WO2005059494A1 - Vorrichtung zum messen der betätigungskräfte für einen schalthebel - Google Patents

Vorrichtung zum messen der betätigungskräfte für einen schalthebel Download PDF

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WO2005059494A1
WO2005059494A1 PCT/AT2004/000412 AT2004000412W WO2005059494A1 WO 2005059494 A1 WO2005059494 A1 WO 2005059494A1 AT 2004000412 W AT2004000412 W AT 2004000412W WO 2005059494 A1 WO2005059494 A1 WO 2005059494A1
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measuring
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lever
shift lever
steering wheel
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PCT/AT2004/000412
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Inventor
Manfred Kogler
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Avl List Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the actuation forces for a shift lever, in particular for a transmission shift lever of a motor vehicle, with a measuring lever which can be connected to the shift lever and which has at least one measuring sensor for detecting the shifting force. Furthermore, the invention relates to a device for measuring the steering torques for a steering system of a vehicle controllable via a steering wheel with a torque detection device, with a support body connected to the steering system and at least one measuring sensor for determining the steering torque to be applied by the vehicle driver.
  • DE 44 30 463 Cl discloses a device for measuring the actuation forces for a gear shift lever of a motor vehicle.
  • the device includes a measuring arm which is connected to the shift lever via at least two measuring sensors, so that when the measuring arm is pivoted, the sum signal of the measuring sensors is a measure of the actuating force when the shift lever is deflected in one direction and the differential signal of the measuring sensors is a measure of the actuating force when the shift lever is deflected in a direction perpendicular to this.
  • the measuring arm is mounted parallel to the shift lever, the shift lever being positively actuated by the measuring arm.
  • the force applied to the shift lever for this purpose is carried out via the measuring sensors, from the signals of which the required actuation force or reaction force can be determined at each point of the intended shift path.
  • the measuring arm is mounted in a second articulation point, a connecting element connecting the measuring arm to an actuating lever mounted in a third articulation point.
  • the measuring arm is articulated to the shift lever via a further connecting element.
  • JP 04-058125 A describes a measuring instrument for detecting the actuating force on a shift lever.
  • the measuring instrument has displacement sensors which are arranged in orthogonal directions to one another and which are connected to the shift lever in order to detect shifting movements in these directions.
  • strain gauges formed by strain gauges (DMS) are applied to the shift lever in mutually orthogonal switching directions in a normal plane on the shift lever.
  • DMS strain gauges
  • WO 94/05933 AI describes a force-sensitive shift lever with a shift knob that defines a cavity.
  • An elastomer ring is arranged in the cavity of the shift knob and centers the shift knob with respect to the shift lever.
  • Force transducers are arranged on opposite sides of the elastomer ring, which detect forces acting on the shift knob.
  • Such force-sensitive shift levers are installed in vehicles instead of the original shift lever for measurement purposes. It is disadvantageous that the standard shift stick cannot be replaced by a measuring shift stick in all vehicles, especially in trucks.
  • a torque detection device for a steering system of a vehicle is known from DE 15 73 957, the support body of the device being attachable to the steering wheel ring of the steering wheel via a flange.
  • the disadvantage is that different flanges are required for different steering spoke geometries.
  • a torsion module of a torque detection device of a steering system for a motor vehicle which has a spoke wheel that can be fastened to a steering wheel, with a hub and with a ring connected to the hub via bending spokes and arranged concentrically to the hub.
  • the torsion module forms the lower element of a steering wheel module, which is connected to the base plate of a steering wheel.
  • the base plate of the steering wheel is connected to the rim, while the hub of the torsion module is attached to the steering shaft of a steering column in a rotationally fixed manner. It is disadvantageous that the steering wheel of the vehicle must be dismantled in order to assemble and disassemble the torsion module, which increases the time required for measuring preparation or dismantling.
