DE2917967C2 - Device for measuring force components, in particular on motor vehicles - Google Patents

Device for measuring force components, in particular on motor vehicles

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DE2917967C2 DE2917967A DE2917967A DE2917967C2 DE 2917967 C2 DE2917967 C2 DE 2917967C2 DE 2917967 A DE2917967 A DE 2917967A DE 2917967 A DE2917967 A DE 2917967A DE 2917967 C2 DE2917967 C2 DE 2917967C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung von Kraftkomponenten, insbesondere an Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem einstückigen Körper, der zwei Basisteile aufweist, die über mehrere im Querschnitt rechteckige Stäbe miteinander in Verbindung stehen, welche zumindest teilweise mit Dehnungsmeßstreifen versehen sind, wobei zur Messung der Kraftkomponenten die Dehnungsmeßstreifen geeignet in Brückenschaltung geschaltet sind.The invention relates to a device for measuring force components, in particular on motor vehicles, consisting of a one-piece body which has two base parts, which have several in cross-section rectangular bars are connected to each other, which at least partially with strain gauges are provided, the strain gauges suitable in a bridge circuit for measuring the force components are switched.

Ganz allgemein ist es bekannt, zur Ausmessung von Kraftkomponenten beispielsweise an Tragflügeln (C. C Perry, H. R. Lissner: The Strain Gage Primer; Μα Graw-Hili, 1955, S. 212—216), zum Ausmessen von Kraftkomponenten an Propellern (Soviet Inv. Illustr. Werk A 48 (1978) SU 5 88 476) und zum Ausmessen von Druck- und Schubverteilung eines schnellrollenden Reifens (ATZ, 69 (1967) 8, S. 251-255) Dehnungsmeßstreifen einzusetzen. Eine bekannte Einrichtung der eingangs genannten Art ist in der US-PS 36 18 376 beschrieben. Dort sind vier Stäbe vorgesehen, die aufIn general, it is known to measure force components, for example on wings (C.C Perry, H. R. Lissner: The Strain Gage Primer; Μα Graw-Hili, 1955, pp. 212-216), for measuring Force components on propellers (Soviet Inv. Illustr. Werk A 48 (1978) SU 5 88 476) and for measuring Pressure and thrust distribution of a fast rolling tire (ATZ, 69 (1967) 8, pp. 251-255) strain gauges to use. A known device of the type mentioned is in US-PS 36 18 376 described. There are four rods provided that on

is einem Basisteil entlang eines Kreisumfangs sitzen und alle mit Dehnungsmeßstreifen versehen sind. Die Stäbe sind auf dem Basisteil so angeordnet, daß auf dem Kreisumfang benachbarte Stäbe gleiche Abstände voneinander aufweisen. Jeder Stab weist auf allen vier Seiten Dehnungsmeßstreifen auf, wobei auf den in radiale Richtung weisenden Flächen jeweils drei Dehnungsmeßstreifen übereinander in Längsrichtung der Stäbe angeordnet sind und auf den jeweils restlichen Flächen der Stäbe ein Dehnungsmeßstreifen quer zur Längsrichtung vorgesehen ist Diese Vielzahl von Dehnungsmeßstreifen zieht relativ aufwendige Brükkenschaltungen nach sich, um die gewünschten Kraftkomponenten ausmessen zu können. So müssen beispielsweise bei dieser Einrichtung, um die inis a base part sitting along a circumference and all are provided with strain gauges. The rods are arranged on the base part so that on the Circumference of neighboring bars have the same distances from one another. Each staff points to all four Strain gauges on the sides, three on each of the surfaces pointing in the radial direction Strain gauges are arranged one above the other in the longitudinal direction of the rods and on the remaining one A strain gauge is provided transversely to the longitudinal direction of the rods Strain gauges involve relatively complex bridge circuits to determine the desired force components to be able to measure. For example, in order to use the in

