DE4133418A1

DE4133418A1 - Mehrkomponenten-messscheibenrad

Info

Publication number: DE4133418A1
Application number: DE4133418A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Koetzle; Bern Dipl Ing Oelmann; Ulrich Dipl Ing Schaefer; Gerhard Schwarz
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2011-10-10
Also published as: FR2682478A1; FR2682478B1; ITRM920725A0; JPH05209812A; ITRM920725A1; JPH0641898B2; CH684885A5; GB2260409A; IT1258860B; DE4133418C2; GB2260409B; US5313828A; GB9219477D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrkomponenten-Meßscheibenrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus einem öffentlichen, im Haus der Technik in Essen (DE) am 21. Februar 1990 von U. Schäfer gehaltenen Vortrag zum Thema "Mehrkomponen tenmeßtechnik" als bekannt hervorgeht; den Zuhörern wurde dabei jeweils ein Exemplar des Vortragsmanuskripts einschließlich Bild teil zum Mitnehmen überlassen. Der Vortrag wurde im Rahmen einer ganztägigen Vortragsveranstaltung mit insgesamt neun Vorträgen zum Generalthema "Messungen mit Versuchsfahrzeugen" gehalten.

Der zitierte Vortrag geht außer auf das Mehrkomponenten-Meßschei benrad auch auf ältere Meßeinrichtungen zum gleichen Zweck ein. Und zwar hat man früher speziell ausgebildete Achsschenkel oder Radträger zu Meßzwecken eingebaut. Abgesehen von den umständli chen, einer Messung vorausgehenden Umbaumaßnahmen und der auf ein einziges Fahrzeug festgelegten Meßmöglichkeit haben die Meß-Achs schenkel den Nachteil, daß sich Bremskräfte mit ihnen nicht mes sen lassen und dafür eine gesonderte Meßeinrichtung vorgesehen werden muß. Ein anderer, älterer Typ von Meßeinrichtungen ist durch die in mehreren unterschiedlichen Bauformen bekannten Mehr komponenten-Meßnaben repräsentiert (vgl. z. B. DE-AS 21 04 003), die nicht mit dem Fahrzeugrad umlaufen und die - ebenso wie die Meß-Achsschenkel - Sonderteile innerhalb der Achskonstruktion des Meßfahrzeuges voraussetzten; das Fahrzeug mußte also auch bei der Verwendung von Mehrkomponenten-Meßnaben vor einer Messung um ständlich umgebaut werden.

In ein Fahrzeugrad integrierte, mit umlaufende Meßeinrichtungen zu diesem Zweck, sog. Mehrkomponenten-Meßscheibenräder, lassen die gesamte Achskonstruktion des Fahrzeuges unberührt und sind daher ohne große Umbaumaßnahmen an unterschiedlichen Fahrzeugen einsetzbar. Wegen dieses grundsätzlichen Vorteiles wurden Mehr komponenten-Meßscheibenräder von unterschiedlichen Seiten vorge schlagen. Der meßempfindliche Teil des in der DE-OS 23 02 540 gezeigten Mehrkomponenten-Meßscheibenrades weist zwei axial beab standete Kränze von jeweils vier umfangsgleich liegenden, radial verlaufenden Meßstegen auf, durch die der Kraftfluß vom Reifen zur Radnabe hindurchgeht und die mit Dehnmeßstreifen appliziert sind. Ein ähnliches Mehrkomponenten-Meßscheibenrad zeigt die DE- OS 28 28 538, bei dem je Meßsteg-Kranz jeweils acht Meßstege vor gesehen sind. Wie die einzelnen interessierenden Kraftkomponenten meßtechnisch isoliert werden, geht aus diesen Schriften nicht hervor; im übrigen sind diese Mehrkomponenten-Meßscheibenräder sehr voluminös und schwer und aus diesem Grund zu anspruchsvollen Messungen nicht geeignet, weil durch die Zusatzmassen die zu mes senden Kräfte im Vergleich zu einem gleichen Fahrzeug ohne Mehr komponenten-Meßscheibenrad in nicht vernachlässigbarer Weise ver ändert werden.

Das meßempfindliche Teil des aus der DE-OS 32 13 319 bekannten Mehrkomponenten-Meßscheibenrades sieht aus gewissen grundsätz lichen, meßtechnischen Überlegungen heraus vier radial weiche Stellen am Umgang des meßempfindlichen Teiles vor. Nachdem über dieses Teil das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad gehaltert wird und der gesamte Kraftfluß durch dieses Teil hindurch geleitet wird, ist die Steifigkeit des bekannten Mehrkomponenten-Meßscheibenrades gegenüber einem normalen Fahrzeugrad beeinträchtigt, was die Kräfteverhältnisse gegenüber einer Fahrt mit Normalrad und somit die Repräsentanz der Messung gegenüber einem solchen Fahrbetrieb verfälscht.

Die EP-OS 3 52 788 zeigt ein weiteres Mehrkomponenten-Meßscheiben rad, welches sehr aufwendig gestaltet und allein aufgrund der vielen Verschraubungsstellen sehr schwer ist, so daß mit meßver fälschenden Zusatzmassen zu rechnen ist. Die gegenseitige meß technische Trennung der Meßsignale für die einzelnen Komponenten kommt hier dadurch zustande, daß mehrere unterschiedliche Kraft flußpfade vorgesehen werden, die durch sinnreiche Anordnung von Gelenken bzw. Nachgiebigkeiten gegenüber den jeweils nicht für sie vorgesehenen Belastungen weich sind. Abgesehen vom Gewicht stimmt das bekannte Mehrkomponenten-Meßscheibenrad also auch be züglich der Steifigkeit nicht mit einem üblichen Fahrzeugrad überein.

Das gattungsgemäß zugrundegelegte Mehrkomponenten-Meßscheibenrad gemäß der eingangs genannten Literaturstelle ist im Aufbau sehr einfach und kann dementsprechend auch steif und leicht gebaut wer den, so daß zumindest bei gezielter Anwendung von Leichtbaumaß nahmen - Verwendung von hochfesten Leichtbauwerkstoffen und An bringen von massereduzierenden Aussparungen an den weniger be lasteten Stellen - eine dem Normalrad entsprechende Masse und Steifigkeit bezüglich translatorischer und rotatorischer Be schleunigungen und Belastungen erreichbar ist. Die Literaturstel le erwähnt zwar, daß mit dem Mehrkomponenten-Meßscheibenrad eine gute Meßsignalauflösung bei geringem Übersprechen der einzelnen Komponenten möglich sei, ohne jedoch darauf einzugehen, wie dies erreicht wird. Im Zusammenhang mit der Berechnung der tatsächlich wirkenden Kräfte aus den zunächst erfaßten Meßsignalen wird dort jedoch darauf hingewiesen, daß dazu ein Gleichungssystem von vier Gleichungen mit vier Unbekannten laufend in Echtzeit aufgelöst werden muß, um die tatsächlich wirkenden und interessierenden Kräfte ermitteln zu können. Darüber hinaus sind aufwendige Kali brierungen vorzunehmen und in der Berechnung mit zu berücksichti gen. Daraus ist zu schließen, daß das gattungsgemäß zugrundege legte Mehrkomponenten-Meßscheibenrad hinsichtlich der Meßsignal auswertung aufwendig und teuer ist, was einem leichten Einsatz der bekannten Mehrkomponenten-Meßscheibenräder hinderlich ist.