  • a device for measuring steering torques and steering angles in vehicles which has a measuring hub which can be connected to a steering spindle and which has a rotatable measuring part with strain gauges for measuring the steering moments and a measuring element for measuring the steering angle.
  • the measuring part consists of a lower and an upper ring, the two rings being connected to one another by spokes arranged in a trap shape, which are provided with strain gauges.
  • the steering wheel must be removed from the steering spindle in order to assemble and disassemble the measuring device.
  • a steering system with a steering wheel with an integrated torque measuring device is known from US Pat. No. 6,402,196 B1. In order to be able to carry out torque measurements in steering systems without torque sensors, considerable effort would also be required for the measurement setup.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned and to provide a measuring device with which the switching forces can be determined in the simplest possible way for different types of vehicles.
  • Another object of the invention is to detect the steering torques in a steering system for a vehicle in the simplest possible way.
  • the measuring lever can be detachably connected to the shift lever, the measuring lever preferably having an actuating knob arranged above the shift lever, the axis of the actuating knob being particularly preferably aligned with the axis of the shift lever.
  • the measuring lever can be connected to the shift lever by means of a clamping device.
  • the measuring lever is mounted on the shift lever by means of a clamp of the clamping device, the clamping device preferably having a quick-action lock, particularly preferably with a quick-action lock nut.
  • Quick release fasteners with quick release nuts are known from other technical fields, such as bicycle construction.
  • the height of the measuring lever and thus the actuating knob can be adapted to the respective use by means of the clamping device.
  • the height of the measuring lever can be adjusted using a height adjustment device.
  • the measuring lever can therefore be used with all common vehicle types with shift levers and can be assembled and disassembled in a very short time.
  • the vehicle driver can carry out the usual intended shifting movements during the measurement, so that the measurement detects the natural shifting movements.
  • the measuring lever has an essentially arch-like shape, the measuring lever can easily be attached to the switching lever bypassing the standard shift knob.
  • the measuring sensor is preferably arranged in the area of the clamping device and is advantageously formed by a full-span strain gauge bridge, which is positioned such that forces in axes normal to one another can be detected in a normal plane on the shift lever.
  • the supporting body can be attached to the steering wheel ring of the steering wheel of the vehicle by means of a clamping device.
  • the torque detection device according to the invention can be detachably attached directly to the standard steering wheel of the vehicle by clamping.
  • the clamping device has at least two, preferably at least three, radially adjustable spokes, which can be attached to the steering wheel ring of the steering wheel via preferably hook-like fastening elements. Thanks to the radially adjustable spokes, the torque detection device can be applied to different steering wheel diameters.
  • the clamping device for adjusting the length of the spokes has a quick-action lock, the quick-action lock preferably being designed as a tensioning buckle.
  • an actuating element preferably a measuring steering wheel
  • the torque detection device together with the measuring steering wheel to be actuated by the test person is thus detachably attached to the standard steering wheel of the vehicle via the clamping device.
  • the test system actuates the steering system via the measuring steering wheel, which is therefore located above the original steering wheel of the vehicle.
  • the steering forces are introduced into the spokes in the original steering wheel and further into the steering column.
  • a particularly simple construction of the torque detection device can be achieved if at least one measuring sensor, which is preferably formed by a full strain gauge bridge, is arranged in the area between the spokes and the actuating element.
  • the torque during steering movements can be detected in a known manner via the forces detected by means of the strain gauges.
  • the support body and / or the spokes is spaced at least in a central region about a steering axis of rotation from a reference plane defined by the intersections of the fastening elements with the spokes, the support body preferably being concavely curved in the direction of the reference plane is. This prevents the torque detection device from being obstructed by projecting steering wheel parts in the region of the steering wheel axis, such as an airbag or horn switching element.
  • Figure 1 shows the device according to the invention in a front view.
  • Figure 2 shows the device in a side view.
  • FIG. 3 shows the clamping device of the device in a view according to arrow III in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a torque detection device according to the invention in an oblique view
  • Fig. 6 shows the torque detection device in a side view.