Μ Z-Richtung auftretenden Kräfte ausmessen zu können, 16 Dehnungsmeßstreifen in einer Brückenschaltung zusammengeschlossen werden, was relativ aufwendig ist. Auch können mit der bekannten Einrichtung keine sehr großen Kraftkomponenten ausgemessen werden, da die Abstützung der beiden Teile über nur vier Stäbe erfolgt, deren Belastbarkeit begrenzt ist.Μ to be able to measure forces occurring in the Z direction, 16 strain gauges are connected in a bridge circuit, which is relatively expensive is. Also, with the known device, no very large force components can be measured, since the two parts are supported by only four rods whose load-bearing capacity is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Kraftkomponenten, insbesondere an Kraftfahrzeugen zu schaffen, die mit einer Minimalstückzahl von Dehnungsmeßstreifen auskommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Nach der Erfindung weisen diejenigen Stäbe Dehnungsmeßstreifen auf, die in der Ebene einer Trägheitsachse liegen. Der mittlere Stab weist auf seinen vier Seiten jeweils einen Dehnungsmeßstreifen auf, während die übrigen, größeren Stäbe auf einer Fläche mit Dehnungsmeßstreifen versehen sind. Von den äußeren Stäben sind diejenigen mit Dehnungsmeßstreifen versehen, die nicht an den Ecken der Basisteile liegen. Zur Messung der Kraftkomponenten werden jeweils vier Dehnungsmeßstreifen zu einer Brücke geschaltet. Für die Messung der Kraftkomponente in X- Richtung werden die Dehnungsmeßstreifen derjenigen äußeren Stäbe zusammengeschaltet, die in der X-Z-Ebene liegen. Für die Messung der V-Kraftkomponente werden die Dehnungsmeßstreifen in Brücke geschaltet, die an den äußeren Stäben in der Ebene Y-Z liegen. Zur Messung der Z-Kraftkomponente werden die vier Dehnungsmeßstreifen des mittleren Stabes in Brückenschaltung angeordnet. Da durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung jeweils zur Messung der Kraftkomponenten nur vier Dehnungsmeßstreifen in einer Brückenschaltung zusammengeschlossen werden müssen, kommt man somit mit einer Minimalzahl von Dehnungsmeßstreifen aus.The invention is based on the object of creating a device for measuring force components, in particular on motor vehicles, which manages with a minimum number of strain gauges. According to the invention, this object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. According to the invention, those rods have strain gauges which lie in the plane of an axis of inertia. The middle rod has a strain gauge on each of its four sides, while the remaining, larger rods are provided with strain gauges on one surface. Of the outer rods, those are provided with strain gauges that are not at the corners of the base parts. To measure the force components, four strain gauges are connected to a bridge. To measure the force component in the X direction, the strain gauges of those outer rods that lie in the XZ plane are interconnected. To measure the V force component, the strain gauges are connected in bridges, which are located on the outer rods in the YZ plane. To measure the Z-force component, the four strain gauges of the central rod are arranged in a bridge circuit. Since only four strain gauges have to be connected together in a bridge circuit in order to measure the force components, this means that a minimum number of strain gauges is sufficient.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird vorzugsweise aus Federstahl durch elektroerosive BearbeitungThe device according to the invention is preferably made of spring steel by electrical discharge machining

hergestellt und weist zwei Basisteile auf, die an dem zu überprüfenden Gegenstand, beispielsweise an einem Kraftfahrzeug als integrale Bestandteile eines Originalteils, beispielsweise einer Achsenschenkelanordnung, vorgesehen wird. Die erfindungsgemäßc: Einrichtung kann als Meßglied zwischen dem Rahmen und der Blattfeder eines Lastkraftwagens, als integrales Teil eines Vorderachsenschenkels bei einem PKW o. dgL eingesetzt werden. Durch die erfindungsgamäße Einrichtung ist die Messung von Kraftkomponenten mit einer gerrgen Anzahl von Dehnungsmeßstreifen möglich, wodurch sich ein einfach aufgebautes und effektives Meßglied ergibtproduced and has two base parts that are attached to the object to be checked, for example on a Motor vehicle as an integral component of an original part, for example an axle arm assembly, is provided. The inventive c: device can be used as a measuring element between the frame and the Leaf spring of a truck, as an integral part of a front axle leg in a car or similar can be used. Through the device according to the invention, the measurement of force components is also possible a small number of strain gauges possible, which makes a simple and effective measuring element results

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bilden die vier Eckstäbe die Ecken einer quadratischen Fläche. Damit ist eine hohe, gleichmäßige Belastung möglich.In an advantageous development of the invention, the four corner bars form the corners of a square surface. This enables a high, even load.

