DE4407066C2

DE4407066C2 - Dehnungssensor für eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE4407066C2
Application number: DE4407066A
Authority: DE
Inventors: Yoji Nakazaki; Naoya Takahashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2014-03-04
Also published as: DE4407066A1; US5456119A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dehnungssensor für eine Fahrzeuglastmeßvor richtung mit einem Paar von zylindrischen Halterungen.

Bei einem solchen, aus der DE 27 19 946 C2 bekannten Dehnungssensorelement ist das zwischen den zylindrischen Halterungen befestigte Element ebenfalls zylindrisch ausgebildet und der Dehnungssensor ist in Form von zwei Dehnungsmeßstreifen ausgebildet, die jeweils quer über eine Innenbohrung der beiden zylindrischen Halterun gen angeordnet sind. Das zylinderförmig ausgebildete Element weist an seinen beiden Stirnseiten jeweils Ausstülpungen auf, die sich in die Innenbohrungen der beiden zylindrischen Halterungen hineinerstrecken und dort mit Hilfe von die zylindrischen Halterungen radial durchdringenden Bolzen befestigt sind.

Aus der DE 24 09 230 A1 ist ein Kraftaufnehmer bekannt, der zwei verhältnismäßig flache Stäbe verwendet, deren eingespannte Enden an zylindrischen Körpern befestigt sind und die als Dehnungssensor Dehnungsmeßstreifen tragen.

Aus der DE 39 40 220 C2 ist ein Belastungsdetektor zur Messung von Belastungen, Spannungen und Verformungen in einer zylindrischen Welle bekannt, an der ein Drehmoment angreift. An der Mantelfläche der Welle sind dünne magnetostriktive Elemente aus einem weichen magnetischen Material hoher Permeabilität angebracht. Eine Abtastspulenanordnung mit einer Abtastspule ist um die Welle herum angeordnet, um Veränderungen der Permeabilität der magnetostriktiven Elemente zu messen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dehnungssensor für eine Fahrzeuglastmeßvorrich tung derart auszubilden, daß dieser in einfacher Weise zusammengebaut und zuverlässig in der Bohrung eines Belastungen unterworfenen Elements eingesetzt werden kann.

Bei einem Dehnungssensor der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Dehnungssensor zeichnet sich dadurch aus, daß das Sensorele ment in Form einer Spule im Mittelbereich eines plattenförmig ausgebildeten Elements zwischen zwei zylindrischen Halterungen angebracht werden kann, wobei eine dieser Halterungen als Kegelstumpf mit abgeschrägtem Endbereich ausgebildet ist, wodurch der gesamte Dehnungssensor eine sich zum einen Ende verjüngende Spitzenform erhält, die das Einführen des Dehnungssensors in eine Bohrung erleichtert und dabei den eigentlichen Dehnungssensor vor einer übermäßigen Belastung und Verformung schützt. Die jeweils andere der zylindrischen Halterungen ist mit einer Schlüsselvertie fung versehen, um mit Hilfe einer entsprechenden Formgebung der den Dehnungssen sor aufnehmenden Bohrung oder eines in die Schlüsselvertiefung einzusetzenden Keils drehfest in der Bohrung festgelegt zu werden. Außerdem ist diese andere zylindrische Halterung noch mit Leiterdrahtvertiefungen versehen, durch die hindurch die Leiterdrähte der Spule hindurchgeführt werden, so daß auch diese bei einem Einführen des Dehnungssensors in die es aufnehmende Bohrung gegen Beschädigungen geschützt sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dehnungssensors;

Fig. 2(a)-(c) einen Querschnitt und Seitenansichten des Dehnungssensors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Dehnungssensors nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2;

Fig. 4(a) und (b) einen Querschnitt und Seitenansicht des Dehnungssensors nach Fig. 2;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer ersten Möglichkeit zum Befestigen eines Dehnungssensors nach Fig. 1;

Fig. 6(a) eine Querschnittsdarstellung eines in einen Schäkelbolzen eingesetzten Dehnungssensors;

Fig. 6(b) Frontansicht des Schäkelbolzens zum Einsetzen des Dehnungssensors;