  • the device 1 for measuring the actuating forces on a shift lever 2 has a measuring lever 3 which can be clamped on the shift lever 2 by means of a clamping device 4.
  • the measuring lever 3 and the clamping device 4 are connected to one another via a screw connection 5.
  • the measuring lever 3 has an actuating part 6 with an actuating knob 7, the actuating part 6 being connected to a shaft part 8 of the measuring lever 3 by a screw connection 9.
  • the screw connection 9 forms a height adjustment device 10 in order to adapt the height of the actuating knob 7 to the respective application.
  • the shaft part 8, actuating part 6 and the clamping device 4 are arranged in an arc shape, so that the shift lever 2 together with the shift knob 11 can be bypassed mechanically.
  • the actuating knob 7 of the measuring lever 3 is arranged above the shift knob 11 of the original shift lever 2, the axis 7a of the actuating knob 7 and the axis 2a of the shift lever 2 being arranged essentially in alignment or at a short distance from one another.
  • the vehicle driver performs the same switching movements as in practical driving operation during the measurement, so that the measurement of the switching forces is realistic.
  • the measuring sensors can be formed by a full-bridge strain gauge bridge, the strain gauges being arranged in a normal plane on the shift lever 2, as a result of which forces can be measured in the normal plane in the axes x, y arranged orthogonally to one another.
  • the clamping device 4 has two clamping parts 4a, 4b which are connected to one another by a swivel joint 12, the two clamping parts 4a, 4b being able to be connected to one another by a quick-action lock (not shown further).
  • the torque detection device 101 shown in FIGS. 4 to 6 consists of a support body 102 which can be detachably attached by means of three spokes 103 by means of a clamping device 104 on the steering wheel ring 105a of a steering wheel 105 indicated by dashed lines in FIG. At the ends of the spokes 103, hook-like fastening elements 106 are arranged, which grip around the steering wheel ring 105a of the steering wheel 105.
  • Each spoke 103 is configured to be radially longitudinally adjustable and consists of two spoke parts 103a, 103b which can be telescopically pushed into one another, the fastening element 106 on the spoke part 103a and the spoke part 103b being firmly connected to the carrier plate 102.
  • the first spoke part 103a and the second spoke part 103b can be clamped together via a quick-release fastener 107 and the torque detection device 101 can thus be captively attached to the steering wheel 105.
  • the quick-release fastener 107 has a lever 108 which can be pivoted about an axis 108a and is connected to a tensioning buckle 109.
  • the lever 108 is mounted on the second spoke part 103b.
  • the first spoke part 103a has a hook element 111 which can be displaced in the direction of the longitudinal axis 110 of the spoke 103 and which can be fixed in different positions. The positions are defined by bores 112 into which a fastening bolt 113 can engage.
  • the tensioning buckle 109 of the clamping devices 104 is hooked onto the hook element 111 and pretensioned by means of the lever 108.
  • a mounting plate 114 connected to the support body 102 in the area 115 above the steering wheel hub of the steering wheel 105 serves to receive a measuring sensor 118, which in turn is connected to a measuring steering wheel 119.
  • the torque is measured by the sensor 118, for example by means of strain gauges.
  • the support body 102 and the spokes 103 are spaced in the central region 115 about the steering axis of rotation 117 from a reference plane 116, which reference plane 116 is defined by the intersection points S of the fastening elements 106 with the spokes 103 (FIG. 6).
  • the support body 102 can be designed to be concavely curved in the direction of the steering wheel hub. In the assembled state, this prevents the torque detection device 101 from being obstructed by projecting steering wheel parts, such as an airbag or horn switch.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Betätigungskräfte für ein Fahrzeug.