Zweckmäßig kann es auch sein, wenn die Stäbe einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Damit werden bei gleichen Beanspruchungen in X- und V-Richtung gleich große Dehnwege erhalten, was hinsichtlich der Dimensionierung der Brückenschaltungen Vorteile bringtIt can also be expedient if the rods have a square cross section. With the same stresses in the X and V directions, expansion paths of the same size are obtained, which has advantages with regard to the dimensioning of the bridge circuits

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung mit den Merkmalen der Erfindung zur Messung von Kraftkomponenten, insbesondere an Kraftfahrzeugen, anhand der Zeichnung erläutert und beschrieben. Es zeigtIn the following a preferred embodiment of a device with the features of the invention for Measurement of force components, in particular on motor vehicles, explained and based on the drawing described. It shows

F i g. 1 eine schematische Perspektivansicht der Einrichtung,F i g. 1 a schematic perspective view of the device,

F i g. 2 die Schnittansicht des mittleren Stabes.
F i g. 3 4 und 5 Darstellungen von Brückenschaltungen der Dehnungsmeßstreifen,
F i g. 2 the sectional view of the central rod.
F i g. 3 4 and 5 representations of bridge circuits of the strain gauges,

Fig.6 eine Teilansicht eines Lastkraftwagens mit einer Einrichtung zwischen der Blattfeder und dem Rahmen,6 is a partial view of a truck with a device between the leaf spring and the frame,

F i g 7 eine Schnittdarstellung der Einrichtung nach Fig. I in Höhe der Linie VIl-VlI der F ig. 8 undFIG. 7 is a sectional view of the device according to FIG. 8 and

Fig.8 eine Darstellung der Einrichtung, bei deren Anwendung als integrales Teil eines Vorderachsenschenkels bei einem Personenkraftwagen.Fig.8 is a representation of the device in whose Use as an integral part of a front axle leg in a passenger car.

F i g. 1 zeigt den Aufbau einer Einrichtung zur Messung von Kraftkomponenten. Die Einrichtung wird aus einem Federstahl, vorzugsweise durch eine elektroerosive Bearbeitung hergestellt und weist zwei Basisteile 1, 2 auf, die durch Schrauben o. dgi. über Bohrungen 3, 4 an beliebiger Stelle an dem Prüfobjekt angeordnet werden können. Die Einrichtung kann beispielsweise zwischen der Blattfeder und dem Rahmen eines Lastkraftwagens oder in Verbindung mit dem Achsschenkel einer Fahrzeug-Radaufhängung eingesetzt werden. Es bestehen noch weitere Anwendungsmöglichkeiten, bei welchen die Einrichtung zur Messung mehrerer Kraftkomponenten vorgesehen werden kann. Im folgenden wird die Einrichtung in Verbindung mit ihrer Anordnung zwischen der Blattfeder und dem Rahmen eines Lastkraftwagens als erstes Ausführungsbeispiel und als integraler Bestandteil eines Vorderachsenschenkels bei einem Personenkraftfahrzeug als zweites Ausführungsbeispiel erläutert.F i g. 1 shows the structure of a device for measuring force components. The establishment will made of a spring steel, preferably by electrical discharge machining and has two Base parts 1, 2, which by screws o. Dgi. via holes 3, 4 at any point on the test object can be arranged. The device can, for example, between the leaf spring and the Frame of a truck or in connection with the steering knuckle of a vehicle wheel suspension can be used. There are still other possible uses in which the device for Measurement of several force components can be provided. The following is the setup in Connection with its arrangement between the leaf spring and the frame of a truck first Embodiment and as an integral part of a front axle leg in a passenger vehicle explained as a second embodiment.

Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung wird durch elektroerosive Bearbeitung derart ausgebildet, daß zwischen den Basisteilen 1 und 2 neun Stäbe 6 bis 14 verbleiben. Das Trägheitsachsen- bzw. Kraftkomponentensystem ist in Fi g. 1 mit X, Y, Zbezeichnet und stellt ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit seinem Ursprung im mittleren Stab 7 dar. Nach F i g. 1 weist die Einrichtung einen mittleren Stab 7 und äußere Stäbe 6,8 bis 14 auf, welche die Verbindung zwischen dem Basisteil 1 und dem Basisteil 2 bilden. Von den äußeren Stäben bilden wiederum die Stäbe 11,12,13,14 Kanten bzw. Ecken eines Rechtecks mit den Seiten R und 5 zwischen den Basisteilen 1 und 2, während die Stäbe 6,8, 9 und 10 zwischen den Eckstäben U, 12, 13 und 14 ausgebildet sind. Die Stäbe Hegen somit symmetrisch zu den Trägheitsachsen X und Y. Die Stäbe 6 und 8 liefern Meßstellen für eine Kraftkomponente in Richtung der Achse Y, die Stäbe 9, 10 Meßstellen für eine Kraftkomponente in Richtung X und der Stab 7 eine Meßstelle für eine Kraft in Richtung der Achse Z Die übrigen Stäbe 11,12,13 und 14 sind zur Stabilisierung vorgesehen und werden bei der Berechnung der als Meßglied dienenden Einrichtung als parallel geschaltete Federn betrachtetThe in F i g. The device shown in FIG. 1 is formed by electrical discharge machining in such a way that nine rods 6 to 14 remain between the base parts 1 and 2. The inertia axis or force component system is shown in Fi g. 1 denoted by X, Y, Z and represents a right-angled coordinate system with its origin in the central rod 7. According to FIG. 1, the device has a central rod 7 and outer rods 6, 8 to 14, which form the connection between the base part 1 and the base part 2. Of the outer bars, the bars 11, 12, 13, 14 in turn form edges or corners of a rectangle with the sides R and 5 between the base parts 1 and 2, while the bars 6, 8, 9 and 10 between the corner bars U, 12 , 13 and 14 are formed. The bars Hegen thus symmetrically to the inertia axes X and Y. The bars 6 and 8 provide measuring points for a force component in the direction of the Y axis, the bars 9, 10 measuring points for a force component in the X direction and the rod 7 a measuring point for a force in Direction of the axis Z The remaining rods 11, 12, 13 and 14 are provided for stabilization and are considered as springs connected in parallel when calculating the device serving as the measuring element

t5 Die Stäben haben vorzugsweise quadratischen Querschnitt Die Größe der von den Stäben 6 bis 14 eingenommenen Fläche sowie die Querschnittsfläche der einzelnen Stäbe selbst kann abhängig von der gewünschten Beeinflussung der Stabbeanspruchung gewählt werden. Gemäß F i g. 7, die eine Schnittdarstellung durch die Einrichtung in F i g. 1 in Höhe der Schnittlinie VII-VII in Fig.8 wiedergibt, ist die Dimensionierung der einen Kante der von den Stäben eingenommenen Fläche mit R und die Dimensionierung der anderen Kante der Fläche mit S angegeben. Die Größe der Querschnitte der einzelnen Stäbe ist von den Abmessungen s und r (Fig.7) abhängig. Durch das Flächenträgheitsmomentt5 The rods preferably have a square cross-section. The size of the area occupied by the rods 6 to 14 and the cross-sectional area of the individual rods themselves can be selected depending on the desired influence on the rod loading. According to FIG. 7, which is a sectional view through the device in FIG. 1 at the level of the section line VII-VII in FIG. 8, the dimensioning of one edge of the area occupied by the rods is indicated by R and the dimensioning of the other edge of the area is indicated by S. The size of the cross-sections of the individual bars depends on the dimensions s and r (Fig. 7). By the area moment of inertia

Γ ΓΓ Γ

J χ2 iFbzw. J .J χ 2 iF or J.