Die DE-PS 27 08 484 oder die DE-OS 28 56 453 zeigen radintegrier bare Drehmoment-Meßscheiben zur isolierten Messung von Antriebs drehmomenten, bei denen also andere auf das Fahrzeugrad einwir kende Kräfte oder Momente unterdrückt werden sollen. Demgegenüber wird jedoch mit den Mehrkomponenten-Meßscheibenrädern angestrebt, gleichzeitig mehrere Komponenten isoliert voneinander zu erfas sen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte, in vieler Hinsicht vorteilhafte Mehrkomponenten-Meßscheibenrad unter Beibehaltung seiner Vorteile dahingehend zu verbessern, daß die primär erhältlichen Meßsignale mit geringerem Rechenaufwand in die tatsächlich interessierenden Kräfte umgerechnet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die durch die Bremskräfte auf das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad einwirkenden Drehmomente sind durch eine einfache Messung der Umfangsverbiegung der Meßstege sicher und isoliert erfaßbar. Durch die Verwendung der axial aus gerichteten Stehbolzen zur Messung einer parallel zur Radebene liegenden, sich aus Radlast, Längskraft und Bremskraft zusammen setzenden Gesamtkomponente über die Scherbeanspruchung der Steh bolzen kann in Verbindung mit einer gleichzeitigen Messung an allen Stehbolzen der Seitenkrafteinfluß sicher eliminiert werden. Dank der nicht-rotationssymmetrischen Applikation der Scherungs- Dehnmeßstreifen kann auch die relative Richtung der Gesamtresul tierenden zu der ausgesuchten Umfangsrichtung ohne weiteres er mittelt werden. Auch die vektorielle Zerlegung dieser Gesamtre sultierenden in eine vertikale, der Radlast entsprechende Kom ponente und in eine horizontale, betragsmäßig der skalaren Summe aus Bremskraft und Längskraft entsprechenden Komponente ist rech nerisch keinerlei Problem oder Aufwand, so daß mit nur geringen, noch innerhalb der Signalübermittlungseinrichtung integrierbaren Mitteln bereits die Signale für diese beiden Kraftkomponenten anstehen können. Von der solcherart übermittelten Horizontalkom ponente braucht bei der Weiterverarbeitung nur noch die bekannte Bremskraft abgezogen zu werden. Die Seitenkraft kann sicher und ohne Übersprechen durch andere Kräfte durch Ermittlung der Scher beanspruchung der Meßstege in axialer Richtung erfaßt werden, wobei hier ein gleichzeitiger Einsatz aller Meßstege zur Elimina tion einer diesbezüglichen nicht-rotationssymmetrischen Belastung insbesondere anderer Herkunft wichtig ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprü chen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtübersicht über die interessierenden Kräfte,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Mehrkomponenten-Meßscheibenrad,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt des Mehrkomponenten- Meßscheibenrades nach Fig. 2,

Fig. 4 eine schematisierte Darstellung der nichtrotations symmetrischen Applikation der axialen Stehbolzen mit Dehnmeßstreifen,

Fig. 5 die Darstellung der DMS-Applikation an vier Umfangsstellen eines der Stehbolzen,

Fig. 6 die elektrische Verschaltung der auf den Stehbolzen applizierten Dehnmeßstreifen in einer Meßbrückenschal tung zur Ermittlung der Gesamtresultierenden aus Brems- und Längskraft und aus Radlast,

Fig. 7 eine axiale Ansicht der Meßscheibe des Mehrkomponen ten-Meßscheibenrades mit einer Lageangabe für die dort zu applizierenden Dehnmeßstreifen für die Seitenkraft- und für die Bremskraftmessung,

Fig. 7a u. 7b jeweils einen vergrößerten Radialschnitt durch die Meßscheibe nach Fig. 7 entlang der Schnittlinie a-a für Fig. 7a bzw. entlang der Schnittlinie b-b für Fig. 7b,

Fig. 8 die elektrische Verschaltung der auf die Meßstege ap plizierten Scherungs-Dehnmeßstreifen in einer Meßbrüc kenschaltung zur Ermittlung der Seitenkraft und

Fig. 9 die elektrische Verschaltung der auf die Meßstege ap plizierten Zug/Druck-Dehnmeßstreifen in einer Meßbrüc kenschaltung zur Ermittlung der Bremskraft.

Die Übersichtsdarstellung nach Fig. 1 zeigt ein stilisiertes Mehrkomponenten-Meßscheibenrad 2 der vorderen linken Fahrzeug seite eines strichpunktiert angedeuteten Fahrzeuges 1. Die durch das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad zu erfassenden Kräfte sind dort eingezeichnet. Und zwar soll die vertikal durch die Radmitte verlaufende Radlast RL und die ebenfalls durch die Radmitte ver laufende, aber horizontal liegende Längskraft LK ermittelt wer den; außerdem interessieren noch die exzentrisch zur Radmitte am Radaufstandspunkt angreifende Bremskraft BK und die quer zur Rad ebene gerichtete Seitenkraft SK. Die Längskraft und die Brems kraft werden bei einer der Fahrtrichtung 24 entgegengerichteten Richtung als positiv angenommen. Die Radlast wird bei aufwärts wirkender Richtung als positiv angenommen und die Seitenkraft wird, wenn sie zur Fahrzeugmitte hin wirkt, als positiv gewertet. Ein kartesisches, konzentrisch zur Radachse und parallel zur Rad ebene ausgerichtetes Koordinatensystem ist ebenfalls in der Über sichtsdarstellung angedeutet.

In den Fig. 2 und 3 ist das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad 2 im einzelnen dargestellt. Es weist einen den Fahrzeugreifen 3 tra genden Felgenring 4 auf, der in seinem Querschnitt einem üblichen Fahrzeugrad entspricht. Allerdings enthält das Mehrkomponenten- Meßscheibenrad keine übliche Radscheibe; vielmehr ist an deren Stelle ein Winkelring 7 mit einem Hilfsflansch 8 befestigt, der axial etwa auf der Position des fahrzeugabgewandten Felgenhornes 5, also dem innenliegenden Felgenhorn 6 gegenüberliegend, zu lie gen kommt. Die Befestigung des Winkelringes 7 am Felgenring 4 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Schweißung ausgebil det; es kann auch eine Verschraubung mit einer Vielzahl kleiner Schrauben vorgesehen werden, insbesondere dann, wenn die Werk stoffe von Winkelring und Felgenring nicht miteinander oder schlecht schweißbar sind. Der Innenrand des Hilfsflansches ist wesentlich größer als der Durchmesser eines um die Radbefesti gungsschrauben 9 umschriebenen Hülskreises. Der eigentliche Sen sorteil des Mehrkomponenten-Meßscheibenrad besteht aus einem Kranz von mehreren achsparallelen Stehbolzen 10 und einer Meß scheibe 11. Und zwar ist die Meßscheibe über die im Querschnitt kreisrunden Stehbolzen im Abstand zum Hilfsflansch auf der fahr zeugabgewandten Seite des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades gehal tert. Der Innenrand der ringförmigen Meßscheibe 11 weist einen kleineren Durchmesser als der Innenrand des Hilfsflansches 8, aber einen ebenfalls größeren Durchmesser als der erwähnte Hüllkreis um die Randbefestigungsschrauben 9 auf. Die Stehbolzen sind, ab gesehen von sehr geringen Toleranzen, untereinander mit hoher Präzision gleich ausgebildet und von guter Oberflächengüte. Die Stehbolzen 10 dienen als axiale Meßquerschnitte und sind mit Dehnmeßstreifen bestückt, worauf weiter unten noch näher einge gangen wird. Abgesehen von ihrer untereinander übereinstimmenden Ausbildung sind die Stehbolzen gleichmäßig auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet und sowohl in der Meßscheibe 11 als auch in dem Hilfsflansch 8 verwindungssteif festgeschraubt und zusätzlich formschlüssig gegen Verdrehen in der Meßscheibe 11 gesichert. Um die Stehbolzen verwindungssteif festschrauben zu können, weisen sie nicht nur einen Steckzapfen 15 für den Hilfsflansch 8 und einen Steckzapfen 16 für die Meßscheibe 11, sondern jeweils auch noch einen entsprechenden großflächigen Bund 14 auf. Die Steck zapfen 15 bzw. 16 sind eng mit entsprechenden Durchbrüchen in den Hilfsflansch bzw. in der Meßscheibe zusammengepaßt. Außerdem tra gen die Steckzapfen Feingewindezapfen, mittels derer die Stehbol zen beidseitig verwindungssteif festgeschraubt werden können. Um die Stehbolzen verdrehsicher in einer definierten Umfangsstellung auch unter Last festhalten zu können, ist der Steckzapfen 16 und die entsprechende Aussparung innerhalb der Meßscheibe 11 unrund, beispielsweise sternartig mit einer Sinuskontur des Querschnittes ausgebildet. Zwar zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel acht Stehbolzen 10, die zudem mit dem noch zu erörternden Meßstegen der Meßscheibe 11 umfangsgleich angeordnet sind, jedoch kommt es weder auf diese gradzahlige oder durch vier teilbare Anzahl von Stehbolzen noch auf deren umfangsmäßige Übereinstimmung mit den erwähnten Meßstegen an. Beispielsweise könnten ohne weiteres auch sieben oder neun oder fünf Stehbolzen zu einem brauchbaren Er gebnis führen.