Description

VORRICHTUNG ZUM MESSEN DER BETATIGUNGSKRAFTE FÜR EINEN SCHALTHEBEL
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Betätigungskräfte für einen Schalthebel, insbesondere für einen Getriebeschalthebel eines Kraftfahrzeuges, mit einem mit dem Schalthebel verbindbaren Messhebel, welcher zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung der Schaltkraft aufweist. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Messen der Lenkdrehmomente für ein Lenksystem eines über ein Lenkrad steuerbaren Fahrzeuges mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung, mit einem mit dem Lenksystem verbundenen Tragkörper und zumindest einem Messaufnehmer zur Ermittlung des durch den Fahrzeuglenker aufzubringenden Lenkdrehmomentes.
Aus der DE 44 30 463 Cl ist eine Vorrichtung zur Messung der Betätigungskräfte für einen Getriebeschalthebel eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet einen Messarm, der mit dem Schalthebel über mindestens zwei Messsensoren verbunden ist, so dass bei Verschwenkung des Messarmes das Summensignal der Messsensoren ein Maß für die Betätigungskraft bei der Auslenkung des Schalthebels in einer Richtung und das Differenzialsignal der Messsensoren ein Maß für die Betätigungskraft bei der Auslenkung des Schalthebels in einer hierzu senkrechten Schaltrichtung ist. Der Messarm ist parallel zum Schalthebel gelagert, wobei der Schalthebel vom Messarm zwangsbetätigt wird. Die hierfür erforderliche Kräftebeaufschlagung des Schalthebels erfolgt über die Messsensoren, aus deren Signale die erforderliche Betätigungskraft bzw. Reaktionskraft an jedem Punkt der vorgesehenen Schaltbahn ermittelt werden kann. Der Messarm ist dabei in einem zweiten Gelenkpunkt gelagert, wobei ein Verbindungselement den Messarm mit einem in einem dritten Gelenkpunkt gelagerten Betätigungshebel verbindet. Der Messarm ist über ein weiteres Verbindungselement mit dem Schalthebel gelenkig verbunden. Diese Vorrichtung ist relativ aufwendig und benötigt vergleichsweise viel Einbauraum, so dass eine Anwendung nicht bei allen Fahrzeugarten geeignet ist.
Die JP 04-058125 A beschreibt ein Messinstrument zur Erfassung der Betätigungskraft an einem Schalthebel. Das Messinstrument weist Verschiebungs- Messaufnehmer auf, welche in orthogonalen Richtungen zueinander angeordnet sind, und welche mit dem Schalthebel verbunden sind, um Schaltbewegungen in diesen Richtungen zu erfassen. Zur Spannungsmessung bei Schaltvorgängen sind durch Dehnmessstreifen (DMS) gebildete Spannungsaufnehmer am Schalthebel in zueinander orthogonalen Schaltrichtungen in einer Normalebene auf den Schalthebel appliziert. Nachteilig ist, dass die Messaufnehmer direkt am Schalt- hebel angebracht werden müssen und der Messaufbau somit relativ zeitaufwendig ist.
Die WO 94/05933 AI beschreibt einen kraftsensitiven Schalthebel, mit einem Schaltknauf, welcher einen Hohlraum definiert. Im Hohlraum des Schaltknaufes ist ein Elastomerring angeordnet, der den Schaltknauf bezüglich des Schalthebels zentriert. An gegenüberliegenden Seiten des Elastomerringes sind Kraftaufnehmer angeordnet, welche auf den Schaltknauf wirkende Kräfte erfassen. Derartige kraftsensitive Schalthebel werden zu Messzwecken anstelle des originalen Schalthebel in Fahrzeuge eingebaut. Nachteilig ist, dass nicht in allen Fahrzeugen, insbesondere in Lastkraftwagen der Standardschaltknüppel durch einen Messschaltknüppel ausgetauscht werden kann.
Aus der DE 15 73 957 ist eine Drehmomenterfassungseinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeuges bekannt, wobei der Tragkörper der Einrichtung über einen Flansch am Lenkradring des Lenkrades anbringbar ist. Nachteilig ist, dass für verschiedene Lenkspeichengeometrien verschiedene Flansche erforderlich sind.