χ1 dFbzw. J y1 dF χ 1 dF or J y 1 dF

0 00 0

ist eine entsprechende Wahl der geometrischen Abmessung von R und S bzw. der Stabquerschnittsflächen, abhängig von r und s möglich, um die Stabbeanspruchungen σ* und oy entsprechend zu wählen. Vorzugsweise werden R = S und r = s gewählt, so daß die von den Stäben eingenommene Fläche quadratisch und die Querschnitte der Stäbe selbst ebenfalls quadratisch sind. Daraus ergibt sich Ox = Oy. a corresponding choice of the geometric dimensions of R and S or the cross-sectional areas of the rod, depending on r and s, is possible in order to select the rod loads σ * and o y accordingly. Preferably, R = S and r = s are chosen so that the area occupied by the rods is square and the cross-sections of the rods themselves are also square. This results in O x = Oy.

Wirken auf die Einrichtung stark unterschiedliche Kräfte, dann wird der Querschnitt der Stäbe, der sich zu r ■ sbestimmt, rechteckig dimensioniert und die Größen R und S ebenfalls so bemessen, daß die Beanspruchung der Stäbe in Wirkrichtung σ* = o>,wird.If very different forces act on the device, then the cross-section of the rods, which is determined to be r ■ s, is dimensioned rectangular and the sizes R and S are also dimensioned so that the loading of the rods in the direction of action is σ * = o>.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung der Stäbe 6, 7, 8 ergibt sich bei einer in Richtung der X-Achse eingeleiteten Kraft die Spannungsneutrale in der Ebene Y-Z. Unter dem Begriff »Spannungsneutrale« soll hier verstanden werden, daß dann, wenn eine Meßkraft in X-Richtung wirkt, an den in der XZ-Ebene liegenden Meßstreifen keine resultierende Spannung auftritt. Entsprechendes gilt für eine Meßkraft in V-Richtung.In the case of the FIG. The arrangement of the bars 6, 7, 8 shown in FIG. 1 results in the stress neutral in the plane YZ when a force is introduced in the direction of the X-axis. The term “voltage neutral” should be understood here to mean that when a measuring force acts in the X direction, no resulting voltage occurs on the measuring strips located in the XZ plane. The same applies to a measuring force in the V direction.

Dann liegt die Spannungsneutrale in der Ebene X-Z, in welcher die Stäbe 10, 9, 7 liegen. Die Meßsignale für eine in Richtung der V-Achse wirkende Kraft werden an den Stäben 6 und 8 gemessen, die Signale für eine in der X-Richtung wirkende Kraft an den Stäben 9 und 10 aufgenommen, während das Signal für eine Kraftkomponente in Richtung der Z-Achse am Stab 7 abgenommen wird. Then the stress neutral lies in the plane XZ in which the bars 10, 9, 7 lie. The measurement signals for a force acting in the direction of the V-axis are measured on the rods 6 and 8, the signals for a force acting in the X-direction are recorded on the rods 9 and 10, while the signal for a force component in the direction of the Z. -Axis on rod 7 is removed.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, weisen nur der mittlere Siub 7 und die äußeren Stäbe 6, 8, 9 und 10 Dehnungsmeßstreifen auf. An dem mittleren Stab 7 ist jeweils an einer Fläche ein Dehnungsmeßstreifen angeordnet; die Dehnungsmeßstreifen am Stab 7 sind mit 7.1 bis 7.4 bezeichnet. Die Stäbe 6, 8, 9, 10 sindAs shown in FIG. 1, only the middle Siub 7 and the outer rods 6, 8, 9 and 10 have Strain gauges on. A strain gauge is located on each surface of the central rod 7 arranged; the strain gauges on the rod 7 are labeled 7.1 to 7.4. The bars 6, 8, 9, 10 are

5 65 6

• vorzugsweise an den nach außen weisenden Flächen mit ein Einfluß der Kraft in Z-Ricl'tung hinsichtlich der• preferably on the outward-facing surfaces with an influence of the force in Z-Ricl'tung with regard to the

Dehnungsmeßstreifen 6.1,6.2; 8.1,8.2; 9.1,9.2; 10.1,10.2 Dehnungsmeßstreifen 10.1,10.2 und 9.1,9.2 bzw. 6.1,6.2Strain gauges 6.1,6.2; 8.1,8.2; 9.1,9.2; 10.1,10.2 Strain gauges 10.1,10.2 and 9.1,9.2 or 6.1,6.2

versehen. Die Dehnungsmeßstreifen 10.1,10.2 und 9.1, und 8.1,8.2 vermieden.Mistake. The strain gauges 10.1,10.2 and 9.1, and 8.1,8.2 avoided.

