DE2429668A1

DE2429668A1 - Vorrichtung zur ermittlung der zugkraft in einem seil- oder bandfoermigen messobjekt

Info

Publication number: DE2429668A1
Application number: DE2429668A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Dr Kastreuz; Reinhard Ing Grad Stahl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1974-06-20
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1976-01-08

Description

Vorrichtung zur Ermittlung der Zugkraft in einem seil- oder bandförmigen Meßobjekt Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Zugkraft in einem seil- oder bandförmigen Meßobjekt, insbesondere einem Sicherheitsgurt für Fahrzeuginsassen, mit zumindest drei parallelen Auflagen für das Meßobjekt in das Meßobjekt umlenkender Anordnung, von denen die beiden äußeren Auflagen über mit 1)ehnungsmeßstreifen bestückte Schenkel in Verbindung stehen.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art, die außerdem zur Ermittlung der Dehnung des Meßobjekts Verwendung finden soll, weist als Achsen ausgebildete Auflagen für das Meßobjekt auf, von denen nur eine Achse oder zwei Achsen drehfest gehalten sind. Wie sich gezeigt hat, erfordert die drehbare Lager mg derartiger Auflagen bei den hohen Kräften, wie sie beispielsweise bei der Erprobung von Sicherheitsgurten für Fahrzeuginsassen auftreten, infolge der Erfordernis von Nadel- oder Kugellagern eine erhebliche Vergrößerung der Meßvorrichtung. Man ist daher daran interessiert, bei der Vorrichtung mit feststehenden Auflagen für das Meßobjekt auszukommen.
Nachteilig macht sich dann aber bezüglich der Genauigkeit der Messung die Reibung an den einzelnen Auflagen bemerkbar. Da bei der Vorrichtung durch entsprechende Anordnung der Auflagen Umlenkungen des Meßobjekts vorgenommen werden, sind die senkrecht zu den Auflageflächen gerichteten, von dem Meßobjekt ausgeübten Kräfte relativ groß, so daß auch die Reibkräfte groß sind und eine beträchtliche Verfälschung des Neßergebnisses beirken können.
Hier Abhilfe zu schaffen ist Aufgabe der Erfindung. Wie erkannt wurde, lassen sich die nachteiligen Einflüsse der auftretenden Reibkräfte auf das Meßergebnfs in einfacher Weise bei einer dadurch gekennzeichneten Vorrichtung der eingangs genannten Art vermeiden, daß bei drehfester Ausbildung aller Auflagen auf den Schenkeln in unterschiedlichen Abständen von der jeweiligen äußeren Auflage jeweils zwei Dehnulagsmeßstreifen angeordnet sind, das Meßobjekt parallel zu dem jeweils benachbarten der Schenkel verläuft und die jeweils einer äußeren Auflage zugeordneten Dehnungsmeßstreifen in einer differenzbildenden Schaltung liegen.
Bei der Erfindung wird also das Jeweils auf eine der äußeren Auflagen ausgeübte, von der Zugkraft in dem bandförmigen Meßobjekt abhängige Biegemoment an zwei verschiedenen Stellen des die jeweils betrachtete äußere Auflage tragenden Schenkels gemessen; die den Verformungen dieser beiden Dehnungsmeßst->eifen entsprechenden elektrischen Signale werden gegeneinander geschaltet, wodurch diejenigen Glieder in den Gleichungen für das an den beiden Stellen der Dehnungsmeßstreifen in dem betrachteten Schenkel auftretende Biegemoment, die den Reibbeiwert enthalten, sich aufheben. Bei konstantem Querschnitt und dabei konstantem Widerstandsmoment der Schenkel an denjenigen Qiierschnittsstellen, an denen sie mit den beiden Dehnungsmeßstreifen belegt sind, liefert die Schaltung demgemäß eine Aussage über die Zugspannung im Meßobjekt, die der Differenz der Biegespannungen am Ort der beiden I)ehnungsmeßstreifen proportional ist über einen Faktor, der das Widerstandsmoment und den Abstand zwischen den beiden Meßstellen enthält.
Im folgenden werden weitere Einzelheiten der Erfindung anhand der figürlich dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen die Piguren 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel in zwei zueinander senkrechten Schnitten, während Figur 3 die Zusammenschaltung der Dehnungsmeßstreifen wiedergibt und Figur 4 in einem Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt.
Betrachtet man zunächst die Figuren 1 und 2, so setzt sich die dort wiedergegebene Vorrichtung im wesentlichen aus zwei Hauptbestandteilen zusammen. Es ist dies der Meßbügel 1 mit den beiden Schenkeln 2 und 3, deren Querschnitt konstant ist, so daß sie ein gleiches Widerstandsmoment besitzen, und die an ihren freier Enden die beiden leistenförmigen Auflagen F und 6 für den das Meßobjekt darstellenden Sicherheitsgurt 7 tragen. Die beiden Schenkel 2 und 3 bilden also ein einziges Teil und schließen miteinander einen Winkel ein. In diesen Winkel hinein ragt der mittlere Bereich 8 des weiteren Teils 9, das über die Achse 10 mit dem Meßbügel 1 verbunden ist. Die Basis 8 dieses zweiten, U-förmigen Teils 9 ist bei 11 als mittlere Auf lage für das Meßobjekt 7 ausgebildet. Infolge der Tatsache, daß die Basis 8 des weiteren Teils 9 in den Winkelbereich zwischen den Schenkeln 2 und 3 hineinsie ragt, bewirkt/Umlenkungen des Meßobjekts 7, so daß dieses auf die Schenkel 2 und 3 Kräfte und damit hiegemomente ausübt, die abhängig sind von der mit S1 bezeichneten jeweiligen Zugkraft im Meßobjekt 7. Dieses Biegemoment und damit eine der Zugkraft S1 entsprechende Größe soll über Dehnungsmeßstreifen ermittelt werden, die auf den Schenkeln 2 und 3 angebracht sind.
Dabei treten insofern Schwierigkeiten auf, als beispielsweise an der Auflage 6 eine von der Größe der Zugkraft S1 abhängige Reibkraft S2 auf das Meßobjekt 7 ausgeübt wird. Entsprechende Verhältnisse liegen im Bereich der Auflage 5 vor.
Erfindungsgemäß werden die Einflüsse der Reibkräfte S2 auf die Messung dadurch eliminiert, daß auf jedem Schenkel zwei Dehnungsmeßstreifen D1 bis D4 in vorgegebenen Abständen aufgebracht und diese Dehnungsmeßstreifen jeweils so zusammengeschaltet sind, daß die Differenz der Änderungen ihrer elektrischen Werte erfaßt wird. Eine entsprechende Zusammenschaltung zeigt Figur 3. Es handelt sich um eine Brückenschaltung, in der die Differenzen der elektrischen Werte der auf jeweils einem Schenkel angeordneten Dehnungsmeßstreifen Dl und D2 bzw. D3 und D4 gebildet und nach Addition zur Anzeige gebracht werden.
Während in der Bu-sfuhrungsform nach den Figuren 1 und 2 das erste Teil der Vorrichtung, nämlich der Meßbügel 1, im wesentlichen aus den beiden einen Winkel einschließenden Schenkeln 2 und 3 bestand, besitzt der Meßbügel 20 in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 die beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkel 21 und 22, die wiederum mit jeweils einer leistenförmige Auflage 23 und 24 versehen sind, aber jetzt über die Basis 25 in Verbindung stehen. Es handelt sich also um ein U-förmiges Teil 20, das im Bereich seiner Basis 25 über die Achse 26 mit einem weiteren U-förmigen Teil 27 verbunden ist. Die Basis 28 des weiteren Teils 27 ist bei 29 und 30 mit ebenfalls leistenförmigen Auflagen für das Meßobjekt-31 versehen. Wichtig ist, daß alle Auflagen in den verschiedenen Ausführungsbei spie len der Erfindung parallel zueinander verlaufen. Auch hier' sind auf jedem der beiden Schenkel 21 und 22 in definierten Abständen zwei Dehnungsmeßstreifen Dl, D2 bzw. D3, D4 angeordnet, die ausgangsseitig entsprechend zusammengeschaltet sind.
Gemeinsam ist beiden Ausführungsbeispielen, daß ihre beiden Hauptbestandteile bei 10 bzw. 26 schwenkbar verbunden und die Auflagen relativ zueinander so angeordnet sind, daß die jeweils zwischen einer äußeren und einer mittleren Auflage verlaufenden Bereiche des Meßobjekts 7 bzw. 31 parallel zu den benachbarten Schenkeln 2, 3 bzw.
21, 22 sind.
Infolge der Reibung an den Auflagen erübrigen sich zusätzliche 13efestigungsmittel für die Vorrichtung häufig.