Aus der DE 101 14 688 Cl ist ein Torsionsmodul einer Drehmomenterfassungseinrichtung eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches ein an einem Lenkrad befestigbares Speichenrad mit einer Nabe und mit einem über Biegespeichen mit der Nabe verbundenen und konzentrisch zu der Nabe angeordneten Kranz aufweist. Das Torsionsmodul bildet das untere Element eines Lenkradmoduls, welches mit der Bodenplatte eines Lenkrades verbunden ist. Die Bodenplatte des Lenkrades ist mit dem Kranz verbunden, während die Nabe des Torsionsmoduls drehfest an der Lenkspindel einer Lenksäule befestigt ist. Nachteilig ist, dass zur Montage und Demontage des Torsionsmoduls das Lenkrad des Fahrzeuges demontiert werden muss, was den Zeitaufwand für die Messvorbereitung bzw. den Messabbau erhöht.
Aus der DE 27 34 182 AI ist eine Vorrichtung zum Messen von Lenkmomenten und Lenkwinkeln bei Fahrzeugen bekannt, welche eine mit einer Lenkspindel verbindbare Messnabe aufweist, die zur Messung der Lenkmomente ein verdrehbares Messteil mit Dehnmessstreifen und zur Messung der Lenkwinkel ein Messglied aufweist. Der Messteil besteht aus einem unteren und einem oberen Ring, wobei die beiden Ringe durch reusenartig angeordnete Speichen, die mit Dehnmessstreifen versehen sind, miteinander verbunden sind. Auch hier ist zur Montage und Demontage der Messvorrichtung eine Entfernung des Lenkrades von der Lenkspindel erforderlich. Weiters ist aus der US 6,402,196 Bl ein Lenksystem mit einem Lenkrad mit integrierter Drehmomentmesseinrichtung bekannt. Um Drehmomentmessungen bei Lenksystemen ohne Drehmomentsensoren durchführen zu können, wäre auch hier ein erheblicher Aufwand für den Messaufbau erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Messvorrichtung zu schaffen, mit welcher auf möglichst einfache Weise bei verschiedenen Fahrzeugarten die Schaltkräfte ermittelt werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise die Lenkdrehmomente bei einem Lenksystem für ein Fahrzeug zu erfassen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Messhebel lösbar mit dem Schalthebel verbindbar ist, wobei vorzugsweise der Messhebel einen über dem Schalthebel angeordneten Betätigungsknauf aufweist, wobei besonders vorzugsweise die Achse des Betätigungsknaufes fluchtend mit der Achse des Schalthebels angeordnet ist. Der Messhebel ist mittels einer Klemmeinrichtung mit dem Schalthebel verbindbar.
Der Messhebel wird mittels einer Klemmschelle der Klemmeinrichtung am Schalthebel montiert, wobei vorzugsweise die Klemmeinrichtung einen Schnellspann- verschluss, besonders vorzugsweise mit einer Schnellspannmutter aufweist. Schnellspannverschlüsse mit Schnellspannmuttern sind aus anderen technischen Gebieten, etwa dem Fahrradbau, bekannt. Mittels der Klemmeinrichtung kann die Höhe des Messhebels und damit des Betätigungsknaufes an die jeweilige Verwendung angepasst werden. Zusätzlich kann der Messhebel mittels einer Höhen- verstelleinrichtung in der Höhe verstellt werden. Der Messhebel ist somit bei allen gängigen Fahrzeugtypen mit Schalthebeln einsetzbar und in sehr kurzer Zeit montier- bzw. demontierbar.
Dadurch, dass der Betätigungsknauf im applizierten Zustand im Wesentlichen achsgleich zum Schalthebel angeordnet ist, kann der Fahrzeuglenker bei der Messung die gewohnten vorgesehenen Schaltbewegungen durchführen, so dass die Messung die natürlichen Schaltbewegungen erfasst.