9.2 sind daher auf der Oberfläche der Stäbe 10 und 9 F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht des Stabes 7, aus der derart angeordnet, daß sie am jeweiligen Stabende 5 die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 7.1 bis 7.4 symmetrisch zu den Ebenen X- Vund A"-Zliegen und ein hervorgeht. Die Dehnungsmeßstreifen 7.1 und 7.3 bzw. maximales Signal bei einer Kraft in Richtung der 7.2 und 7.4 sind jeweils einander gegenüberliegend auf ΑΓ-Achse liefern. Bei einer Kraft in Richtung der den Außenflächen des Stabes 7 angeordnet.9.2 are therefore on the surface of the rods 10 and 9 F i g. 2 shows a sectional view of the rod 7, arranged in such a way that the arrangement of the strain gauges 7.1 to 7.4 lie symmetrically to the planes X- V and A "-Z at the respective rod end 5. The strain gauges 7.1 and 7.3 or maximum signal for a force in the direction of 7.2 and 7.4, the outer surfaces of the rod 7 are arranged opposite one another on the ΑΓ-axis.

V-Achse ist infolge der geometrischen Lage der F i g. 6 zeigt in schematischer Darstellung den EinsatzV-axis is due to the geometric position of the F i g. 6 shows the insert in a schematic representation

Dehnungsmeßstreifen auf den Stäben keine Anzeige io der Einrichtung, die in Fig.6 mit 16 angegeben ist. Die von den Dehnungsmeßstreifen 10.1,10.2 und 9.1,9.2 zu beiden Basisteile 1, 2 liegen in der Horizontalen und erwarten, da diese Dehnungsmeßstreifen gemäß Fig. 3 bilden die Auflagefläche einer Blattfeder 17 einerseits für eine Kraft in Richtung der Achse X zusammenge- und dem durch das Bezugszeichen 18 angedeuteten schaltet sind. Für eine Kraft in Richtung der V-Achse ist Fahrzeugrahmen eines LKW andererseits,
die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 6.1, 6.2 und 15 Fig.8 ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit für 8.1, 8.2 entsprechend symmetrisch zu den Ebenen X- Y die Einrichtung 16, die in diesem Fall gegenüber F i g. 6 und X-Z; die Schaltung dieser Dehnungsmeßstreifen in der vertikalen Ebene liegend angeordnet ist. Die zeigt F i g. 4. Für eine Kraft in Richtung der Z-Achse Einrichtung zur Messung der Kraftkomponenten ist in wird ein Signal von den Dehnungsmeßstreifen 7.1, 7.2,· F i g. 8 mit 20 bezeichnet und steht in fester Verbindung
Strain gauges on the bars show no indication of the device indicated by 16 in FIG. The 10.1,10.2 9.1,9.2 and are of the strain gauges on the two base parts 1, 2 in the horizontal and expect because these strain gauges as shown in FIG. 3 form the bearing surface of a leaf spring 17 on the one hand zusammenge- for a force in the direction of the axis X and the indicated by the reference numeral 18 are switched. For a force in the direction of the V-axis, on the other hand, the vehicle frame of a truck is
the arrangement of the strain gauges 6.1, 6.2 and 15 FIG. 8 is a further possible application for 8.1, 8.2, correspondingly symmetrical to the planes X-Y, the device 16, which in this case compared to FIG. 6 and XZ; the circuit of these strain gauges is arranged lying in the vertical plane. This is shown in FIG. 4. A signal from the strain gauges 7.1, 7.2, · F i g. 8 denoted by 20 and is in permanent connection

