Kraftmesszellen dieser Art sind vielfältig im Einsatz und in unterschiedlichen Ausprägungen bekannt.

So beschreibt die DE 44 206 91 Cl eine Kraftmesszelle mit einem Kraftaufneh- mer in Form eines sogenannten Parallelogrammlenkers, der einstückig aus ei- nem nicht magnetischen, elektrisch leitenden Material gearbeitet ist. Die Sen- soranordnung umfasst dort ein induktives Sensorelement, welches benachbart zum Krafteinleitungsteil des Kraftaufnehmers gegenüber einem Signal geben- den Teil seitens des Montageteils so angeordnet ist, dass sich bei Belastung des Krafteinleitungsteils mit der Kraft F eine von dieser Kraft abhängige Än- derung des Abstands zwischen dem Sensorelement und dem Signal gebenden Teil aufgrund der elastischen Verformung des Kraftaufnehmers ergibt.

Solche Kraftaufnehmer sind vielfach in Wägevorrichtungen eingebaut und ar- beiten dort mit großer Zuverlässigkeit und hoher Auflösung.

Ein anderer Typ Kraftaufnehmer ist beispielsweise aus der DE 35 15 126 be- kannt, bei der die Kraftmesszelle einen biegeelastischen rohrförmigen Bolzen umfasst, mit einem in dem Hohlraum des Bolzens einseitig fest eingespannten starren Messstab und einen am anderen Bolzenende eingesetzten Sensor. Das freie Ende des Messstabes liegt dem induktiv arbeitenden Sensor axial gegen- über. Die Krafteinleitung erfolgt zwischen dem Bolzenende und der Einspann- stelle des starren Messstabs. Bei einer Durchbiegung des Bolzens ändert sich die Lage des freien Endes des Messstabes gegenüber dem Sensor, und diese Ortsveränderung wird von den Sensoren erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Solche elektromechanischen Kraftmesser sind zur Erfassung von großen Kräften gut geeignet, wobei auf Genauigkeit weniger Wert gelegt werden muss. Einem ähnlichen Prinzip folgend arbeitet auch die Kraftmesszelle gemäß der DE 38 43 869 C2. Auch diese Kraftmesszelle ist zum Erfassen gro- ßer Kräfte bei geringerer Genauigkeit geeignet.

Allen vorgenannten Kraftmesszellen gemeinsam ist, dass der Kraftaufnehmer zwar robust ist, aber relativ groß baut und deshalb in einer Reihe von Anwen- dungen, wo an sich eine Bestimmung einer Gewichtskraft wünschenswert wä- re, nicht zum Einsatz kommen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftmesszelle der eingangs beschriebenen Art so weiter zu bilden, dass sie auch in beengten Verhältnissen eingebaut werden kann und eine genauere Gewichtskraftbestimmung zulässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kraftaufnehmer als Hohlstab mit zwei in Längsrichtung des Stabes beabstandeten Schwä- chungszonen ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Kraftmesszelle vereint dabei die Vorteile der vorstehend vorgestellten Bolzenlösungen einerseits mit der größeren Genauigkeit der Par- allelogrammlenkerlösung andererseits. Darüber hinaus kann aufgrund der Ver- wendung eines Hohlstabes die Sensoranordnung im Innern desselben ange- ordnet werden, so dass diese geschützt und insbesondere von elektromagne- tischen Umwelteinflüssen abgeschirmt werden kann. Aufgrund der Stabform des Kraftaufnehmers lässt sich dieser leicht als Schraubbolzen ausführen, der dann anstelle von herkömmlichen Schraubbolzen dieselbe Verbinderfunktion übernehmen kann, gleichzeitig aber zusätzlich als vollwertige Kraftmesszelle fungiert.

Die Schwächungszonen der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle werden bevor- zugt so ausgebildet, dass der Kraftaufnehmer beim Einwirken von zu bestim- menden Gewichtskräften in mehr als einer Ebene elastische Verformungsbe- wegungen durchführen kann. Damit können nicht nur Kräfte bzw. Kraftkompo- nenten, die in einer Richtung auf den Kraftaufnehmer einwirken, erfasst wer- den, sondern es können richtungsabhängig Kräfte bestimmt bzw. Kraftkompo- nenten einer auf den Kraftaufnehmer wirkenden Kraft erfasst und ausgewertet werden.