Die Meßscheibe 11 ist als Präzisionsteil mit hoher geometrischer Maßgenauigkeit und Oberflächengüte ausgebildet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Außenkranz 12, der mit den Stehbolzen 10 verschraubt ist und aus einem Innenkranz 13, der mit dem noch zu erörternden Radadapter 18 axial verschraubt ist. Zwischen Außen kranz 12 und Innenkranz 13 erstrecken sich mehrere radial ver laufende, speichenartige Meßstege 17, die ebenfalls mit Dehnmeß streifen bestückt sind. Aus später noch zu erörternden Gründen kommt es hier allerdings auf eine restlos durch vier teilbare Anzahl von Meßstegen 17 an. Um die einzelnen Meßstege 17 später ihrer Lage nach unterscheiden bzw. durch Bezugszahlen ansprechen zu können, sind den einzelnen Bezugzahlen noch unterschiedliche Indizes von 1 bis 8 entsprechend den acht Meßstegen zugeordnet.

Baulich wird das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad 2 noch durch den bereits erwähnten, topfförmigen Radadapter 18 vervollständigt, der axial mit dem Innenkranz 13 der Meßscheibe 11 verschraubt ist. Der Radadapter hat zum einen die Aufgabe, den Axialabstand zwischen Meßscheibe 11 und axialer Normalposition des Anschraub flansches eines üblichen Fahrzeugrades auszugleichen. Außerdem soll der Radadapter 18 das sehr teure Mehrkomponenten-Meßschei benrad für unterschiedliche Achskonstruktionen verwendbar machen, so daß je nach Ausbildung des Anschraubbereiches des Fahrzeug rades der Radadapter fahrzeugindividuell ausgebildet ist, aber im Bereich der Verschraubung mit dem Innenkranz 13 der Meßscheibe dieser entsprechend ausgebildet ist. Was also den Anschraub flansch 19 des Radadapters 18 anlangt, so ist er hier überein stimmend mit der Radscheibe eines für das betreffende Fahrzeug üblichen Fahrzeugrades ausgebildet.

Im Innern des topfförmigen Radadapter 18 ist eine Signalübermitt lungseinrichtung 20 angebracht, die die von dem drehenden Rad kommenden Meßsignale zu einem feststehenden, mit dem Fahrzeug mitbewegten Ort übertragen. Die Signalübermittlungseinrichtung 20 ist also in Umlaufrichtung feststehend und muß demgemäß gegenüber dem drehenden Rad drehbar gelagert sein. Um außerdem eine meß technische Information über die jeweilige Umfangsstellung des Mehrkomponenten-Meßscheibenrad 2 zu erhalten, ist die Signalüber mittlungseinrichtung außerdem noch mit einem Drehlagengeber 21 kombiniert. Der feststehende Teil der Signalübermittlungseinrich tung des Drehlagengebers ist mittels eines Gestänges 22 in Dreh richtung lagedefiniert an der Fahrzeugkarosserie festgelegt, wo bei das Gestänge die Einfederungs- und/oder Lenkbewegungen des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades auszugleichen vermag und dement sprechend beweglich gestaltet ist.

Die auf den axialen Stehbolzen 10 und den radialen Meßstegen 17 angebrachten Dehnmeßstreifen sind dort jeweils derart appliziert und in der zugehörigen elektrischen Meßbrückenschaltung derart verschaltet, daß isolierte elektrische Signale bezüglich der in teressierenden Kräfte, nämlich Radlast, Längskraft, Seitenkraft und Bremskraft, erhältlich sind.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich speziell mit einer zweck mäßigen örtlichen Applikation und elektrischen Verschaltung der Dehnmeßstreifen, um dadurch mit einem reduzierten Rechen- und Kalibrierungsaufwand rascher zu Meßergebnissen zu gelangen.

Zu diesem Zweck werden die radial verlaufenden Meßstege 17 der Meßscheibe 11 zur Ermittlung der Bremskraft BK und der Seiten kraft SK herangezogen und in einer dafür geeigneten Weise mit zweierlei unterschiedlichen Dehnmeßstreifen bestückt. Zur iso lierten Erfassung der parallel zur Radebene gerichteten Brems kraft wird die umfangsmäßige Biegebeanspruchung der Meßstege er mittelt und demgemäß werden jeweils an den beiden in Umlaufrich tung gegenüberliegenden Flachseiten der Meßstege Zug-Druck-Dehn meßstreifen appliziert, die mit ihrer Meßempfindlichkeit parallel zu den Seitenkanten ausgerichtet sind. Nachdem Versuche ergeben hatten, daß für die Bremskraftermittlung nicht alle acht Meßstege 17 erforderlich sind, sondern daß ein ausreichend konstantes Si gnal auch mit vier Meßstegen erreicht werden kann, wurden nur die Meßstege 17 ₁, 17 ₃, 17 ₅ und 17 ₇ mit entsprechenden Zug-Druck-Dehn meßstreifen E₁, E₃, E₅, E₇, F₁, F₃, F₅ und F₇ bestückt. Die aus gewählten Meßstege sind selbstverständlich gleichmäßig über den Umfang der Meßscheibe 11 verteilt. Zur isolierten Erfassung der quer zur Radebene gerichteten Seitenkraft SK wird die axiale Scherbeanspruchung der Meßstege 17, und zwar aller acht Meßstege ermittelt. Demgemäß sind jeweils an den beiden in Umlaufrichtung gegenüberliegenden Flachseiten aller Meßstege 17 Scherungs-Dehn meßstreifen appliziert, die kreuzweise angeordnet sind und mit ihrer Meßempfindlichkeit unter 45° zu den Seitenlinien der Meß stege verlaufen. Auf die Applikation und die Art der elektrischen Verschaltung der Dehnmeßstreifen soll weiter unten noch näher eingegangen werden.

Von den in der Praxis auftretenden und hier interessierenden Kräften ist die Seitenkraft SK die einzige, die quer zur Radebene gerichtet ist; die drei anderen interessierenden Kräfte sind pa rallel zur Radebene gerichtet. Diese drei radparallelen Kräfte können als eine Gesamtresultierende über die axialen Stehbolzen 10 ermittelt werden, wobei hier die radiale Verbiegung der axi alen Stehbolzen nach Größe und Richtung ermittelt und als ein Maß für die Gesamtresultierende gewertet wird. Nachdem die axialen Stehbolzen über den gesamten Umfang des Mehrkomponenten-Meßschei benrades hinweg in die Deformationsmessung mit einbezogen werden, bleiben bei einer sinnreichen elektrischen Verschaltung der dies bezüglichen Dehnmeßstreifen Einflüsse der Seitenkraft SK unbe rücksichtigt, weil diese sich in ihrem Einfluß gegenseitig auf heben. Die solcherart ermittelbare Gesamtresultierende aus den radparallel wirkenden Kräften kann auf einfache Weise zerlegt werden zum einen in die Vertikalkomponente, die der Radlast RL entspricht und zum anderen in die Horizontalkomponente, die der - skalaren - Summe aus der gesondert ermittelbaren und somit be kannten Bremskraft BK und der noch unbekannten Längskraft LK ent spricht. Von der Horizontalkomponente der Gesamtresultierenden braucht also lediglich die Bremskraft abgezogen zu werden, um die interessierende Längskraft zu erhalten.