7.3 und 7.4 des Stabes 7 erhalten; die Schaltung dieser 20 mit einem Achszapfen 21 einerseits und einem Dehnungsmeßstreifen zeigt F i g. 5. Die Dehnungsmeß- Achsschenkel 22 andererseits. Die Einrichtung 20 ist streifen 7.1 bis 7.4 sind in der Mitte der Oberflächen des somit als integrales Teil zwischen dem Achsschenkel 22 Stabes 7 angeordnet. Zwei der einander gegenüberlie- und dem Achszapfen 21 vorgesehen. Bei einem Schnitt genden Dehnungsmeßstreifen, nämlich die Dehnungs- entsprechend Linie VII-VII in Fig. 8 ergibt sich die meßstreifen 7.2 und 7.4 sind mit ihrer Gitterlängsachse 25 Darstellung nach F i g. 7.7.3 and 7.4 of the bar 7 obtained; the circuit of this 20 with a journal 21 on the one hand and one Strain gauges are shown in FIG. 5. The strain gauge stub axles 22, on the other hand. The device 20 is strips 7.1 to 7.4 are in the middle of the surfaces of the thus as an integral part between the steering knuckle 22 Rod 7 arranged. Two of the opposite and the axle journals 21 are provided. With a cut Lowing strain gauges, namely the strain corresponding to line VII-VII in Fig. 8 results in the measuring strips 7.2 and 7.4 are shown with their grid longitudinal axis 25 according to FIG. 7th

in Richtung der Z-Achse und die beiden anderen Mit der Einrichtung mit den Merkmalen derin the direction of the Z-axis and the other two With the establishment with the characteristics of the

Dehnungsmeßstreifen 7.1 und 7.3 mit der Gitterlängs- Erfindung ist es möglich, an einem FahrzeugradStrain gauges 7.1 and 7.3 with the longitudinal grid invention, it is possible on a vehicle wheel

achse quer zur Z-Achse auf dem Stab 7 vorgesehen. auftretende Kräfte und Momente zu messen. DieAxis transverse to the Z-axis on the rod 7 is provided. to measure occurring forces and moments. the

Die symmetrische Lage der Dehnungsmeßstreifen 7.1 Einrichtung kann bei einer Fahrzeug-Radaufhängung bis 7.4 in bezug auf die drei Ebenen X-Z, Y-Z, X-Y und 30 Anwendung finden, beispielsweise zwischen der Hinter-The symmetrical position of the strain gauges 7.1 device can be used with a vehicle wheel suspension up to 7.4 in relation to the three planes XZ, YZ, XY and 30, for example between the rear

die in F i g. 5 gezeigte Schaltung vermeiden weitgehend achsen-Blattfederaufhängung und dem Fahrzeugrah-the in F i g. 5 circuit shown largely avoid axle leaf spring suspension and the vehicle frame

eine Beeinflussung des Meßsignals für Kraftkomponen- men bei einem Lastkraftfahrzeug oder als integralesinfluencing the measurement signal for force components in a truck or as an integral

ten in Richtung der X- und V-Achse. Durch die Teil zwischen dem Achsschenkel und Achszapfen beiten in the direction of the X and V axes. By the part between the steering knuckle and stub axle at

Schaltungen nach F i g. 3 und 4 wird in ähnlicher Weise einem Personenkraftwagen.Circuits according to FIG. 3 and 4 is used in a similar manner to a passenger car.