Fig. 6(c) eine perspektivische Ansicht des Dehnungssensors zum Einsetzen in den Schäkelbolzen;

Fig. 7(a) Frontansicht eines Schäkelbolzens zum Einsetzen eines Dehnungssen sors nach einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 7(b) eine perspektivische Ansicht des Dehnungssensors nach Fig. 7(a) zum Einsetzen in den Schäkelbolzen;

Fig. 8(a) Frontansicht eines Schäkelbolzens mit einer weiteren Möglichkeit zum Einsetzen eines Dehnungssensors;

Fig. 8(b) eine perspektivische Ansicht des Dehnungssensors, der in einen Schäkelbolzen nach Fig. 8(a) eingesetzt wird.

Fig. 9 Querschnittsdarstellung eines in einen Schäkelbolzen eingesetzten Dehnungssensors nach Fig. 2;

Fig. 10 Aufhängevorrichtung mit einer Blattfeder an einem Fahrzeug;

Fig. 11(a) und (b) Querschnitt einer Fahrzeuglastmeßvorrichtung, ein Querschnitt und eine mit dem im Schäkelbolzen des Fahrzeugs befestigten Dehnungssensor;

Fig. 12(a) perspektivische Ansicht eines Dehnungssensors für eine Fahrzeuglast meßvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 12(b) zusammengesetzter Dehnungssensor nach Fig. 12(a);

Fig. 13 Darstellung eines Dehnungssensors in einer Einspannvorrichtung zum Verhindern der Fehlausrichtung der beiden Halterungen des Dehnungssensors;

Fig. 14(a) eine perspektivische Ansicht eines Kapselelements eines Dehnungs sensors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 14(b) eine perspektivische Ansicht eines plattenförmigen Elements des Dehnungssensors und

Fig. 14(c) eine perspektivische Ansicht des Dehnungssensors in zusammenge setzter Form nach den Fig. 14(a) und 14(b).

Im allgemeinen besitzt ein großes Fahrzeug, wie etwa ein Lastwagen, Blattfedern 31 als Aufhängungsvorrichtung, wie in Fig. 10 gezeigt. Ein Ende jeder der Blattfedern 31 wird von einer an einem eine Last tragenden Plattformrahmen befestigten Klammer 33 gehalten, und das andere Ende wird über einen Schäkel 34 von einer weiteren Klammer 33 gehalten. Die Mitte der Blattfeder 31 ist mit einer Achse (dem Achsgehäuse) verbun den, so daß die Last auf dem Fahrzeug von dem die Last tragenden Plattformrahmen 32 über die Klammern 33 und den Schäkel 34 an die Achse (das Achsgehäuse) angelegt wird.

In Fig. 11(a) ist ein Querschnitt einer Fahrzeuglastmeßvorrichtung dargestellt.

Wie in Fig. 11(a) gezeigt, ist ein zylindrischer Schäkelbolzen 3 in eine Klammer 33 eingesetzt, die an einem eine Last tragenden Plattformrahmen 32 befestigt ist (Fig. 10), und ein Schäkel 34 ist schwingbar auf dem Schäkelbolzen 3 montiert.

Eine Vertiefung 3a ist in der Oberfläche eines Endbereichs des Schäkelbolzens 3 geformt. Die Klammer 33 ist mit dem Schäkel 34 wie folgt verbunden: Ein Befestigungs bolzen 16 ist durch eine in der Seite der Klammer 33 geformte Bohrung in die Vertiefung 3a eingesetzt und gespannt, so daß eine Drehung des Schäkelbolzens 3 bezüglich der Klammer 33 verhindert wird.

Wie in Fig. 11(a) gezeigt, ist, wie bei 3c gezeigt, eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 3b in einem Endbereich des Schäkelbolzens 33 entlang der zentralen Achse geformt, und ein Dehnungssensor 2 ist in die Bohrung 3b eingesetzt. Der Dehnungssen sor 2 besteht aus einem magnetischen Material, wie etwa Permalloy, und seine beiden Endbereiche sind zylindrische Halterungen 2d, und der Mittelbereich ist ein platten förmiges Element 2e. Im mittleren Abschnitt des plattenförmigen Elements 2e ist als Sensorelement eine Spule 2a (Widerstandsleitungen) angeordnet. Ein Leiterdraht 2c ist mit der Widerstandsleitung der Spule 2a verbunden und erstreckt sich außerhalb der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3.