Dadurch, dass der Messhebel im Wesentlichen eine bogenartige Form aufweist, kann der Messhebel unter Umgehung des Standardschaltknaufes problemlos am Schalthebel angebracht werden.
Der Messaufnehmer ist vorzugsweise im Bereich der Klemmeinrichtung angeordnet und wird vorteilhafterweise durch eine Dehnmessstreifen-Vollbrücke gebildet, welche so positioniert ist, dass Kräfte in orthogonal zueinander angeordneten Achsen in einer Normalebene auf den Schalthebel erfassbar sind. Um auf möglichst einfache Weise die Lenkdrehmomente zu erfassen, ist vorgesehen, dass der Tragkörper mittels einer Klemmeinrichtung am Lenkradring des Lenkrades des Fahrzeuges anbringbar ist. Die erfindungsgemäße Drehmomenterfassungseinrichtung kann direkt auf dem Standardlenkrad des Fahrzeuges lösbar durch Klemmen befestigt werden. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Klemmeinrichtung zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei radial längenverstellbare Speichen aufweist, welche über vorzugsweise hakenartige Befestigungselemente am Lenkradring des Lenkrades anbringbar sind. Durch die radial verstellbaren Speichen lässt sich die Drehmomenterfassungseinrichtung auf verschiedene Lenkraddurchmesser anwenden.
Um einen besonders schnellen Messaufbau zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klemmeinrichtung zur Längenverstellung der Speichen einen Schnellspannverschluss aufweist, wobei vorzugsweise der Schnellspannver- schluss als Spannschnalle ausgebildet ist.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem Tragkörper ein Betätigungselement, vorzugsweise ein Messlenkrad fest verbunden ist. Die Drehmomenterfassungseinrichtung samt dem von der Versuchsperson zu betätigenden Messlenkrad wird somit über die Klemmeinrichtung am Standardlenkrad des Fahrzeuges lösbar angebracht. Die Betätigung des Lenksystems durch die Versuchsperson erfolgt über das Messlenkrad, welches somit über dem Originallenkrad des Fahrzeuges angeordnet ist. Die Lenkkräfte werden über den Tragkörper in die Speichen in das Originallenkrad und weiter in die Lenksäule eingeleitet.
Eine besonders einfache Bauweise der Drehmomenterfassungseinrichtung lässt sich erreichen, wenn zumindest ein vorzugsweise durch eine Dehnmessstreifen- Vollbrücke ausgebildeter Messaufnehmer im Bereich zwischen den Speichen und dem Betätigungselement angeordnet ist. Über die mittels der Dehnmessstreifen erfassten Kräfte kann in bekannter Weise das Drehmoment bei Lenkbewegungen erfasst werden.
In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tragkörper und/ oder die Speichen zumindest in einem zentralen Bereich um eine Lenkdrehachse von einer durch die Schnittpunkte der Befestigungselemente mit den Speichen definierten Bezugsebene beabstandet ist, wobei der Tragkörper vorzugsweise konkav in Richtung der Bezugsebene gekrümmt ausgebildet ist. Dadurch wird eine Behinderung der Drehmomenterfassungseinrichtung durch vorspringende Lenkradteile im Bereich der Lenkradachse, wie etwa Airbag oder Hupschaltelement, vermieden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 2 die Vorrichtung in einer Seitenansicht;
Fig. 3 die Klemmeinrichtung der Vorrichtung in einer Ansicht gemäß dem Pfeil III in Fig. 1;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Drehmomenterfassungseinrichtung in einer Schrägansicht;
Fig. 5 die Drehmomenterfassungseinrichtung in einer Draufsicht; und
Fig. 6 die Drehmomenterfassungseinrichtung in einer Seitenansicht.