Zur Ermittlung der radparallelen Gesamtresultierenden sind alle Stehbolzen 10 in nicht-rotationssymmetrischer Weise jeweils an vier kartesisch gleichliegenden Umfangsbereichen mit Scherungs- Dehnmeßstreifen der Typen a, b, c, d, e, f, g und h, also insge samt mit acht unterschiedliche Typen für jeweils einen der Steh bolzen bestückt. Die kartesisch gleichliegenden Umfangsbereiche der Stehbolzen sind auf eine ausgesuchte Umfangsstellung 23 des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades bezogen, wie dies die Fig. 4 deutlich macht. Und zwar erfolgt die Applikation der Scherungs- Dehnmeßstreifen der Typen a, b, c, d, e, f, g und h nach der fol genden Vorschrift: bezogen auf die ausgesuchte Umfangsstellung 23 des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades 2 sind alle Stehbolzen 10 jeweils sowohl auf den beiden sich rechts und links gegenüber liegenden, vertikal stehenden, als auch auf den beiden dazu um 90° versetzten, horizontal liegenden Umfangsflächenbereichen je weils mit zwei kreuzweise angeordneten und mit ihrer Meßempfind lichkeit unter 45° zu den Mantellinien der Stehbolzen verlaufen den Scherungs-Dehnmeßstreifen, also insgesamt mit jeweils acht Scherungs-Dehnmeßstreifen bestückt. Zwar sind die einzelnen Scherungs-Dehnmeßstreifen paarweise baulich zu einem einzigen applizierbaren Meßteil integriert und auch die an den vier un terschiedlich liegenden Umfangsbereichen zu applizierenden Dehn meßstreifen sind untereinander baugleich; jedoch ergibt sich die unterschiedliche Typisierung gemäß den Kennbuchstaben a, b, c, d, e, f, g und h nach der folgenden Vorschrift: bei Belastung des in der ausgesuchten Umfangsstellung 23 stehenden Mehrkomponenten- Meßscheibenrades 2 durch die vertikal nach oben gerichtete Rad last RL werden sämtliche acht Stehbolzen 10 radial nach oben ver bogen und demgemäß wird ein links angeordneter, vertikal stehen der Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ b in dem Beklebungsplan nach Fig. 5 gestaucht und der kreuzweise dazu angeordnete Sche rungs-Dehnmeßstreifen a wird gedehnt. Durch die gleiche Belastung wird ein auf der rechten Seite angeordneter, ebenfalls vertikal stehender Scherungs-Dehnmeßstreifen d ebenfalls gestaucht und der kreuzweise dazu liegende Scherungs-Dehnmeßstreifen c wird ge dehnt. Die beiden oben angeordneten, horizontalen Scherungs-Dehn meßstreifen g und h werden durch die Radlast gestaucht und die beiden unteren Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ e und f werden durch die Radlast gedehnt. Zur genaueren Charakterisierung der einzelnen Scherungs-Dehnmeßstreifen ist noch auf die Belastung der Stehbolzen des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades 2 durch die am Rad horizontal nach hinten gerichtete Längskraft LK näher ein zugehen. Durch diese Belastung wird ein am Stehbolzen oben ange ordneter, horizontal liegender Scherungs-Dehnmeßstreifen h ge staucht und der kreuzweise dazu angeordnete obere Scherungs-Dehn meßstreifen g wird gedehnt. In gleicher Weise wird durch die Längskraft ein unten angeordneter, horizontal stehender Sche rungs-Dehnmeßstreifen e ebenfalls gestaucht und der kreuzweise dazu liegende Scherungs-Dehnmeßstreifen f wird gedehnt. Die bei den auf der einen Seite angeordneten, vertikal stehenden Sche rungs-Dehnmeßstreifen c und d werden durch die Längskraft ge staucht und die beiden gegenüberliegenden Scherungs-Dehnmeßstrei fen a und b werden gedehnt.

Nachdem die einzelnen Scherungs-Dehnmeßstreifen der Stehbolzen 10 in ihrer Beanspruchungsart durch die Radlast und durch die Längs kraft im einzelnen näher charakterisiert sind, kann auf deren elektrische Verschaltung näher eingegangen werden. Und zwar wer den alle insgesamt 64 Scherungs-Dehnmeßstreifen der Typen a, b, c, d, f, g und h in den vier Meßbrückenzweigen I, II, III und IV nach Fig. 6 verschaltet. Danach sind alle in der ausgesuchten Umfangsstellung 23 linksseitig am Stehbolzen 10 angebrachten, zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ a im ersten Meßbrückenzweig I in Serie geschaltet. Die in der ausgesuchten Umfangsstellung 23 ebenfalls linksseitig am Stehbolzen 10 ange brachten, jedoch druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ b werden in einem zweiten Meßbrückenzweig II in Serie ge schaltet. Alle rechtsseitig am Stehbolzen 10 angebrachten, zug beanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ c werden im drit ten Meßbrückenzweig III in Serie geschaltet und alle rechtsseitig am Stehbolzen 10 angebrachten druckbeanspruchten Scherungs-Dehn meßstreifen vom Typ d werden im vierten Meßbrückenzweig IV in Serie geschaltet. Hierbei ist darauf zu achten, daß die zugbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ a und vom Typ c der linken bzw. der rechten Seite in der Meßbrückenschaltung einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Weiterhin ist zu be achten, daß die druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ b und vom Typ d der linken bzw. der rechten Seite in der Meß brückenschaltung ebenfalls einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils zwischen den Meßbrückenzweigen der zugbeanspruchten Dehnmeßstreifen liegen.