Ein Schmutzschutzstecker 17 ist über ein Gewinde mit der Bohrung 3b des Schäkel bolzens 3 verbunden. Der Stecker 17 besitzt ein Durchgangsloch, durch das sich der Leiterdraht 2c erstreckt. Eine Schmiermittel zuführende Bohrung 3d ist in dem anderen Endbereich des Schäkelbolzens 3 geformt. Fig. 11(b) ist ein Querschnitt der in Fig. 11(a) gezeigten Komponenten.

Die Fahrzeuglastmeßvorrichtung ist, wie oben beschrieben, aufgebaut. Wenn also eine Last F über die Klammer 33 auf den Schäkelbolzen 3 wirkt, wirkt eine Scherkraft auf den Letzteren, und der Dehnungssensor 2 in dem Schäkelbolzen 3 wird gespannt, so daß sich die Ausgangsgröße des Dehnungssensors 2 ändert, wodurch die Last auf dem Fahrzeug festgestellt werden kann. Nur die Scherkraft wirkt auf den Dehnungssensor 2, und daher wird der Detektorwert niemals von der Neigung der Straße od. dgl. beeinflußt.

Die Fahrzeuglastmeßvorrichtung wird unter Verwendung des Schäkelbolzens 3 gebildet, welcher eine vorhandene Komponente des Fahrzeugs ist. Daher kann die Fahrzeuglast meßvorrichtung leicht für das Fahrzeug hergestellt werden. Auf der anderen Seite besitzt der Schäkelbolzen 3 ursprünglich das Schmiermittelzuführloch in einem Endbereich. Daher wird, da ein im Durchmesser kleineres Loch in dem anderen Endbereich geformt wird, dieses niemals die mechanische Festigkeit des Schäkelstifts beeinflussen.

Wie oben beschrieben, wird die Positionierungsvertiefung 3a in der Oberfläche des Schäkelbolzens 3 geformt. Daher wird beim Einsetzen des Dehnungssensors 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 die Richtung der Last auf den Dehnungssensor 2 festgelegt, und dann kann der Schäkelbolzen 3 befestigt werden, so daß er nicht bezüglich der Klammer 33 gedreht wird. Wenn also der Schäkelbolzen 3 fest in die Klammer 33 eingesetzt ist, wird der Befestigungsbolzen 16 durch die Bohrung in der Seite der Klammer 33 in die Positionierungsvertiefung 3a eingesetzt und dann angezogen, so daß verhindert wird, daß sich der Schäkelbolzen 3 bezüglich der Klammer 33 dreht. Somit kann die Richtung der Last auf den Dehnungssensor 2 unverändert gehalten werden.

Beim Einstellen der Richtung der Last auf den Dehnungssensor 2 sollte das folgende Verfahren verwendet werden: Nachdem der Dehnungssensor 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 auf dem Platz positioniert worden ist, wird es sicher in diesem befestigt, so daß es sich in diesem nicht bewegen kann.

Zu diesem Zweck werden die folgenden Sensorelement-Befestigungsverfahren verwendet: In dem ersten Verfahren wird das Sensorelement mit einem Klebstoff auf seiner Oberfläche in das Loch in dem Schäkel 3 eingesetzt. In dem zweiten Verfahren wird ein kleines Loch in dem Schäkelbolzen 3 geformt, so daß es sich von dem Letzteren radial erstreckt, und ein Heizstab wird durch das so geformte kleine Loch gesteckt, um die Oberfläche des Dehnungssensors zu verschweißen, um dadurch letzteres zu befestigen. In dem dritten Verfahren wird der Dehnungssensor 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 preßgepaßt.

Weiterhin müssen, um die Verformung des Schäkelbolzens 3 sicher auf den Sensorbe reich des in die zylindrische Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzten Dehnungs sensors 2 zu übertragen, beide zylindrischen Endbereiche 2d des Dehnungssensors 2 genau koaxial zueinander sein; andernfalls ist es unmöglich, den Dehnungssensor in die Bohrung 3b einzusetzen.