Die Vorrichtung 1 zum Messen der Betätigungskräfte an einem Schalthebel 2 weist einen Messhebel 3 auf, welcher mittels einer Klemmeinrichtung 4 am Schalthebel 2 aufgeklemmt werden kann. Der Messhebel 3 und die Klemmein- richtung 4 sind über eine Schraubverbindung 5 miteinander verbunden. Der Messhebel 3 weist einen Betätigungsteil 6 mit einem Betätigungsknauf 7 auf, wobei der Betätigungsteil 6 mit einem Schaftteil 8 des Messhebels 3 durch eine Schraubverbindung 9 verbunden ist. Die Schraubverbindung 9 bildet eine Höhen- verstelleinrichtung 10, um die Höhe des Betätigungsknaufes 7 an den jeweiligen Verwendungsfall anzupassen. Der Schaftteil 8, Betätigungsteil 6 und die Klemmeinrichtung 4 sind bogenförmig angeordnet, so dass der Schalthebel 2 samt Schaltknauf 11 mechanisch umgangen werden kann. Der Betätigungsknauf 7 des Messhebels 3 ist dabei über dem Schaltknauf 11 des originalen Schalthebels 2 angeordnet, wobei die Achse 7a des Betätigungsknaufes 7 und die Achse 2a des Schalthebels 2 im Wesentlichen fluchtend oder in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Dadurch führt der Fahrzeuglenker während der Messung die gleichen Schaltbewegungen wie im praktischen Fahrbetrieb aus, so dass die Messung der Schaltkräfte wirklichkeitsnah ist.
Die Messaufnehmer können durch eine Dehnmessstreifen-Vollbrücke gebildet sein, wobei die Dehnmessstreifen in einer Normaleebene auf den Schalthebel 2 angeordnet sind, wodurch mit dem Messaufnehmer Kräfte in orthogonal zueinander angeordneten Achsen x, y in der Normalebene erfassbar sind.
Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Klemmeinrichtung 4 zwei durch ein Drehgelenk 12 miteinander verbundene Klemmteile 4a, 4b auf, wobei die beiden Klemmteile 4a, 4b durch einen - nicht weiter dargestellten - Schnellspannver- schluss miteinander verbunden werden können. Die in den Fig. 4 bis Fig. 6 dargestellte Drehmomenterfassungseinrichtung 101 besteht aus einem Tragkörper 102, welcher durch drei Speichen 103 mittels einer Klemmeinrichtung 104 auf dem Lenkradring 105a eines in Fig. 5 strichliert angedeuteten Lenkrades 105 lösbar anbringbar ist. An den Enden der Speichen 103 sind hakenartige Befestigungselemente 106 angeordnet, welche den Lenkradring 105a des Lenkrades 105 umgreifen.
Jede Speiche 103 ist radial längsverstellbar ausgebildet und besteht aus zwei teleskopartig ineinander schiebbaren Speichenteilen 103a, 103b, wobei das Befestigungselement 106 am Speichenteil 103a und der Speichenteil 103b fest mit der Trägerplatte 102 verbunden ist. Über einen Schnellspannverschluss 107 lassen sich erster Speichenteil 103a und zweiter Speichenteil 103b miteinander verspannen und somit die Drehmomenterfassungseinrichtung 101 am Lenkrad 105 unverlierbar befestigen. Der Schnellspannverschluss 107 weist dabei einen um eine Achse 108a schwenkbaren Hebel 108 auf, welcher mit einer Spannschnalle 109 verbunden ist. Der Hebel 108 ist am zweiten Speichenteil 103b gelagert. Der erste Speichenteil 103a weist ein in Richtung der Längsachse 110 der Speiche 103 verschiebbares Hakenelement 111 auf, welches in verschiedenen Positionen fixiert werden kann. Die Positionen werden durch Bohrungen 112 definiert, in welche ein Befestigungsbolzen 113 eingreifen kann. Um die Drehmomenterfassungseinrichtung 101 am Lenkrad 105 zu verspannen, werden die Spannschnalle 109 der Klemmeinrichtungen 104 am Hakenelement 111 eingehakt und mittels der Hebel 108 vorgespannt.