Bevorzugt werden die Schwächungszonen einen Abschnitt des Hohlstabs mit verminderter Wanddicke umfassen. Dies lässt sich relativ einfach am Außen- umfang des Hohistabs oder auch an der Innenwandung des Hohlstabs reali- sieren.

Die Schwächungszonen können rings umlaufend in Umfangsrichtung des Hohl- stabs ausgebildet sein, wobei dann durch geeignete Ausbildung der Sensoran- ordnung festgelegt wird, in welchen Richtungen Gewichtskraftskomponenten bestimmt werden können oder aber die Schwächungszonen können sich in Umfangsrichtung des Hohlstabs nur partiell radial erstrecken und als gegen- überliegende Kreissegmente ausgebildet sein, so dass aufgrund der Schwä- chungszonen bereits die Richtung der zu messenden Kraftkomponenten fest- gelegt werden kann.

Der Hohlstab kann entweder zylindrisch rohrförmig sein oder aber einen belie- bigen polygonalen Querschnitt aufweisen.

Daneben sind auch ovale Querschnitte des Hohlstabes vorstellbar, womit den jeweiligen spezifischen Anforderungen der Einbausituation und/oder der jewei- ligen Applikation, für die die Kraftmesszelle vorgesehen ist, Rechnung getra- gen werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hohlstab mit- tig im Bereich zwischen den Schwächungszonen Durchgangsöffnungen in Form einer Querbohrung auf. Die Querbohrung, die die Wandung des Hohlstabes zweifach durchsetzt, vermindert den Einfluss von Torsionskräften auf das Messergebnis erheblich.

Eine Alternative besteht darin, den Hohlstab an zwei sich radial gegenüberlie- genden Segmenten eines Hohlprofils mit Durchgangsöffnungen zu versehen, die sich mindestens von der einen bis zur anderen Schwächungszone erstre- cken.

Durch die Schaffung der Durchgangsöffnungen im Hohlprofil verringert man natürlich die mechanische Stabilität, was sich in einer verminderten maximal zulässigen Gewichtskraft äußert.

Vergrößert man die Wandstärke des Hohlprofils, aus dem der Hohlstab gefer- tigt wird, dann lässt sich der Messbereich wieder vergrößern, so dass auch bei der maximal zulässig zu messenden Gewichtskraft gegenüber den Ausfüh- rungsformen mit vollständigem Hohlprofil als Hohlstab keine Abstriche ge- macht werden müssen.

Die Durchgangsöffnungen können sich bei bestimmten Ausführungsformen bis zum freien Ende des Hohlstabes erstrecken, welches das Krafteinleitungsteil trägt. Dort allerdings werden dann die beiden Hohlprofilteile wieder fest mit- einander verbunden, beispielsweise durch Verschweißen mit dem Krafteinlei- tungsteil.

Von den herkömmlichen Paralleilenker-Kraftmesszellen unterscheidet sich die- se Ausführungsform immer noch dadurch, dass Kräfte aus nicht nur einer Richtung aufgenommen und zu einem Messergebnis verarbeitet werden kön- nen aufgrund der Geometrie der (verbleibenden) Wand des Hohlstabes.

Diese Wandung weicht in jedem Fall aus der Ebene ab, während beim Paral- lellenkertyp planare Wandungen verwendet werden.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Krafteinleitungsteil topfförmig ausgebildet und umfängt mit seinem offenen Ende den Kraftauf- nehmer. Dadurch ist der Kraftaufnehmer durch das Krafteinleitungsteil umge- ben und gleichzeitig vor mechanischen Einwirkungen geschützt. Dasselbe gilt auch für die Sensoranordnung, die durch das topfförmige Krafteinleitungsteil ebenfalls umgeben und geschützt ist.

Dazu wird vorzugsweise das Krafteinleitungsteil so dimensioniert, dass sich dessen Topfwandungen im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kraft- aufnehmers erstrecken, wobei dann das offene Ende des Krafteinleitungsteils benachbart zu dem Montageteil angeordnet ist. Dies hat den zusätzlichen Vor- teil, dass man die Ebenen, in denen die Kraft auf das Krafteinleitungsteil wirkt und die Ebene, in der über das Montageteil die Kraft an die Umgebung abge- leitet wird, relativ nahe zueinander anordnen kann, so dass nur geringe Ver- windungs-bzw. Torsionskräfte auf den Kraftaufnehmer wirken. Dies verein- facht die Konstruktion bzw. die Dimensionierung der Teile der Kraftmesszelle erheblich, da den Torsionsbeanspruchungen kein allzu großes Gewicht beige- messen werden muss.