Jedoch können manchmal die beiden zylindrischen Endbereiche 2d des Dehnungssen sors 2 nicht koaxial sein, da sie durch Bearbeitung eines stabförmigen Materials herge stellt werden und ihr Mittelbereich eine Platte 2e ist.

In dem Fall, daß der Dehnungssensor 2 vom magnetostriktiven Typ ist, muß es aus einem Permalloy-Material bestehen. Jedoch ist es schwierig, ein Permalloy-Material zu erhalten, dessen Dicke stark genug ist, um den Dehnungssensor als eine Einheit zu formen.

Das erste Verfahren, das ein Klebemittel zum Befestigen des Dehnungssensors 2 verwendet, ist nachteilig, da es ziemlich schwierig ist, den Dehnungssensor 2 in ausreichender Weise mit dem Klebemittel zu befestigen, und Letzteres ist in seiner Hitzebeständigkeit eingeschränkt. Das zweite Verfahren, das einen Heizstab verwendet, um den Dehnungssensor 2 zu schweißen, ist in der praktischen Ausführung eher problematisch, da es notwendig ist, das kleine Loch zu bilden, durch das der Heizstab eingeführt wird, und der Heizstab muß genau positioniert werden.

Das dritte verfahren des Preßpassens des Dehnungssensors 2 leidet unter der Schwierigkeit, daß, wenn der Dehnungssensor 2 in das Loch des Schäkelbolzens 3 preßgepaßt wird, eine große Last auf den Dehnungssensor 2 wirkt, so daß Letzteres verformt werden kann, wobei seine Charakteristik durch die Restspannung negativ beeinflußt wird.

In Fig. 12(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Dehnungssensors einer Fahrzeuglast meßvorrichtung gezeigt. Ihr Sensorabschnitt ist in Fig. 12(a) nicht gezeigt.

Wie in Fig. 12(a) gezeigt, umfaßt der Dehnungssensor 2: zwei zylindrische Endbereiche, nämlich Halterungen 2d mit zentralen Löchern 2d₁; und ein plattenförmiges Element 2e mit Ausstülpungen 2e₁ an beiden Enden.

Der Dehnungssensor 2 ist, wie in Fig. 12(b) gezeigt, zusammengesetzt. Das bedeutet, daß die Ausstülpungen 2e₁ des plattenförmigen Elements 2e mit den zentralen Löchern 2d₁ der Halterungen 2d verbunden werden und dann das plattenförmige Element 2e an die Halterungen 2d geschweißt werden.

Bei diesem Zusammenbauverfahren ist es vorzuziehen, daß, um die Halterungen 2d des Sensorelements 2 zueinander auszurichten, eine eine Exzentrizität verhindernde Einspannvorrichtung 4 verwendet wird, wie Fig. 13 zeigt. Es ist also wünschenswert, daß der Schweißvorgang durchgeführt wird, indem die Halterungen 2d von einer eine Exzentrizität verhindernden Einspannvorrichtung 4 gehalten werden.

Also wird das plattenförmige Element 2e, wo sich das Sensorelement befindet, bei der Herstellung niemals gebogen oder verformt werden, und folglich sind die Halterungen an beiden Enden des Dehnungssensors immer untereinander ausgerichtet. Weiterhin besteht in dem Falle, in dem der Dehnungssensor 2 vom magnetostriktiven Typ ist, nur sein mittlerer Bereich, also das plattenförmige Element 2e, aus einem Material wie etwa Permalloy. Ein solches Material kann leicht erhalten werden.

Der so zusammengesetzte Dehnungssensor 2 wird in die Bohrung 3b des Schäkelbol zens 3 eingesetzt, wie in Fig. 11(a) gezeigt. Bei diesem Vorgang wird ein Klebstoff auf die Oberfläche der Halterungen 2d aufgebracht, so daß der Dehnungssensor 2 fest in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 gesichert wird.