Bisher wurde noch nichts über die elektrische Verschaltung der in der ausgesuchten Umfangsstellung 23 horizontal stehenden, durch die Längskraft LK beanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen der Typen e, f, g und h ausgesagt. Auch diese, horizontal liegenden Scherungs-Dehnmeßstreifen sind ganz ähnlich elektrisch verschal tet wie die vertikal stehenden Scherungs-Dehnmeßstreifen. Und zwar sind alle unterseitig am Stehbolzen 10 angebrachten, zugbe anspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ f untereinan der in Serie geschaltet und insgesamt zum ersten Meßbrückenzweig I parallel geschaltet, wobei diese Parallelschaltung in einer besonderen weiter unten näher erläuterten Weise zu verstehen ist. Im Prinzip handelt es sich um eine gesonderte Meßbrückenschaltung mit den Dehnmeßstreifen e bis h, wobei jedoch die von diesen Dehnmeßstreifen gebildeten Meßbrückenzweige in einer definierten Relativlage untereinander und im Vergleich zu den durch die Dehn meßstreifen a bis d gebildeten Meßbrückenzweigen liegen müssen. Dieser Umstand sei hier vorläufig und knapp, wenn auch nicht ganz korrekt, mit "parallelgeschaltet" bezeichnet. Die anderen untersei tig an den Stehbolzen angebrachten, jedoch druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ e sind untereinander ebenfalls in Serie geschaltet und insgesamt zum zweiten Meßbrückenzweig II in der erwähnten Weise parallel geschaltet. Weiterhin sind alle oberseitig an den Stehbolzen angebrachten, zugbeanspruchten Sche rungs-Dehnmeßstreifen vom Typ g wiederum untereinander in Serie geschaltet und insgesamt zum dritten Meßbrückenzweig III parallel geschaltet. Und schließlich sind auch noch die verbleibenden oberseitig an den Stehbolzen angebrachten, druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ h untereinander seriell ge schaltet und insgesamt zu dem vierten Meßbrückenzweig IV parallel geschaltet. Hierbei sind jedoch noch gewisse Umfangslagen der Scherungs-Dehnmeßstreifen innerhalb des Meßrades zum einen und innerhalb der Meßbrückenschaltung zu anderen zu beachten. Und zwar müssen zum einen die oberen und die unteren zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen der Typen f und g im ersten bzw. drit ten Meßbrückenzweig I bzw. III einander diametral gegenüberlie gend angeordnet sein; zum anderen müssen die oberen und die unte ren druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen der Typen e und h im zweiten bzw. vierten Meßbrückenzweig II bzw. IV ebenfalls einander diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Das oben mehrfach erwähnte Parallelschalten von Dehnmeßstreifen-Reihen in den Meßbrückenzweigen ist - wie gesagt - hier nicht im strengen Wortsinne als eine Parallelschaltung sondern nur als eine teil weise Parallelschaltung zu verstehen. Und zwar ist das Parallel schalten der Dehnmeßstreifen-Reihen so gemeint, daß die parallel zu schaltenden Dehnmeßstreifen-Reihen a und f oder b und e usw. lediglich hinsichtlich der Primärspannungsversorgung der einzel nen Meßbrückenzweige parallel liegen, daß hingegen die Meßsignale an den anderen Enden der Dehnmeßstreifen-Reihen jeweils gesondert in zwei unterschiedlichen Kanälen abgenommen und weiter verarbei tet sind. Und zwar enthält das eine Meßsignal die auf die ausge suchte Umfangsstellung 23 des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades 2 bezogene Sinuskomponente, wogegen das andere Meßsignal deren Ko sinuskomponente darstellt. In Verbindung mit dem Drehlagengeber 21 des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades kann aus diesen beiden Komponenten laufend Betrag und Richtung der Gesamtresultierenden ermittelt und aus diesen Größen wiederum laufend und ohne großen apparativen und rechnerischen Aufwand die Horizontalkomponente und die Vertikalkomponente ermittelt werden.

Zur gesonderten Ermittlung der Bremskraft werden von den radial verlaufenden Meßstegen 17 vier gleichmäßig über den Umfang der Meßscheibe 11 verteilt angeordnete Meßstege 17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, und 17 ₇ sowohl auf der in Umlaufrichtung vorauslaufenden, in Fig. 7b dar gestellten als auch auf der in Umlaufrichtung nachlaufenden Flachseite gemäß Fig. 7a Zug/Druck-Dehnmeßstreifen appliziert, die mit ihrer Meßempfindlichkeit parallel zu den Seitenlinien der Meßstege ausgerichtet sind. Und zwar werden diese Dehnmeßstreifen an der radialen Position der höchsten Biegebeanspruchung, die nicht in der Stegmitte liegt, angebracht. Bei der in den Figuren dargestellten Anordnung der Dehnmeßstreifen E_i und F_i sind diese radial außerhalb von der Stegmitte angebracht, so daß die auf der vorauslaufenden Flachseite angebrachten Dehnmeßstreifen F_i ge dehnt und die auf der nachlaufenden Flachseite angebrachten Dehn meßstreifen E_i gestaucht werden. Zwar werden die Meßstege 17 nicht nur durch die Bremskraft, sondern auch durch die Radial kraft und durch die Längskraft auf Biegung beansprucht, jedoch können bei sinnreicher elektrischer Verschaltung der Dehnmeß streifen E_i und F_i die Einflüsse der Längskraft und der Radlast eliminiert werden. Und zwar sind bei der elektrischen Verschal tung der seitenparallel applizierten Dehnmeßstreifen E_i und F_i alle unter der Wirkung der Bremskraft BK zugbeanspruchten Dehn meßstreifen E_i ihrer Anzahl nach gleichmäßig aus zwei diametral gegenüberliegenden Meßbrückenzweigen XXI, XXIII, im folgenden Zug-Meßbrückenzweige genannt, verteilt; ferner sind alle bei Auftreten einer Bremskraft druckbeanspruchten Dehnmeßstreifen F_i ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf die beiden übrigen, zwischen den Zug-Meßbrückenzweigen liegenden Druck-Meßbrückenzweigen XXII und XXIV verteilt. Bei der Verteilung der Dehnmeßstreifen auf die beiden Zug-Meßbrückenzweige bzw. auf die beiden Druck-Meßbrücken zweige ist jedoch zu beachten, daß jeweils zwei in der Meßscheibe 11 benachbart liegende Dehnmeßstreifen E₁ und E₃ bzw. F₁ und F₃ bzw. E₅ und E₇ bzw. F₅ und F₇ jeweils im gleichen Meßbrückenzweig angeordnet sind. Ferner ist bei der Verteilung der Dehnmeßstrei fen auf die einzelnen Meßbrückenzweige zu beachten, daß jeweils die Dehnmeßstreifen E₁, E₃, F₁ und F₃ des einen Halbbogens der Meßscheibe 11 in zwei benachbarten Meßbrückenzweigen XXI und XXII zu liegen kommen und daß die Dehnmeßstreifen E₅, E₇, F₅ und F₇ des anderen Halbbogens der Meßscheibe 11 in den beiden gegenüber liegenden benachbarten Meßbrückenzweigen XXIII und XXIV zu liegen kommen. Durch eine solche elektrische Verschaltung können die nicht interessierenden Kraftanteile bei der Messung der Brems kraft eliminiert und es kann nur diese angezeigt werden.

In Anspruch 5 ist noch eine andere Möglichkeit zur elektrischen Verschaltung der seitenparallel applizierten Dehnmeßstreifen für die Ermittlung der Bremskraft angegeben, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen werden soll.