Das Krafteinleitungsteil wird um seine Schutzfunktion, die neben der mechani- schen auch eine elektromagnetische Schutzfunktion ausüben kann, im We- sentlichen durchbruchsfrei ausgebildet, so dass ein kompletter Schutz, der im Innern des Krafteinleitungsteils angeordneten Teile der Kraftmesszelle gewähr- leistet ist.

Vorzugsweise weist das Krafteinleitungsteil und der Montageteil Befestigungs- abschnitte auf, welche eine Krafteinleitung und eine Kraftableitung in benach- barten, vorzugsweise im Wesentlichen parallelen Ebenen, definieren. Diese Ebenen sollen, nach den vorgenannten Gesichtspunkten, möglichst nah beiein- ander liegen, so dass die Torsionskräfte, die bei der Einleitung von Kräften auf die Kraftmesszelle wirken, möglichst gering sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftmesszelle ist das Krafteinlei- tungsteil hohlzylindrisch ausgebildet und mit einem Ende mit dem zweiten Ende des Kraftaufnehmers verbunden.

Bevorzugt weist das hohlzylindrische Krafteinleitungsteil an seinem mit dem Kraftaufnehmer verbundenen Ende einen Außengewindeabschnitt auf.

Vorzugsweise ist das hohlzylindrische Krafteinleitungsteil so angeordnet, dass es sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kraftaufnehmers er- streckt und diesen dabei umschließt.

Das andere Ende des hohlzylindrischen Krafteinleitungsteils wird bevorzugt am Montageteil beweglich gelagert.

Dazu wird am Montageteil vorzugsweise eine ringförmige Aufnahme vorgese- hen, die das andere Ende des Krafteinleitungsteils aufnimmt und lagert.

Weiter bevorzugt wird das Krafteinleitungsteil am Montageteil mittels eines Anschlages gehalten, welcher gleichzeitig die Bewegung des Krafteinleitungs- teils limitiert. Bei übergroßen Kräften ist zum einen das Krafteinleitungsteil ge- gen ein Herausreißen aus der Aufnahme des Montageteils gesichert, und dar- über hinaus ist insbesondere für den Kraftaufnehmer ein Überlastschutz ge- schaffen.

Um die kompakte Bauweise konsequent weiter zu führen wird bevorzugt an dem Montageteil ein Halteelement koaxial zum Hohlstab angeordnet, so dass sich dieses in den Hohistab hinein erstreckt und der Halterung eines Teils der Sensoranordnung oder auch der gesamten Sensoranordnung dienen kann.

Bevorzugt weist das Halteelement hierbei eine Ausnehmung auf, in der elektri- sche Signalkabel der Sensoranordnung geführt sind. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und auch platzsparende Möglichkeit der Verkabelung und der Signalverbindung der Sensoranordnung mit einer zugehörigen Steuerung.

Weiter bevorzugt wird die erfindungsgemäße Kraftmesszelle einen integrierten, mechanischen Überlastschutz umfassen. Der mechanische Überlastschutz be- deutet, dass bei einer Einwirkung einer übermäßig großen, d. h. nicht mehr zu- gelassenen Kraft, sich das Krafteinleitungsteil an einem Anschlag abstützt, so dass die maximale Verformung des Kraftaufnehmers begrenzt und damit eine mechanische Beschädigung durch Überlast ausgeschlossen ist.

Je nach Ausführungsform der Kraftmesszelle, bedingt auch wieder durch die Einbausituation derselben, kann der Anschlag am Halteelement selbst ausge- bildet sein und eine Verformungsbewegung des Kraftaufnehmers selbst limi- tieren.

Andererseits kann der Anschlag am Montageteil und am Krafteinleitungsteil ausgebildet sein, so dass die Verformungsbewegung des Kraftaufnehmers di- rekt limitiert wird.

Bei einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass der Anschlag am Krafteinleitungsteil und am Kraftaufnehmer ausgebildet ist und so zu einer mechanischen Begrenzung der elastischen Verformung des Kraftaufnehmers führt.

Weiterhin umfasst das Halteelement eine Ausnehmung, in der ein Sensorele- ment angeordnet und aufgenommen werden kann. Weiter bevorzugt umfasst die Ausnehmung eine Führung zur Festlegung der geometrischen Ausrichtung des Sensorelements in der Kraftmesszelle.

Die Sensoranordnung kann aus verschiedenen bekannten Sensoranordnungen ausgewählt werden und beispielsweise einen oder mehrere Dehnungsmess- streifen umfassen.