Fig. 14(a) zeigt ein Kapselelement eines Dehnungssensors 2 für eine Fahrzeuglastmeß vorrichtung. Das Kapselelement umfaßt: zwei zylindrische Halterungen 2d an beiden Enden, die jeweils zwei zentrale Löcher 2d₁ von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt besitzen; und Arme 2f, durch die die beiden zylindrischen Halterungen 2d derart miteinander verbunden sind, daß sie untereinander ausgerichtet sind. Die Halterungen 2d und die Arme 2f bilden eine Einheit.

Fig. 14(b) zeigt ein plattenförmiges Element 2e mit einem Sensorelement (nicht gezeigt) an seiner Mitte. Wie in Fig. 14(c) gezeigt, ist das plattenförmige Element 2e von außen in das Loch 2d₁ einer der Halterungen 2d und dann in das Loch 2d₂ der anderen Halterung eingesetzt. In diesem Zustand wird das plattenförmige Element 2e entlang der vier Seiten jeder der Öffnungen der Halterungen 2d mit den Halterungen 2d verschweißt, um den gewünschten Dehnungssensor 2 zu erzeugen. Die speziellen Merkmale des so hergestellten Dehnungssensors 2 sind gleich denen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Wie oben beschrieben, wird der Dehnungssensor für die Fahrzeuglastmeßvorrichtung in der Form eines Bolzens zur Verfügung gestellt, der kaum außermittig ist und aus einem Material hergestellt werden kann, das leicht erhältlich ist.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Dehnungssensors.

Der Dehnungssensor 2 besteht aus einem magnetischen Material. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind beide Endbereiche des Dehnungssensors 2 als zylindrische Halterungen 2d geformt, und der Mittelbereich dazwischen ist ein plattenförmiges Element 2e mit vier Löchern. Als Sensorelement ist eine Spule (Widerstandsleitung) 2a unter Verwendung jener vier Löcher gewickelt. Zwei Leiterdrähte sind mit beiden Enden der Spule 2a verbunden und erstrecken sich durch in einer der Halterungen 2d geformte Löcher 2d₁.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Dehnungssensors nach der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Das Sensorelement 22 umfaßt, wie in den Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt, ein plattenförmiges Element 22e, das durch Stapeln von vier Platten aus einem magnetischen Material, wie etwa Permalloy, hergestellt wird. Wie in Fig. 2(c) gezeigt, besitzt das plattenförmige Element 22e Löcher 22e₁ in der Mitte, die zum Wickeln einer Spule verwendet werden, und Befestigungslöcher 22e₂ auf beiden Seiten der Löcher 22e₁, die zum Befestigen des plattenförmigen Elements 22e an die Halterungen verwendet werden.

Der Dehnungssensor 22besitzt eine Halterung 22d_a in der Form eines kreisförmigen Kegelstumpfes an einem seiner beiden Enden. Die Halterung 22d_a besitzt ein im Querschnitt rechtwinkliges Durchgangsloch entlang seiner zentralen Achse, in das ein Endbereich des oben beschriebenen, plattenförmiges Element 22e eingesetzt ist, und Durchgngslöcher in den Seiten, die verwendet werden, um die Halterung durch Stemmnieten 23 sicher an dem plattenförmigen Element 22e zu befestigen.

Der Dehnungssensor 22besitzt eine zylindrische Halterung 22d_b am anderen Ende. Die zylindrische Halterung 22d_b besitzt ein im Querschnitt rechtwinkliges Durchgangsloch, in das der andere Endbereich des oben beschriebenen, plattenförmigen Elements 22e eingesetzt ist, und Durchgangslöcher in den Seiten, die verwendet werden, um die Halterung durch Stemmnieten 23 sicher an dem plattenförmigen Element 22 zu befestigen. Weiterhin besitzt die zylindrische Halterung 22d_b, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Schlüsselvertiefung 22d₁ und Leiterdrahtvertiefungen 22d₂, durch die sich Leiterdrähte, die an beiden Enden der Spule 2a angeschlossen sind, erstrecken.

Beide Endbereiche des plattenförmigen Elements 22e sind in die beiden Halterungen 22d_a und 22d_b eingesetzt, und die Ersteren sind mit den Nieten 23 mit den Letzteren verbunden, und die Leiterdrähte der Spule 2a erstrecken sich durch die Leiterdrahtver tiefungen 22d₂. Auf diese Weise wird der Dehnungssensor 22 hergestellt.