Hierzu S Blatt ZeichnungenSee S sheet drawings

Claims (3)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Einrichtung zur Messung von Kraftkomponenten, insbesondere an Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem einstöckigen Körper, der zwei Basisteile aufweist, die über mehrere im Querschnitt rechteckige Stäbe miteinander in Verbindung stehen, welche zumindest teilweise mit Dehnungsmeßstreifen versehen sind, wobei zur Messung der Kraftkomponenten die Dehnungsmeßstreifen geeignet in Brückenschaltung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer (7) und acht äußere (6, 8 bis 14) parallel zu einer durch den mittleren Stab (7) verlaufenden Trägheitsachse (Z) und symmetrisch zu den beiden anderen Trägheitsachsen (X, Y) des Körpers angeordnete Stäbe vorgesehen sind, wobei vier (H112,13,14) der äußeren Stäbe an den Ecken einer Rechteckfläche (mit den Seiten R, S) angeordnet sind, in deren Mittelpunkt der mittlere Stab (7) angeordnet ist, daß von den vier weiteren (6, 8, 9, 10) äußeren Stäben jeweils einer auf halbem Abstand zwischen den an den Ecken der Rechteckflache vorgesehenen Stäben (11 bis 14) angeordnet sind, so daß jeweils zwei (ti, 8 und 9,10) mit in einer von den Trägheitsachsen (X. Y) mit der Z-Achse gebildeten Ebenen liegen, daß diese Stäbe (6,8 und 9, 10) auf einer in Richtung der zugeordneten Trägheitsachse (X, Y) weisenden Seite mit zwei symmetrisch zur jeweiligen Trägheitsachse (X, Y) angeordneten Dehnungsmeßstreifen (6.1, 6.2, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, 10.1, 10.2) versehen sind, daß der mittlere Stab (7), in dessen Schwerpunkt der Ursprung des von den Trägheitsachsen (X, Y, Z) gebildeten Koordinatensystems liegt, auf seinen vier Seiten jeweils einen symmeirisch zu den Trägheitsachsen (X, Y) angeordneten Dehnungsmeßstreifen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) aufweist, wobei zwei (7.2, 7.4) der einander gegenüberliegenden Dehnungsmeßstreifen mit ihrer Gitterlängsachse in Richtung der Z-Achse und die beiden anderen Dehnungsmeßstreifen (7.1, 7.3) mit der Gitterlängsachse quer zur Z-Achse angeordnet sind, daß zur Messung der Kraftkomponenten entlang einer der beiden Trägheitsachsen (X und ^diejenigen Dehnungsmeßstreifen, die in einer entlang der von der auszumessenden Kraftrichtung (AOder Y)mil der Z-Achse gebildeten Ebene an den äußeren Stäben (9,10 oder 6, 8) angeordnet sind, in Brückenschaltung geschaltet werden und daß zur Messung der Kraftkomponenten entlang der Z-Achse die Dehnungsmeßstreifen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) des mittleren Stabes (7) in Brückenschaltung geschaltet werden.1. Device for measuring force components, in particular on motor vehicles, consisting of a one-story body which has two base parts which are connected to one another via several rods with a rectangular cross-section, which are at least partially provided with strain gauges, the strain gauges for measuring the force components are suitably connected in a bridge circuit, characterized in that a middle (7) and eight outer (6, 8 to 14) parallel to an axis of inertia (Z) running through the central rod (7) and symmetrical to the other two axes of inertia (X, Y) of the body arranged rods are provided, with four (H 1 12,13,14) of the outer rods being arranged at the corners of a rectangular surface (with the sides R, S) , in the center of which the middle rod (7) is arranged that of the four other (6, 8, 9, 10) outer rods each one halfway between the rods provided at the corners of the rectangular area ben (11 to 14) are arranged so that each two (ti, 8 and 9,10) with in one of the inertia axes (X. Y) with the Z-axis formed planes lie that these rods (6, 8 and 9, 10) on a side pointing in the direction of the associated axis of inertia (X, Y) with two strain gauges arranged symmetrically to the respective axis of inertia (X, Y) (6.1, 6.2, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, 10.1, 10.2) are provided that the middle rod (7), in whose center of gravity the origin of the coordinate system formed by the axes of inertia (X, Y, Z) lies, on its four sides each have a strain gauge (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) arranged symmetrically to the axes of inertia (X, Y) , two (7.2, 7.4) of the opposing strain gauges with their grid longitudinal axis in the direction of the Z-axis and the other two Strain gauges (7.1, 7.3) are arranged with the longitudinal axis of the grid transversely to the Z-axis that for measuring the force components along one of the two axes of inertia (X and ^ those strain gauges that are in one along the direction of force to be measured (AOder Y) with the plane formed by the Z-axis on the outer rods (9, 10 or 6, 8) are arranged, connected in a bridge circuit and that the strain gauges (7.1, 7.2, 7.3 , 7.4) of the middle rod (7) can be connected in a bridge circuit. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Ecksläbe (11 bis 14) die Ecken einer quadratischen Fläche (R = Schilden.2. Device according to claim 1, characterized in that the four Ecksläbe (11 to 14) the corners of a square surface (R = shields. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (6 bis 14) einen quadratischen Querschnitt aufweisen.3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the rods (6 to 14) one have a square cross-section.
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