Alternativ kann die Sensoranordnung für eine berührungsfreie Wegmessung ausgebildet sein. Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Sensoranord- nung eine induktiv arbeitende Sensoranordnung. Bei räumlich sehr kompakten Kraftmesszellen empfiehlt sich insbesondere eine Sensoranordnung mit einem Hallsensor und einem Magneten, insbesondere einem Permanentmagneten.

Bei dieser Ausführungsform kann der Magnet am Krafteinleitungsteil und der Hallsensor am Halteteil angeordnet sein. Eine umgekehrte Anordnung, d. h. die Anordnung des Magneten am Halteteil und die Anordnung des Hallsensors am Krafteinleitungsteil, ist ebenfalls möglich. Die erste Konfiguration hat allerdings den Vorteil, dass die Signalleitungen des Sensors im Halteteil geführt werden können und somit sehr platzsparend und gleichzeitig geschützt angeordnet sind.

Bevorzugt wird der Hallsensor und der Magnet der Sensoranordnung so ausge- bildet und angeordnet, dass der Hallsensor im unbelasteten Zustand der Kraft- messzelle ein elektrisches Signal mit einem Wert kleiner einem Drittel des ma- ximalen Nutzsignales erzeugt.

Dies gewährleistet, dass für die Auswerteschaltung eine ausreichende Reserve zur Verstärkung des Nutzsignals gegeben ist und ein ausreichendes Signal- rauschverhältnis vorliegt.

Bei einer ersten Variante kann der Magnet dem Hallsensor gegenüber als Mo- nopol wirkend ausgebildet sein, wobei der Hallsensor eine geradzahlige Anzahl an Sensorelementen umfasst, die in Form einer zweidimensionalen Matrix dem Monopol gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jeweils zwei der Sensorele- mente einen Teil einer elektronischen Differenzschaltung bilden.

Alternativ kann der Magnet dem Hallsensor gegenüber als Dipol wirkend aus- gebildet sein, wobei der Hallsensor ein oder mehrere Sensorelemente umfasst, deren Signale getrennt erfassbar sind.

Eine weitere Alternative besteht darin, eine optische Sensoranordnung auszu- wählen.

Hierbei wird bevorzugt die Sensoranordnung eine Lichtquelle und eine Schlitz- blende einerseits und eine Differenzphotodiode andererseits umfassen, wobei die Lichtquelle und die Schlitzblende gemeinsam am Kraftaufnehmer gehalten sind und die Differenzphotodiode am ortsfesten Montageteil der Kraftmesszelle angeordnet ist.

Alternativ kann die Sensoranordnung eine Lichtquelle und eine Schlitzblende einerseits und eine Differenzphotodiode andererseits umfassen, wobei die Lichtquelle und die Schlitzblende gemeinsam am ortsfesten Montageteil der Kraftmesszelle angeordnet sind und die Differenzphotodiode am Kraftaufneh- mer gehalten ist.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen im Einzelnen : Figur 1A : eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kraftmesszelle ; Figur IB : eine Schnittansicht durch eine Variante der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle der Figur lA ; Figur 2 : eine Schnittansicht durch eine weitere Variante einer erfindungs- gemäßen Kraftmesszelle ; Figur 3 : eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftmess- zelle ; Figur 4 : eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante einer erfin- dungsgemäßen Kraftmesszelle ; Figur 5 : eine Draufsicht auf die Kraftmesszelle der Figur 4 ; Figur 6 : eine Draufsicht auf eine weitere Variante einer erfindungsgemä- ßen Kraftmesszelle ; Figur 7 : eine Schnittansicht durch die Kraftmesszelle der Figur 6 längs Li- nie VII-VII ; Figur 8 : eine perspektivische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Kraftaufnehmers ; Figur 9 : eine Schnittdarstellung durch den Kraftaufnehmer der Figur 8 ; und Figur 10 : eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Kraftmess- zelle, welche den Kraftaufnehmer der Figur 8 beinhaltet.

Figur 1A zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Kraft- messzelle, welche von einer gestellfesten Platte 12 gehalten ist. Im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle 10 in einem Kraftfahr- zeugsitz kann die gestellfeste Platte 12 beispielsweise die Oberschiene der Fahrzeugsitzhalterung sein.