In dem Dehnungssensor 22 bestehen das plattenförmige Element 22e und die Halterun gen 22d nicht aus einem Stück sondern werden als getrennte Teile zur Verfügung gestellt; jedoch können sie unter Verwendung von Permalloy-Material od. dgl. als eine Einheit hergestellt werden, wie in den Fig. 4(a) und (b) gezeigt.

Im Folgenden werden Möglichkeiten zum Befestigen eines Dehnungssensors 2 oder 22 unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.

Fig. 5 zeigt ein erstes Beispiel zum Befestigen des in Fig. 1 gezeigten Dehnungssensors 2. In Fig. 5 wird der bei Raumtemperatur gehaltene Dehnungssensor 2 durch die durch gezogene Linie gezeigt, und derselbe Dehnungssensor 2 wird durch die gestrichelte Linie gezeigt, wenn es durch Abkühlung auf -150°C oder niedriger kontrahiert wurde. Weiterhin ist in Fig. 5 der auf Raumtemperatur gehaltene Schäkelbolzen 3 durch die durchgezogene Linie dargestellt, und derselbe Schäkelbolzen 3 ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt, wenn er bei etwa 80°C ausgedehnt ist.

Der Dehnungssensor 2 ist wie folgt aufgebaut: Bei Raumtemperatur ist der Durchmesser 2R₁ der Halterungen 2d des Dehnungssensors 2 etwas größer als der Durchmesser 3R₁ der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3. Mit anderen Worten sind der Durchmesser 2R₁ der Halterungen 2d des Dehnungssensors und der Durchmesser 3R₁ der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 bei Raumtemperatur so beschaffen, daß, wenn die Halterungen 2d und der Schäkel wärmebehandelt werden, die Durchmesser 2R₂ der Halterungen 2d kleiner sind als der Durchmesser 3R₂ der Bohrung 3b(2R₂ < 3R₂).

Bevor der Dehnungssensor 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt wird, wird ersterer auf -150°C oder tiefer abgekühlt, um den Durchmesser auf 2R₂ zu reduzieren, während der Schäkelbolzen 3 auf etwa 80°C erhitzt wird, um den Durch messer der Bohrung 3b von 3R₁ auf 3R₂ zu erhöhen. In diesem Zustand wird der Dehnungssensor 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt, nachdem es mit letzterem ausgerichtet worden ist.

Der Dehnungssensor 2 und der Schäkelbolzen 3 werden belassen wie sie sind, bis ihre Temperaturen die Raumtemperatur erreichen. Das bedeutet, daß der Dehnungssensor 2 sich ausdehnt, so daß sich der Durchmesser von 2R₂ auf 2R₁ ändert, während der Schäkelbolzen 3 kontrahiert, so daß sich der Durchmesser von 3R₂ auf 3R₁ ändert. Somit wird der Dehnungssensor 2 sicher in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 befestigt.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, dehnt sich der Dehnungssensor 2 gleich förmig in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 aus. Daher wird der Dehnungssensor 2 niemals anomal verformt, und folglich wird seine Kennlinie unverändert beibehalten.

Das oben beschriebene Beispiel zur Befestigung des Dehnungssensors kann wie folgt modifiziert werden: Der Schäkelbolzen 3 wird nicht erhitzt; das heißt, daß er bei Raum temperatur gehalten wird, bevor der Dehnungssensor 2 in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt wird.

Ein zweites Beispiel zum Befestigen des Dehnungssensors 2 wird unter Bezugnahme auf Fig. 6(a)-(c) beschrieben.