Eine Scherbeanspruchung der Meßstege 17 auf ihren achsparallel ausgerichteten Flachseiten, die in den Fig. 7a und 7b dargestellt sind, tritt in reiner Form nur durch die Seitenkraft SK auf, je doch werden die dort applizierten Scherungs-Dehnmeßstreifen A, B, C und D auch durch radparallel wirksame Kräfte wie Radlast, Bremskraft und Längskraft verformt. Um diese Kräfte meßtechnisch bei der Seitenkraftmessung eliminieren zu können, müssen relativ viele Scherungs-Dehnmeßstreifen appliziert und diese ebenfalls in sinnreicher Weise in einer Meßbrückenschaltung elektrisch ver schaltet werden. Zunächst soll auf die örtliche Applikation der Scherungs-Dehnmeßstreifen A, B, C und D und deren Beanspruchungs art durch die Seitenkraft näher eingegangen werden. Alle Meßstege 17 sind sowohl auf der in Umlaufrichtung vorauslaufenden Flach seite gemäß Fig. 7b als auch auf der in Umlaufrichtung nachlau fenden Flachseite - Fig. 7a - jeweils mit zwei, insgesamt also mit jeweils vier Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ A, B, C und D bestückt. Bei Belastung des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades 2 durch eine zur Fahrzeugmitte hin gerichtete Seitenkraft SK wird von diesen Dehnmeßstreifen einer auf jeder vorauslaufenden Flach seite gestaucht, und zwar der Scherungs-Dehnmeßstreifen B, und der jeweils andere der gleichen Flachseite wird gedehnt, nämlich der Scherungs-Dehnmeßstreifen D. In gleicher Weise wird auch je weils der Scherungs-Dehnmeßstreifen vom Typ A einer jeden nach laufenden Flachseite gestaucht und der andere Scherungs-Dehnmeß streifen C der gleichen Flachseite wird gedehnt. Bei der elek trischen Verschaltung dieser vier unterschiedlichen Typen von Scherungs-Dehnmeßstreifen ist jeweils ein Typ in je einem anderen Meßbrückenzweig der in Fig. 8 dargestellten Meßbrückenschaltung angeordnet. Und zwar sind alle vorauslaufenden, zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen D in einem ersten Meßbrückenzweig XI in Serie geschaltet, alle vorauslaufenden, druckbeanspruchten Sche rungs-Dehnmeßstreifen B in einem zweiten Meßbrückenzweig XII in Serie geschaltet, alle nachlaufenden, zugbeanspruchten Streifen vom Typ C in einem dritten Meßbrückenzweig und alle nachlaufen den, druckbeanspruchten Streifen A in einem vierten Meßbrücken zweig XIV in Serie geschaltet. Bei der Anordnung dieser vier un terschiedlichen Meßbrückenzweige innerhalb einer vollständigen Meßbrückenschaltung ist noch zu beachten, daß die bei der ange gebenen Belastung zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen der vorauslaufenden Flachseiten, nämlich die Dehnmeßstreifen D des Meßbrückenzweiges XI dem Meßbrückenzweig XIII diametral gegen überliegend angeordnet sind, der die ebenfalls zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen C der nachlaufenden Flachseiten ent hält. Ferner ist bei der elektrischen Verschaltung auch noch da rauf zu achten, daß die druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeß streifen vom Typ B der vorauslaufenden bzw. in die Streifen des Typs A der nachlaufenden Flachseite des zweiten bzw. vierten Meß brückenzweiges XII bzw. XIV ebenfalls in der Meßbrückenschaltung einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Bei dieser Anordnung der insgesamt 32 Scherungs-Dehnmeßstreifen in einer Meßbrückenschaltung heben sich die Einflüsse der radparallelen Kräfte jeweils gerade meßtechnisch auf, so daß nur noch die Ein flüsse der Seitenkraft meßtechnisch erfaßt werden können.

Praktische Erfahrung der Anmelderin mit dem erfindungsgemäß aus gebildeten Mehrkomponenten-Meßscheibenrad haben gezeigt, daß gute Messungen mit einem sehr geringen Rechen- und Kalibrierungsauf wand möglich sind. Die Resonanz in der Fachwelt über dieses Mehr komponenten-Meßscheibenrad ist sehr günstig.

Claims

1. Mehrkomponenten-Meßscheibenrad für Fahrzeuge,

- mit einem den Fahrzeugreifen tragenden Felgenring und einem darin anstelle einer üblichen Radscheibe befestigten Winkel ring mit einem achssenkrechten Hilfsflansch, der axial etwa auf der Position des fahrzeugabgewandten Felgenhornes des Felgenringes liegt und dessen Innenrand einen größeren Durch messer als ein Hüllkreis um die Radbefestigungsschrauben auf weist,
- mit einer über mehrere achsparallele, im Querschnitt kreis runde Stehbolzen im Abstand zum Hilfsflansch auf der fahr zeugabgewandten Seite des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades gehalterten ringförmigen Meßscheibe, deren Innenrand einen kleineren Durchmesser als der Innenrand des Hilfsflansches aber ebenfalls einen größeren Durchmesser als der Hüllkreis um die Radbefestigungsschrauben aufweist,
- die abgesehen von sehr geringen Toleranzen untereinander gleich ausgebildeten, als axiale Meßquerschnitte dienenden und mit Dehnmeßstreifen bestückten Stehbolzen sind gleichmä ßig auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet, sowohl in der Meßscheibe als auch in dem Hilfsflansch verwindungssteif be festigt und zusätzlich formschlüssig gegen Verdrehen gesi chert,
- die Meßscheibe weist eine restlos durch vier teilbare Anzahl von radial verlaufenden, speichenartigen Meßstegen auf, die sich zwischen einem in Umfangsrichtung geschlossenen Außen kranz und einem geschlossenen Innenkranz erstrecken, abgese hen von sehr geringen Toleranzen untereinander gleich ausge bildeten und ebenfalls mit Dehnmeßstreifen bestückt sind,
- das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad weist ferner einen axial mit dem Innenrand der Meßscheibe verschraubten, topfförmigen Radadapter auf, der den Axialabstand zwischen Meßscheibe und axialer Normalposition des Anschraubflansches der Radscheibe eines üblichen Fahrzeugrades ausgleicht und im Anschraubbe reich mit dem Anschraubflansch einer üblichen Fahrzeugrad- Radscheibe übereinstimmt,
- ferner mit einer zumindest teilweise im Innern des topfförmi gen Radadapters oder an ihm angeordneten und im oder am Rada dapter drehbar gelagerten Signalübermittlungseinrichtung von drehend auf feststehend sowie einem Drehlagengeber für das Mehrkomponenten-Meßscheibenrad, wobei der feststehende Teil der Signalübermittlungseinrichtung und des Drehlagengebers mittels eines die Einfederungs- und/oder Lenkbewegungen des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades ausgleichenden Gestänges in Drehrichtung des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades lagedefi niert an der Fahrzeugkarosserie festgelegt ist,
- die auf den axialen Stehbolzen und den radialen Meßstegen angebrachten Dehnmeßstreifen sind darauf jeweils örtlich so wie hinsichtlich ihrer Ausrichtung derart appliziert und in zugehörigen elektrischen Meßbrückenschaltungen derart ver schaltet, daß isolierte elektrische Signale bezüglich der folgenden Komponenten erhältlich sind, nämlich bezüglich
- der vertikal gerichteten und radial durch die Radmitte verlaufenden Radlast,
- der horizontal gerichteten und ebenfalls radial durch die Radmitte verlaufenden Längskraft,
- der quer zur Radebene gerichteten, exzentrisch, an der Radaufstandsfläche angreifenden Seitenkraft,
- der parallel zur Abrollrichtung des Fahrzeugrades gerich teten, exzentrisch, d. h. tangential an der Radaufstands fläche angreifenden Bremskraft,

gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit der folgenden Merkmale:

- die radial verlaufenden Meßstege (17) der Meßscheibe (11) sind zur Ermittlung der exzentrisch an der Radaufstandsfläche des Mehrkomponenten-Meßscheibenrades (2), nämlich der Brems kraft (BK) und der Seitenkraft (SK) herangezogen und zu die sem Zweck und zur gegenseitigen meßtechnischen Elimination auf zweierlei unterschiedliche Weise mit Dehnmeßstreifen (Ty pen A, B, C, D auf jedem der Meßstege und E₁, E₃, E₅, E₇, F₁, F₃, F₅, F₇) bestückt,
- wobei zur isolierten Erfassung der parallel zur Radebene gerichteten Bremskraft (BK) die umfangsmäßige Biegebean spruchung der Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) ermittelt wird und demgemäß jeweils an den beiden in Umlaufrichtung ge genüberliegenden Flachseiten wenigstens eines Teiles der Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) an der radialen Position größter Biegebeanspruchung Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, E₅, E₇, F₁, F₃, F₅, F₇) appliziert sind, die mit ihrer Meßemp findlichkeit parallel zu den Seitenkanten ausgerichtet sind, wobei die hierzu ausgewählten Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) gleichmäßig über den Umfang der Meßscheibe (11) verteilt sind und
- wobei zur isolierten Erfassung der quer zur Radebene ge richteten Seitenkraft (SK) die axiale Scherbeansprung der Meßstege (17) ermittelt wird und demgemäß jeweils an den beiden in Umlaufrichtung gegenüberliegenden Flachseiten aller Meßstege (17) Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen A, B, C, D) appliziert sind, die kreuzweise angeordneten sind und mit ihrer Meßempfindlichkeit unter 45° zu den Seiten linien verlaufen,
- die axialen Stehbolzen (10) sind zur Ermittlung einer Gesamt resultierenden aus den parallel zur Radebene gerichteten Kom ponenten, nämlich der vertikalen Radlast (RL), der horizon talen Längskraft (LK) und der Bremskraft (BK) herangezogen, wobei die Gesamtresultierende in ihre vertikale, der Radlast (RL) entsprechende Komponente und in ihre horizontale, be tragsmäßig der Summe aus Längskraft (LK) und - bekannter - Bremskraft (BK) entsprechende Komponente zerlegbar ist und somit die Radlast (RL) und die Längskraft (LK) ermittelbar sind,
- zu diesem Zweck und zur meßtechnischen Elimination des Ein flusses der Seitenkraft (SK) und des Drehmomenteneinflusses der Bremskraft (BK) sind alle Stehbolzen (10) in nicht-rota tionssymmetrischer Weise jeweils an vier - bezogen auf eine ausgesuchte und über den Drehlagengeber (21) laufend detek tierbaren Umfangsstellung (23) des Mehrkomponenten-Meßschei benrades (2) - kartesisch gleich liegenden Umfangsbereichen mit Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen a bis h für alle Steh bolzen) bestückt, über die die genannte Gesamtresultierende nach Größe und - bezogen auf die ausgesuchte Umfangsstellung (23) - der Radialrichtung nach ermittelbar ist.