Die Kraftmesszelle 10 ist aufgebaut aus einem elastisch verformbaren Kraft- aufnehmer 14, der an einem ersten, in der Figur links liegenden Ende mit ei- nem Montageteil 16 ausgestattet ist, welches durch eine Öffnung in der ge- stellfesten Platte mit einem Gewindeabschnitt 18 hindurchgreift, über welchen mit einer Kontermutter 20 der Kraftaufnehmer 14 an der gestellfesten Platte 12 gesichert werden kann.

Der Kraftaufnehmer 14 ist hohlzylindrisch ausgebildet und auf Seiten des Mon- tageabschnitts 16 offen, so dass im Hohlraum des Kraftaufnehmers 14 ein bie- gesteifes Halteelement 22 koaxial eingeschoben werden kann. Das Halteele- ment 22 selbst ist bevorzugt auch hohlzylindrisch, wie abgebildet, ausgeführt und weist an seinem freien Ende 24 eine Ausnehmung 26 auf, in welcher ein Hallsensor 28 in vorgegebener Position montierbar ist. Der Hallsensor 28 liegt dabei parallel zu einer Bodenfläche 30 des Kraftaufnehmers 14, in welcher eine mittige Öffnung 32 vorgesehen ist, welche der Aufnahme eines Permanent- magneten 34 dient. Bevorzugt wird der Permanentmagnet 34 hierbei von ei- nem Deckelteil 36 gehalten und gegenüber dem Hallsensor 28 ausgerichtet.

Bevorzugt wird, wie in Figur 1A ersichtlich, das Deckelteil 36 über eine Spann- brücke 60 am freien Ende des Krafteinleitungsteils 50 gehalten und mit mehre- ren Spannbolzen 62 fixiert.

Das Halteelement 22, das an seinem freien Ende den Hallsensor 28 trägt, weist benachbart hierzu eine weitere Ausnehmung 37 auf, in der ein Schalt- kreis 38 aufgenommen werden kann, der direkt mit dem Hallsensor 28 über Leitungen 40 verbunden ist. Der Schaltkreis 38 dient der Aufarbeitung des Sensorsignals des Hallsensors 28 direkt an Ort und Stelle und übermittelt stö- rungsunempfindliche Signale über die Anschlussleitungen 42 nach außen. Die Anschlussleitungen 42 beinhalten gleichzeitig auch die Energieversorgung für den Schaltkreis 38.

Der Kraftaufnehmer 14 ist, wie in Figur 1A gezeigt, mit einer in seinem Inne- ren ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung 44 und einer in Längsrichtung davon beabstandeten ringförmigen Ausnehmung 46 versehen, die jeweils zu einer Schwächung der Wandung des hohlzylindrischen Kraftaufnehmers 14 führen und dadurch Gelenkstellen bilden, die dem Kraftaufnehmer die Funktion eines Parallelogrammkraftaufnehmers verleihen.

Aufgrund der ringförmigen Ausgestaltung der Ausnehmungen 44 und 46 sind mehrdimensionale Bewegungen des Kraftaufnehmers aufgrund von eingelei- teten Kräften möglich, d. h. der Kraftaufnehmer kann auf Kräfte, die aus unter- schiedlichen Richtungen wirken, reagieren, und diese können bei entsprechen- der Ausgestaltung des Kombinationspaares Sensor 28 und Permanentmagnet 34 entsprechend ausgewertet werden.

An seinem freien Ende trägt der Kraftaufnehmer 14 ein Krafteinleitungsteil 48, welches topfförmig ausgebildet ist, wobei die Bodenfläche des Krafteinleitungs- teils 48 hier einstückig mit dem Boden 30 des Kraftaufnehmers 14 ist. Der von der Bodenfläche 30 abstehende Rand in Form einer zylindrischen Wandung 50 des Krafteinleitungsteils 48 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte freie Länge des Kraftaufnehmers 14 hinweg und schützt diesen so im Wesent- lichen vollständig vor mechanischen Einwirkungen. Zusätzlich wirkt die zylin- drische Wandung 50 als elektromagnetische Abschirmung für die Sensoranord- nung.

An seinem freien Ende trägt die zylindrische Wandung 50 einen Ringflansch 54 sowie einen daran anschließenden Ringflansch, an dem zur Krafteinleitung eine Platte 56, beispielsweise die Oberschwinge einer Sitzhöhenverstellung eines Fahrzeugsitzes, mit Hilfe einer von der Kontermutter 58 verschraubbar ist.

