstellung entlang A-A durch das Ausführungsbeispiels gemäß 7. 8th shows a partial sectional view along AA through the embodiment according to 7 .

In 8 ist zu erkennnen, dass die Bodenplatte 42 mittels Verbindungsschrauben 70 an den Seitenwänden der Messeinsatzeinheit 14 befestigt ist.In 8th It can be seen that the base plate 42 is fastened to the side walls of the measuring insert unit 14 by means of connecting screws 70.

Der Schlitten 28 ist auf jeder Seite mittels eines Nadelrollen-Winkelflachkäfigs rollend in Querkraftrichtung Q geführt, d.h. auf der linken (nicht gezeigt) und der rechten Seite des Schlittens 28 ist jeweils die erste Rollenvorrichtung 36 über ein Winkelelement 64 mit der entsprechenden zweiten Rollenvorrichtung 34 verbunden.The carriage 28 is guided on each side by means of a needle roller angle flat cage in the direction of transverse force Q, i.e. on the left (not shown) and the right side of the carriage 28, the first roller device 36 is connected to the corresponding second roller device 34 via an angle element 64.

9 zeigt eine Schnittdarstellung entlang B-B durch das Ausführungsbeispiel gemäß 8. 9 shows a sectional view along BB through the embodiment according to 8th .

9 ist noch einmal zu entnehmen, dass der Schlitten 28 entlang des Gleitbolzens 56 geführt ist, welcher selbst mit der Messeinsatzeinheit 14 verbunden ist und dadurch den Schlitten 28 unabhängig von einem horizontalen oder vertikalen Einbau in der Messeinsatzeinheit 14 hält. 9 It can be seen again that the carriage 28 is guided along the sliding bolt 56, which itself is connected to the measuring insert unit 14 and thus holds the carriage 28 independently of a horizontal or vertical installation in the measuring insert unit 14.

Zwischen Messeinsatzeinheit 14 und dem Schlitten 28 ist ein Federelement 60 angeordnet, welches auf beiden Seiten in eine Ausnehmung ragt und dafür sorgt, dass der Schlitten 28 und das Kraftmesselement 30 in eine definierte Nullposition zurückgeführt werden, sobald keine (Hebel-)Kraft mehr über das Druckelement 32 in die Messvorrichtung 10 eingeleitet wird.A spring element 60 is arranged between the measuring insert unit 14 and the slide 28, which protrudes into a recess on both sides and ensures that the slide 28 and the force measuring element 30 are returned to a defined zero position as soon as no more (lever) force is introduced into the measuring device 10 via the pressure element 32.

Die erste Rollenvorrichtung 34, welche unterhalb des Schlittens 28 angeordnet ist, wird mit Hilfe der Mitnehmereinrichtung 50, welche den Schlitten 28 in 9 nach unten bis zur Innenfläche der Messeinsatzeinheit 14 überragt, zurückgeführt.The first roller device 34, which is arranged below the carriage 28, is guided by the driver device 50, which guides the carriage 28 in 9 downwards to the inner surface of the measuring insert unit 14.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

1010: MessvorrichtungMeasuring device
1212: HalterungseinheitMounting unit
1414: MesseinsatzeinheitMeasuring insert unit
1616: zentrale Aussparungcentral recess
18a, 18b18a, 18b: Schenkelleg
2020: MontagebuchseMounting bush
2222: GriffHandle
2424: BefestigungsabschnitteFastening sections
2626: SchraubenScrews
2828: SchlittenSleds
3030: KraftmesselementForce measuring element
3232: DruckelementPressure element
3434: erste Rollenvorrichtungfirst roller device
3636: zweite Rollenvorrichtungsecond roller device
3838: HalteelementHolding element
4040: erster induktiver Abstandssensorfirst inductive distance sensor
4242: BodenplatteBase plate
4444: BohrungenDrilling
4646: zweiter induktiver Abstandssensorsecond inductive distance sensor
4848: RückführungsanschlagReturn stop
5050: MitnehmereinrichtungCarrier device
5252: GriffschraubenHandle screws
5454: Stiftepencils
5656: GleitbolzenSliding bolt
5858: DurchgangsbohrungThrough hole
6060: FederelementSpring element
6262: Rollenroll
6464: WinkelelementAngle element
6666: SchraubenbohrungScrew hole
6868: StiftbohrungPin hole
7070: VerbindungsschraubeConnecting screw
BB: BremskrafterzeugerBrake force generator
NN: Normalkraft/NormalkraftrichtungNormal force/normal force direction
QQ: Querkraft/QuerkraftrichtungShear force/shear force direction

Claims

Measuring device (10) for transverse force-decoupled force measurement on braking force generators (B), in particular on brake calipers with lever force transmission, wherein the measuring device (10) comprises the following: - a mounting unit (12) for mounting the measuring device (10) in a braking force generator (B), and - a measuring insert unit (14) which is connected to the mounting unit (12), wherein the measuring insert unit (14) comprises the following: - a carriage (28) with at least one force measuring element (30) for measuring a normal force (N), and - at least one roller device (34, 36) with a plurality of rollers (64), wherein the force measuring element (30) is arranged on an upper side of the carriage (28), and wherein at least one first roller device (34) is arranged between an underside of the carriage (28) and the measuring insert unit (14), and wherein at least one second roller device is arranged between two opposite side surfaces of the carriage (28) and the measuring insert unit (14). (36) is arranged.

Measuring device (10) according to Claim 1 , characterized in that the carriage (28) within the measuring insert unit (14) is mounted so as to roll in a transverse force direction (Q) on the at least one first roller device (34) and is guided so as to roll laterally in the transverse force direction (Q) by the at least two second roller devices (36).

Measuring device (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one first roller device (34) is arranged at least approximately perpendicular to the at least two second roller devices (36).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second roller devices (34, 36) are needle roller flat cages.

Measuring device (10) according to Claim 4 , characterized in that the running surfaces of the needle rollers are made of rolling bearing steel.

Measuring device (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the needle rollers are hardened and ground.

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a driver device (50) for returning the first and the second roller devices (34, 36) is arranged on the carriage (28).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the force measuring element (30) has a pressure element (32) for introducing the normal force (N) to be measured.

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure element (32) is concave or flat on a force introduction surface.

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring insert unit (14) has at least one spring element (60) for returning the carriage (28) to a zero position.

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring insert unit (14) has at least one return stop (48) for the carriage (28).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the carriage (28) is guided in the transverse force direction (Q) along a sliding bolt (56) which is connected to the measuring insert unit (14).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring insert unit (14) is arranged within a central recess (16) of the mounting unit (12), and wherein the measuring insert unit (14) is fastened to the mounting unit (12) by a plurality of screws (26) and/or pins (54).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding unit (12) has at least two mounting bushings (20).

Measuring device (10) according to Claim 14 , characterized in that the measuring insert unit (14) is arranged centrally between the two mounting bushings (20).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding unit (12) has a handle (22) for inserting and mounting the measuring device (10).

Measuring device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding unit (12) has at least one first displacement sensor (46) for measuring the displacement of the carriage (28) in the transverse force direction (Q) and/or at least one second displacement sensor (40) for measuring the displacement of the pressure element (32) in the transverse force direction (Q).

Measuring device (10) according to Claim 17 , characterized in that the first and/or the second displacement sensor (40, 46) is an inductive distance sensor.

Braking force generator (B) for a commercial vehicle with a measuring device (10) according to one of the Claims 1 until 18 .

Use of a measuring device (10) according to one of the Claims 1 until 18 on a brake force generator (B).