2. Mehrkomponenten-Meßscheibenrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Applikation von Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen a bis h) auf den Stehbolzen (10) gemäß Merkmal a und durch eine elektri sche Verschaltung dieser Dehnmeßstreifen gemäß Merkmalsgruppe b₁ und b₂.

a: bezogen auf eine ausgesuchte Umfangsstellung (23) des Mehr komponenten-Meßscheibenrades (2) sind alle Stehbolzen (10) je weils sowohl auf den beiden sich gegenüberliegenden, vertikal stehenden als auch auf den beiden dazu um 90° versetzten, hori zontal liegenden Umfangsflächenbereichen der Stehbolzen (10) je weils mit zwei kreuzweise angeordneten und mit ihrer Meßempfind lichkeit unter 45° zu den Mantellinien verlaufenden, insgesamt also mit jeweils acht Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen a bis h) bestückt, wovon bei Belastung des in der ausgesuchten Umfangs stellung (23) stehenden Mehrkomponenten-Meßscheibenrades (2) durch die vertikal nach oben gerichtete Radlast (RL) an jedem Stehbolzen (10) jeweils

- ein links angeordneter, vertikal stehender Scherungs-Dehn meßstreifen (b) gestaucht und einer (a) gedehnt wird,
- ein rechts angeordneter, vertikal stehender Scherungs-Dehn meßstreifen (d) gestaucht und einer (c) gedehnt wird,
- die beiden oben angeordneten horizontalen Scherungs-Dehnmeß streifen (g und h) gestaucht und die beiden unteren (e und f) gedehnt werden und wovon bei Belastung des in der ausgesuchten Umfangsstellung (23) stehenden Mehrkomponenten-Meßscheibenrades (2) durch eine horizontal nach hinten gerichtete Längskraft (LK) an jedem Stehbolzen (10),
- ein oben angeordneter, horizontal stehender Scherungs-Dehn meßstreifen (h) gestaucht und einer (g) gedehnt wird,
- ein unten angeordneter, horizontal stehender Scherungs-Dehn meßstreifen (e) gestaucht und einer (f) gedehnt wird und
- die beiden auf der einen Seite angeordneten, vertikal ste henden Scherungs-Dehnmeßstreifen (c und d) gestaucht und die beiden gegenüberliegenden (a und b) gedehnt werden,

b₁: von den in der ausgesuchten Umfangsstellung (23) vertikal stehenden, durch die genannte Radlast (RL) beanspruchten Sche rungs-Dehnmeßstreifen (Typen a, b, c und d) sind

- alle linksseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, zugbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ a) der Stehbolzen (10) in einem ersten Meßbrückenzweig (I) in Serie geschaltet,
- alle linksseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, druckbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ b) der Stehbolzen (10) in einem zweiten Meßbrückenzweig (II) in Serie geschal tet,
- alle rechtsseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, zugbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ c) der Stehbolzen (10) in einem dritten Meßbrückenzweig (III) in Serie geschal tet,
- alle rechtsseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, druckbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ d) der Stehbolzen (10) in einem vierten Meßbrückenzweig (IV) in Serie geschal tet,

wobei zum einen die zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen a und c) der linken bzw. der rechten Seite - erster und dritter Meßbrückenzweig (I und III) - in der Meßbrückenschaltung einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zum anderen die druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen b und d) der linken bzw. der rechten Seite - zweiter und vierter Meßbrückenzweig (II und IV) - in der Meßbrückenschaltung einander ebenfalls diametral gegenüberliegend angeordnet sind und

b₂: von den in der ausgesuchten Umfangsstellung (23) horizontal stehenden, durch die genannte Längskraft (LK) beanspruchten Sche rungs-Dehnmeßstreifen (Typen e, f, g und h) sind

- alle unterseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, zugbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ f) der Stehbolzen (10) untereinander in Serie geschaltet und insgesamt zum er sten Meßbrückenzweig (I) parallelgeschaltet,
- alle unterseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, druckbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ e) der Stehbolzen (10) untereinander in Serie geschaltet und insgesamt zum zweiten Meßbrückenzweig (II) parallelgeschaltet,
- alle oberseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, zugbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ g) der Stehbolzen (10) untereinander in Serie geschaltet und insgesamt zum dritten Meßbrückenzweig (III) parallelgeschaltet,
- alle oberseitig am Stehbolzen (10) angebrachten, druckbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ h) der Stehbolzen (10) untereinander in Serie geschaltet und insgesamt zum vierten Meßbrückenzweig (IV) parallelgeschaltet,
- wobei zum einen die oberen und die unteren zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen f und g) im ersten bzw. dritten Meßbrückenzweig (I bzw. III) der Meßbrückenschaltung einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und daß hierbei zum anderen die oberen und die unteren druckbean spruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen e und h) im zwei ten bzw. vierten Meßbrückenzweig (II bzw. IV) der Meßbrücken schaltung einander ebenfalls diametral gegenüberliegend ange ordnet sind und
- wobei ferner das erwähnte Parallelschalten von DMS-Reihen in den Meßbrückenzweigen (I, II, III, IV) hier so zu verstehen ist, daß die parallelzuschaltenden DMS-Reihen (a und f; b und e; c und g; d und h) lediglich hinsichtlich der Primär spannungsversorgung der einzelnen Meßbrückenzweige (I und IV bzw. II und III) parallel liegen, daß hingegen die Meßsignale an den anderen Enden der DMS-Reihen jeweils
- für die in der ausgesuchten Umfangsstellung vertikal ste henden Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen a, b, c und d) zum einen bzw.
- für die horizontal liegenden Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typen e, f, g und h) zum anderen gesondert abgenommenen und in zwei separaten Kanälen weiter verarbeitet sind, wovon das eine Meßsignal die auf die ausge suchte Umfangsstellung (23) des Mehrkomponenten-Meßscheiben rades (2) bezogene Sinuskomponente der radparallelen Gesamt resultierenden und das andere Meßsignal deren Cosinuskompo nente darstellt.