Claims

ANSPRUCHE

Vorrichtung zur Ermittlung der Zugkraft in einem seil-oder bandförmigen Meßobjekt, insbesondere einem Sicherheitsgurt für Fahrzeuginsassen, mit zumindest drei parallelen Auflagen für das Meßobjekt in das Meßobjekt umlenkender Anordnung, von denen die beiden äußeren Auflagen über mit Dehnungsmeßstreifen bestückte Schenkel in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß bei drehfester Ausbildung aller Auflagen (5,6,11) auf den Schenkeln (2,3) in unterschiedlichen Abständen von der jeweiligen äußeren Auflage (5,6) jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen (D1,D2;D3,D4) angeordnet sind, das Meßobjekt (7) parallel zu dem jeweils benachbarten der Schenkel (-2,3) und die jeweils einer äußeren-Auflage (5,6) zugeordneten Dehnungsmeßstreifen (D7,D2;D3,D4) in einer differenzbildenden Schaltung liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit leistenförmigen Auflagen (5,6) versehenen Schenkel (2,3) ein einen Winkel einschließendes Teil (1) bilden, das verbindbar ist mit einem U-förmigen wepteren Teil (9), dessen als mittlere Auflage (11) ausgebildete Basis (8) in den Winkelraum des Teils (1) hineinragt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit leistenförmigen Auflagen (23,24) versehenen Schenkel (21,22) parallel verlaufen und über einen Steg (25) zu einem U-förmigen Teil (20) vereint sind, das im Bereich des Stegs (25) verbindbar ist mit einem ebenfalls U-förmigen weiteren Teil (27), dessen Ebene senkrecht zur Ebene des U-förmigen Teils (20) verläuft und dessen mit zumindest einer Auflage (29,30) versehene Basis (28) in das U-förmige Teil (20) hineinragt.

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