Bei diesem Beispiel sind der Dehnungssensor 2 und der Schäkelbolzen 3 so ausgeführt, daß bei Raumtemperatur der Durchmesser 2R₁ der Halterungen 2d des Dehnungs sensors 2 geringfügig kleiner ist als der Durchmesser 3R₁ der Bohrung 3b des Schäkel bolzens 3. Wie in Fig. 6(c) gezeigt, sind zwei im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefun gen 2g in den Oberflächen der rechten und der linken Halterungen 2d des Dehnungs sensors 2 auf solche Weise geformt, daß sie sich in der Stoßrichtung des Sensorele ments erstrecken. Auf der anderen Seite ist eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 3g₁ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b derart geformt, daß sie der Vertiefung 2g einer der Halterungen 2d gegenüberliegt, während eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 3g₂ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b so geformt ist, daß sie der Vertiefung 2g der anderen Halterung gegenüberliegt. Die Vertiefung 3g₂ ist dergestalt, daß ihr Radius etwas größer ist als der der Vertiefung 3g₁, und der Kreis der Vertiefung 3g₁ berührt innen den Kreis der Vertiefung 3g₂.

Der Dehnungssensor 2 wird derart in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt, daß die Vertiefungen 2g gegenüberliegend zu den Vertiefungen 3g₁ bzw. 3g₂ kommen. In dieser Lage wird, wie in Fig. 6(a) gezeigt, ein Federstift 5g₁ mit kleinem Durchmesser in den von dem gegenüberliegenden Vertiefungen gebildeten Raum eingesetzt, und ein Federstift 5d₂ mit großem Durchmesser wird in den von den gegenüberliegenden Vertiefungen gebildeten Raum eingesetzt, um den Dehnungssensor 2 in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 zu befestigen. Somit wird der Dehnungssensor 2 in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 befestigt.

Im folgenden wird ein drittes Beispiel zum Befestigen des Dehnungssensors 2 unter Bezugnahme auf die Fig. 7(a) und 7(b) beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Dehnungssensor 2 und der Schäkelbolzen 3 so ausgeführt, daß bei Raumtemperatur der Durchmesser 2R₁ der Halterungen 2d des Dehnungssensors 2 geringfügig kleiner als der Durchmesser 3R₁ der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 ist. Wie in Fig. 7(b) gezeigt, sind zwei im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefungen 2k₁ und 2k₂ in den Oberflächen der rechten bzw. linken Halterung 2d des Dehnungssensors 2 derart geformt, daß sie sich in die Stoßrichtung des Dehnungssen sors 2 erstrecken. Auf der anderen Seite ist, wie in Fig. 7(a) gezeigt, eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 3k₁ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b so geformt, daß sie der Vertiefung 2k₁ einer der Halterungen 2d gegenüberliegt, während eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 3k₂ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b so geformt ist, daß sie der Vertiefung 2k₂ der anderen Halterung 2d gegenüberliegt. Die Vertiefungen 3k₁ und 3k₂ sind zueinander koaxial.

Der Dehnungssensor 2 wird derart in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt, bis die Vertiefungen 2k₁ und 2k₂ gegenüber den Vertiefungen 3k₁ bzw. 3k₂ liegen. Danach wird ähnlich wie im Falle der Fig. 6(a), ein Federstift 5g₁ in den von den Vertiefungen 2k₁ und 3k₁ gebildeten Raum eingesetzt, und ein Federstift 5g₂ mit größerem Durchmesser wird in den von den Vertiefungen 2k₂ und 3k₂ gebildeten Raum eingesetzt, um den Dehnungssensor 2 in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 zu befestigen.

Im folgenden wird ein viertes Beispiel zum Befestigen des Dehnungssensors 2 unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a) und 8(b) beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Dehnungssensor 2 und der Schäkelbolzen 3 so ausgeführt, daß bei Raumtemperatur der Durchmesser 2R₁ der Halterungen 2d des Dehnungssensors 2 geringfügig kleiner ist als der Durchmesser 3R₁ der Bohrung 3b des Schäkelbolzens. Wie in Fig. 8(b) gezeigt, sind die zylindrischen Oberflächen der Halterungen 2d des Dehnungssensors 2 eingeschnitten, wie bei 2m gezeigt; Weiterhin ist, wie in Fig. 8(a) gezeigt, eine Schlüsselvertiefung 3m₁ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 nahe der Unterseite geformt, um dem Einschnitt 2m₂ einer der Halterungen 2d gegenüberzuliegen, während eine Schlüsselvertiefung 3m₂ größer als die Schlüsselvertiefung 3m₁ in der zylindrischen Oberfläche der Bohrung 3b nahe der Öffnung angeordnet ist, um dem Einschnitt 2m der anderen Halterung 2d gegenüberzuliegen.