3. Mehrkomponenten-Meßscheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle radial verlaufenden Meßstege (17 ₁ bis 17 ₇) sowohl auf der in Umlaufrichtung vorauslaufenden als auch auf der in Umlauf richtung nachlaufenden Flachseite jeweils mit zwei, insgesamt also jeweils mit vier Scherungs-Dehnmeßstreifen (A, B, C, D) be stückt sind, wovon bei Belastung des Mehrkomponenten-Meßscheiben rades (2) durch eine zur Fahrzeugmitte hin gerichtete Seitenkraft (SK) jeweils

- einer der Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ B) einer jeden vor aus laufenden Flachseite (Fig. 7b) gestaucht und der andere (Typ D) gedehnt wird und
- einer der Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ A) einer jeden nach laufenden Flachseite (Fig. 7a) gestaucht und der andere (Typ C) gedehnt wird,

dabei sind von den an den radialverlaufenden Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) applizierten Scherungs-Dehnmeßstreifen (A, B, C, D)

- alle vorauslaufend an den Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) angebrach ten, zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ D) in einem ersten Meßbrückenzweig (XI) in Serie geschaltet,
- alle vorauslaufend an den Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) angebrach ten, druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ B) in einem zweiten Meßbrückenzweig (XII) in Serie geschaltet,
- alle nachlaufend an den Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) angebrachten, zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ C) in einem dritten Meßbrückenzweig (XIII) in Serie geschaltet,
- alle nachlaufend an Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) angebrachten, druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ A) in einem vierten Meßbrückenzweig (XIV) in Serie geschaltet,

wobei zum einen die zugbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ D) der vorauslaufenden bzw. die (Typ C) der nachlaufenden Flachseite der Meßstege (17 ₁ bis 17 ₇) - erster und dritter Meß brückenzweig (XI und XIII) - in der Meßbrückenschaltung einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zum anderen die druckbeanspruchten Scherungs-Dehnmeßstreifen (Typ B) der vor auslaufenden bzw. die (Typ A) der nachlaufenden Flachseite der Meßstege (17 ₁ bis 17 ₇) - zweiter und vierter Meßbrückenzweig (XII und XIV) - in der Meßbrückenschaltung einander ebenfalls diame tral gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Mehrkomponenten-Meßscheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den radial verlaufenden Meßstegen (17 ₁ bis 17 ₇) vier gleichmäßig über den Umfang der Meßscheibe (11) verteilt ange ordnete Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) sowohl auf der in Umlauf richtung vorauslaufenden (Fig. 7b) als auch auf der in Umlauf richtung nachlaufenden Flachseite (Fig. 7a) an der bei Drehmo mentbeanspruchung des Innen- (13) gegenüber dem Außenkranz (12) der Meßscheibe (11) auf Biegung höchstbeanspruchten Radialposi tion der Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) jeweils mit einem mit der Meßempfindlichkeit parallel zu den Seitenlinien der Meßstege (17 ₁, 17 ₃, 17 ₅, 17 ₇) verlaufenden Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, E₅, E₇, F₁, F₃, F₅, F₇) bestückt sind, wovon bei Belastung des Mehr komponenten-Meßscheibenrades (2) durch die Bremskraft (BK) die Dehnmeßstreifen (F₁, F₃, F₅, F₇) der in die eine Umfangsstellung weisenden Flachseiten gestaucht und die (E₁, E₃, E₅, E₇) der an deren Flachseiten gedehnt werden,
wobei zur elektrischen Verschaltung von den seitenparallel appli zierten Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, E₅, E₇, F₁, F₃, F₅, F₇)

- alle unter der Wirkung der genannten Bremskraft (BK) zugbean spruchten Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, E₅, E₇) ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf zwei diametral gegenüberliegende Meßbrücken zweige - Zug-Meßbrückenzweige (XXI und XXIII) - verteilt sind und
- alle unter der Wirkung der genannten Bremskraft (BK) druckbe anspruchten Dehnmeßstreifen (F₁, F₃, F₅, F₇) ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf die beiden übrigen, zwischen den Zug Meßbrückenzweigen (XXI und XXIII) liegenden Meßbrückenzweige - Druck-Meßbrückenzweig (XXII und XXIV) - verteilt sind, wobei
- die Verteilung der zugbeanspruchten Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, E₅, E₇) auf den einen oder den anderen der beiden Zug-Meß brückenzweige (XXI und XXIII) und die Verteilung der druck beanspruchten Dehnmeßstreifen (F₁, F₃, F₅, F₇) auf den einen oder den anderen der beiden Druck-Meßbrückenzweige (XXII bzw. XXIV) zum einen derart erfolgt, daß jeweils zwei in der Meß scheibe (11) benachbart liegende Dehnmeßstreifen (E₁, E₃ bzw. F₁, F₃ bzw. E₅, E₇ bzw. F₅, F₇) im gleichen Meßbrückenzweig (XXI bzw. XXII bzw. XXIII bzw. XXIV) angeordnet sind und wo bei
- die Verteilung aller zugbeanspruchten (E₁, E₃, E₅, E₇) und aller druckbeanspruchten Dehnmeßstreifen (F₁, F₃, F₅, F₇) auf die vier Meßbrückenzweige (XXI bis XXIV) zum anderen derart erfolgt, daß jeweils die Dehnmeßstreifen (E₁, E₃, F₁, F₃) des einen Halbbogens der Meßscheibe (11) in zwei benachbarten Meßbrückenzweigen (XXI und XXII) und die Dehnmeßstreifen (E₅, E₇, F₅, F₇) des anderen Halbbogens der Meßscheibe (11) in den beiden anderen Meßbrückenzweigen (XXIII und XXIV) liegen.

5. Mehrkomponenten-Meßscheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der radial verlaufenden Meßstege, nämlich eine durch vier teilbare Anzahl von ihnen - wobei die ausgesuch ten Meßstege gleichmäßig über den Umfang der Meßscheibe verteilt angeordnet sind - sowohl auf der in Umlaufrichtung vorauslaufen den als auch auf der in Umlaufrichtung nachlaufenden Flachseite an der bei Drehmomentbeanspruchung des Innen- gegenüber dem Au ßenkranzes der Meßscheibe auf Biegung höchstbeanspruchten Radi alposition der Meßstege jeweils mit einem mit der Meßempfindlich keit parallel zu den Seitenlinien der Meßstege verlaufenden Dehn meßstreifen bestückt ist, wovon bei Belastung des Mehrkomponen ten-Meßscheibenrades durch eine Bremskraft jeweils der Dehnmeß streifen einer jeden vorauslaufenden Flachseite gestaucht und der andere gedehnt wird, wobei zur elektrischen Verschaltung von den seitenparallel applizierten Dehnmeßstreifen

- alle unter der Wirkung der genannten Bremskraft zugbean spruchten Dehnmeßstreifen ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf zwei diametral gegenüberliegende Meßbrückenzweige - Zug-Meß brückenzweige - verteilt sind und
- alle unter der Wirkung der genannten Bremskraft druckbean spruchten Dehnmeßstreifen ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf die beiden übrigen, zwischen den Zug-Meßbrückenzweigen lie genden Meßbrückenzweige - Druck-Meßbrückenzweig - verteilt sind, wobei
- die Verteilung der zugbeanspruchten Dehnmeßstreifen auf den einen oder den anderen der beiden Zug-Meßbrückenzweige derart erfolgt, daß zwar stets zwei in der Meßscheibe diametral ge genüberliegende Dehnmeßstreifen im gleichen Meßbrückenzweig angeordnet sind, daß aber zugleich die zugbeanspruchten Dehn meßstreifen eines jeden Zug-Meßbrückenzweiges gleichmäßig am Umfang der Meßscheibe verteilt sind und wobei
- die Verteilung der druckbeanspruchten Dehnmeßstreifen auf den einen oder den anderen der beiden Druck-Meßbrückenzweige in gleicher Weise derart erfolgt, daß zwar stets zwei in der Meßscheibe diametral gegenüberliegende Dehnmeßstreifen im gleichen Meßbrückenzweig angeordnet sind, daß aber zugleich die druckbeanspruchten Dehnmeßstreifen eines jeden Druck-Meß brückenzweiges gleichmäßig am Umfang der Meßscheibe verteilt sind.