Eine mit dem Tragkörper 102 verbundene Montageplatte 114 im Bereich 115 über der Lenkradnabe des Lenkrades 105 dient zur Aufnahme eines Messaufnehmers 118, welcher wiederum mit einem Messlenkrad 119 verbunden ist.
Die Drehmomenterfassung durch den Messaufnehmer 118 erfolgt beispielsweise mittels Dehnmessstreifen.
Der Tragkörper 102 und die Speichen 103 sind im zentralen Bereich 115 um die Lenkdrehachse 117 von einer Bezugsebene 116 beabstandet, welche Bezugsebene 116 durch die Schnittpunkte S der Befestigungselemente 106 mit den Speichen 103 definiert sind (Fig. 6). Der Tragkörper 102 kann in Richtung der Lenkradnabe konkav gekrümmt ausgeführt sein. Dadurch wird im montierten Zustand eine Behinderung der Drehmomenterfassungseinrichtung 101 durch vorspringende Lenkradteile, wie beispielsweise Airbag oder Hupschalter, vermieden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An- melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die z.B. durch Kombinatiion oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierte Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

PATENTANSPRUCH E
1. Vorrichtung zum Messen der Betätigungskräfte für einen Schalthebel, insbesondere für einen Getriebeschalthebel eines Kraftfahrzeuges, mit einem mit dem Schalthebel verbindbaren Messhebel, welcher zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung der Schaltkraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel lösbar mit dem Schalthebel verbindbar ist.
2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel einen über dem Schalthebel angeordneten Betätigungsknauf aufweist, wobei vorzugsweise die Achse des Betätigungsknaufes fluchtend mit der Achse des Schalthebels angeordnet ist.
3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel mittels einer Klemmeinrichtung mit dem Schalthebel verbindbar ist, wobei die Klemmeinrichtung vorzugsweise einen Schnellspannverschluss, besonders vorzugsweise mit einer Schnellspannmutter, aufweist.
4. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel eine Höhenverstelleinrichtung aufweist.
5. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer im Bereich der Klemmeinrichtung angeordnet ist.
6. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel im Wesentlichen eine bogenartige Form aufweist.
7. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer durch eine Dehnmessstreifen- Vollbrücke gebildet ist.
8. Vorrichtung, insbesdonere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Messaufnehmer zumindest zwei Kräfte in orthogonal zueinander angeordneten Achsen in einer Normalebene auf den Schalthebel erfassbar ist.
9. Vorrichtung zum Messen der Lenkdrehmomente für ein Lenksystem eines über ein Lenkrad steuerbaren Fahrzeuges mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung, mit einem mit dem Lenksystem verbundenen Tragkörper und zumindest einem Messaufnehmer zur Ermittlung des durch den Fahr- zeuglenker aufzubringenden Lenkdrehmomentes, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper mittels einer Klemmeinrichtung am Lenkradring des Lenkrades des Fahrzeuges anbringbar ist.
10. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei radial längenverstellbare Speichen aufweist, welche über vorzugsweise hakenartige Befestigungselemente am Lenkradring des Lenkrades anbringbar sind.
11. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zur Längenverstellung der Speichen einen Schnellspannverschluss aufweist.
12. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellspannverschluss eine Spannschnalle aufweist.
13. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Tragkörper ein Betätigungselement, vorzugsweise ein Messlenkrad fest verbunden ist.
14. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorzugsweise durch eine Dehnmessstreifen-Vollbrücke ausgebildeter Messaufnehmer im Bereich zwischen den Speichen und dem Betätigungselement angeordnet ist.
15. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper und/oder die Speichen zumindest in einem zentralen Bereich um eine Lenkdrehachse von einer durch die Schnittpunkte der Befestigungselemente mit den Speichen definierten Bezugsebene beabstandet sind, wobei der Tragkörper vorzugsweise konkav in Richtung der Bezugsebene gekrümmt ausgebildet ist.
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