Der Dehnungssensor 2 wird in die Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 eingesetzt, bis die Einschnitte 2m der Halterung 2d gegenüber den Schlüsselvertiefungen 3m₁ und 3m₂ liegen. In dieser Lage wird, ähnlich wie im Falle der Fig. 6(a) ein Schlüssel 5m₁ in den von dem Einschnitt 2m und der Schlüsselvertiefung 3m₁ gebildeten Raum und ein Schlüssel 5m₂, der größer ist als der Schlüssel 5m₁, in den von dem Einschnitt 2m und der Schlüsselvertiefung 3m₂ gebildeten Raum eingesetzt, so daß der Dehnungssensor 2 fest in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 befestigt ist. Somit wird der Dehnungssensor 2 sicher in dem Schäkelbolzen 3 gehalten.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Dehnungssensor 2 fest in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 befestigt; jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das bedeutet, daß das technische Konzept der Erfindung auch dort angewandt werden kann, wo das Sensorelement in einer in einem Zapfenschaft od. dgl., auf den die Fahrzeuglast als Scherkraft wirkt, geformten Bohrung fest eingesetzt ist.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Befestigen des in den Fig. 2(a) bis 2(c) gezeigten Dehnungssensors 22 unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, wobei Teile, die funktional denen entsprechen, die unter Bezugnahme auf den Stand der Technik beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.

Wie in Fig. 9 gezeigt, besitzt die Bohrung des Schäkels 3 zwei im Durchmesser verschiedene Bohrungen. Eines der Teile ist im Durchmesser kleiner und tiefer als das andere und ist abgeschrägt, wie bei 3b_a befestigt: Ein Klebestoff wird auf die Oberfläche des Dehnungssensors 22 aufgebracht und dann wird der Dehnungssensor 22 in die Bohrung 3b beginnend mit der abgeschrägten Halterung 22d_a eingesetzt, bis es angehalten wird. In dieser Lage wird ein keilförmiger Schlüssel 4 in die Schlüsselver tiefung 22d₁ eingesetzt, so daß der Dehnungssensor fest in der Bohrung 3b des Schäkelbolzens 3 gehalten wird.

Wie oben beschrieben, wird bei dem Dehnungssensor der Meßwert kaum beeinflußt, selbst wenn sich der Vektor der auf der Fahrzeug wirkenden Last in der Richtung ändert. Weiterhin kann der Dehnungssensor entsprechend den aufgezeigten Befestigungsmög lichkeiten sicher in der Bohrung des Bolzens 3 oder Schafts befestigt werden.

Claims

1. Dehnungssensor für eine Fahrzeuglastmeßvorrichtung mit einem Paar von zylindri schen Halterungen (22d), wobei
eine der zylindrischen Halterungen (22da) als ein kreisförmiger Kegelstumpf mit abge schrägtem Endbereich ausgebildet ist;
im Mittelbereich des zwischen den Halterungen (22d) befestigten, plattenförmig ausge bildeten Elements (22e) als Sensorelement eine Spule (2a) angeordnet ist, und
die andere der zylindrischen Halterungen (22db) eine in ihrer Mantelfläche in Kraftein leitungsrichtung verlaufende Schlüsselvertiefung (22d1) sowie Leiterdrahtvertiefungen (22d2) aufweist, durch welche sich die Leiterdrähte der Spule (2a) erstrecken.

2. Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenför mige Element (22e) im Mittelbereich erste Bohrungen (22e1) zum Hindurchführen des Spulendrahtes und Wickeln der Spule (2a) und in seinen beiden Seitenbereichen zweite Bohrungen (22e2) zum Befestigen des plattenförmigen Elements (22e) an den zylin drischen Halterungen (22d) aufweist.

3. Dehnungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stemmnieten (23) in die zweiten Bohrungen (22e2) und in die entsprechenden Bohrungen der Halterungen (22d) eingesetzt sind.

4. Dehnungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Dehnungssensors (22) in die Schlüsselvertiefung (22d1) ein keil förmiger Schlüssel (4) in eine Bohrung (3b) einsetzbar ist.