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Messung der Kräfte an den Sitzbefestigungen ohne Änderung der Sitzposition

  • Längskraft Fx
  • Querkraft Fy
  • Vertikalkraft Fz
Techniker schraubt einen dreiaxialen Kraftaufnehmer unter einen Autositz
Ein Kraftaufnehmer, der zwischen Sitz und Befestigung verschraubt ist. Bild aus dem Installationsvideo von Michigan Scientific.

Kurz zusammengefasst

Ein dreiachsiger Kraftaufnehmer TR3D wird zwischen den Sitz und jede seiner Befestigungen verschraubt. Er misst die Längs-, Quer- und Vertikalkräfte an dieser Befestigung während der Fahrt und bei einem Crashtest. Der Kraftaufnehmer nimmt die Befestigungsmomente auf und ist niedrig genug, um den Sitz auf seiner Serienhöhe zu lassen. Ein Messverstärkergehäuse SGA12A speist und verstärkt die vier Kraftaufnehmer eines Sitzes.

3
Kräfte pro Befestigung, Fx, Fy, Fz
1,1 bis 444 kN
Kapazität pro Achse, Baureihe TR3D
4
dreiachsige Kraftaufnehmer an einem einzigen SGA12A-Gehäuse

Kraftfluss

Die Last des Insassen geht über die Sitzbefestigungen vom Sitzrahmen in den Boden. Jede Befestigung überträgt eine Längskraft Fx, eine Quer Kraft Fy und eine Vertikalkraft Fz sowie die Momente infolge des Versatzes zwischen Sitzrahmen und Befestigung. Die Bemessung der Befestigungen wird in den beiden maßgebenden Lastfällen validiert: Fahrbetrieb und Crash.

Der Kraftaufnehmer befindet sich in diesem Lastpfad, zwischen Sitz und Befestigung. Ein Kraftaufnehmer, der den Sitz anheben würde, würde die Sitzposition und damit den Lastfall verändern.

Ein dreiachsiger Kraftaufnehmer zwischen Sitz und jeder Befestigung Seitenansicht eines Sitzes auf zwei Befestigungen. Zwischen Sitzrahmen und jeder Befestigung befindet sich ein Kraftaufnehmer, im Lastpfad zum Boden. An der vorderen Befestigung sind die drei Kräfte dargestellt: Fx in Fahrtrichtung, Fy quer dazu, Fz vertikal. Boden Sitzrahmen FzFxFy Kraftaufnehmer an jeder Befestigung Vier pro Sitz, 12 Brücken
Ein dreiachsiger Kraftaufnehmer zwischen Sitzrahmen und jeder Befestigung. Fx, Fy und Fz werden an der Befestigung gemessen; die Momente werden vom Körper des Kraftaufnehmers aufgenommen.

Kraftaufnehmer

Der TR3D misst drei senkrechte Kräfte in einem einzigen Körper und nimmt ein zulässiges Maximalmoment pro Achse auf. Er wird an den Sitz geschraubt, danach wird der Sitz wieder auf seinen Befestigungen montiert. Kapazität, Körperform und Höhe werden nach Fahrzeug und Platz unter dem Sitz gewählt.

ModelleTR3D-A rund · TR3D-B quadratisch · TR3D-C und TR3D-D, 44 bis 444 kN
Kapazität pro Achse1,1 kN (TR3D-B-250, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm) bis 444 kN (TR3D-D-100K)
Momentezulässiges Maximalmoment pro Achse, vom Kraftaufnehmer aufgenommen
Nichtlinearität< ± 0,5 % v. E. bei TR3D-A und TR3D-B
KabelLänge bei Bestellung anzugeben

Signalaufbereitung

Jeder Kraftaufnehmer hat drei DMS-Brücken. Ein Messverstärker SGA12A verfügt über zwölf Kanäle, entsprechend den vier dreiachsigen Kraftaufnehmern eines Sitzes. Er liefert die Brückenspeisung, ± 5 V oder ± 2,5 V, aus eigener Stromversorgung, gibt pro Kanal ± 10 V DC aus und bietet eine Fern-Shunt-Kalibrierung zur Prüfung der Empfindlichkeit vor dem Versuch.

Vorgehen

  1. 01

    Kraftaufnehmer auswählen

    Nach Kapazität pro Achse, Maximalmoment und verfügbarer Höhe unter dem Sitz.

    TR3D dreiachsige Kraftaufnehmer
  2. 02

    Kraftaufnehmer an den Sitz schrauben

    Einer pro Befestigung. Der Sitz ruht wieder über die Kraftaufnehmer auf seinen Befestigungen.

  3. 03

    Messverstärker anschließen

    Zwölf Brückeneingänge, ± 10 V DC pro Kanal zum Datenerfassungssystem.

    SGA12A-Messverstärkergehäuse
  4. 04

    Shunt-Kalibrierung

    Die Fern-Shunt-Kalibrierung an jedem Kanal prüft die Empfindlichkeit vor dem Versuch.

Ergebnis

Fx, Fy und Fz an jeder Sitzbefestigung, während der Fahrt oder bei einem Crashtest, mit dem Sitz in seiner Serienhöhe. Die Daten validieren die Auslegung der Befestigungen.

Häufige Fragen

Wo werden die Kraftaufnehmer platziert, um die Sitzkräfte zu messen?

Zwischen dem Sitz und jeder Befestigung. Der Kraftaufnehmer wird an den Sitz geschraubt, dann wird der Sitz wieder auf seinen Befestigungen montiert.

Wie viele Kraftaufnehmer und Messverstärkerkanäle benötigt ein Sitz?

Ein dreiaxialer Kraftaufnehmer pro Befestigung, vier pro Sitz: zwölf Brücken, ein Messverstärkergehäuse SGA12A.

Verändern die Kraftaufnehmer die Sitzposition?

Der Kraftaufnehmer wird nach seiner Höhe unter dem Sitz gewählt. Der Körper des TR3D-B-250 misst 25,4 × 25,4 × 12,7 mm.

Welcher Kraftaufnehmer wird für die Messung der Sitzkräfte verwendet?

Ein dreiaxialer Kraftaufnehmer TR3D, rund TR3D-A oder eckig TR3D-B, C oder D, gewählt nach Kapazität, Moment und Platz unter dem Sitz. Die Baureihe deckt 1,1 bis 444 kN pro Achse ab.

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