Es versteht sich, dass der Einbau der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle auch invers erfolgen kann, d. h. das Krafteinleitungsteil 48 gestellfest (Platte 12) verbunden wird, während das Montageteil 16 mit der Platte 56 (beispielsweise die Oberschwinge eines Fahrzeugsitzes) verbunden wird.

Figur 1B zeigt eine ähnliche Ausführungsform zu der in Figur lA in perspektivi- scher Schnittdarstellung, wobei gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen ver- sehen sind.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Figur 1A weist der Kraftaufnehmer 14'ein Montageteil 64 auf, welches eine zylindrische Wandung 66 umfasst mit einem am vom Kraftaufnehmer 14'abgewandten Ende ringsumlaufenden, nach außen abstehenden Bund 68. Im Inneren der zylindrischen Wandung 66 weist das Montageteil 64 einen nach innen abstehenden Ringflansch 70 auf, über den das Montageteil 64 dann mit dem Kraftaufnehmer 14'verbunden ist.

Die durch den nach innen stehenden Ringflansch 70 definierte mittige Öffnung 72 fluchtet mit dem hohlzylindrischen Innenraum des Kraftaufnehmers 14'.

Bei der Montage wird das Montageteil 64 durch eine Öffnung in der gestellfes- ten Platte 12 durchgeschoben und liegt an dieser auf einer Seite mit dem Bund 68 flächig an. Um eine Abdichtung zwischen dem Bund 68 und der Platte 12 zu erreichen, kann der Bund 68, wie in Figur 1B gezeigt, eine direkt benachbart zu der zylindrischen Wandung 66 angeordnete Ringnut 76 aufweisen, in wel- che ein Dichtungsring oder ein sonstiges Dichtungsmittel einsetzbar ist.

Auf der gegenüberliegenden Seite der Platte 12 wird dann eine Kontermutter 78 auf das Außengewinde 74 aufgeschraubt und so das Montageteil 64 an der Platte 12 festgelegt. Über die Öffnung 72 ist das Innere des Kraftaufnehmers 14'immer noch zugänglich, und diese Öffnung wird vorzugsweise von einem Deckel 80 verschlossen, welcher Durchführungen für die Anschlussleitungen 42 aufweist.

Auf seiner innen liegenden Seite weist der Deckel 80 ein Halteelement 82 auf, welches in Figur 1B als Bolzen gezeigt ist. Am Ende des bolzenförmigen Halte- elementes 82 ist ein Hallsensor 84 angeordnet, der über eine elektronische Schaltung schließlich mit den Anschlussleitungen 42 verbunden ist. Die elek- tronische Schaltung ist hier der Einfachheit halber weggelassen und nicht ge- zeigt. Im Prinzip unterscheidet sich die Anordnung aber bei der Ausführungs- form der Figur 1B nicht wesentlich von der der Figur 1A.

Unterschiedlich zu der Konfiguration der Figur 1A ist hier allerdings die Position des Hallsensors, die hier im Wesentlichen zwischen den beiden ringförmigen Ausnehmungen an der Innenwand des Kraftaufnehmers 14'angeordnet ist.

Korrespondierend ist der Permanentmagnet 88 von Seiten des Bodenteiles des Kraftaufnehmers 14'her auf einem ins Innere des Kraftaufnehmers 14'vorste- henden Bolzen 86 getragen, so dass er wieder justiert in einer Ebene parallel und beabstandet von dem Hallsensorelement 84 angeordnet ist. Der Kraftauf- nehmer 14'ist an dem mit dem Montageteil 64 verbundenen Teil entgegen- gesetzt liegenden Ende mit einem Krafteinleitungsteil 90 verbunden, welches hier als einstückig mit dem Kraftaufnehmer 14'dargestellt ist, aber genauso gut am freien Ende des Kraftaufnehmers 14', d. h. an dem von der Platte 12 abstehenden Teil des Kraftaufnehmers 14', beispielsweise über Schraubbolzen, verbunden sein kann.

Das Krafteinleitungsteil 90 ist wiederum, wie bereits in Figur 1A gezeigt, topf- förmig ausgebildet mit einem Boden 92 und einer zylindrischen Wandung 94, welche sich vom Boden 92 aus zurück über die Länge des Kraftaufnehmers 14' hinweg erstreckt.

An dem dem Boden 92 abgewandten Ende der zylindrischen Wandung 94 trägt diese eine nach außen abstehende Stufe 96 und daran anschließend einen nach außen abstehenden Ringflansch 97. Die Stufe 96 dient dem Aufschrump- fen einer die Kraft auf das Krafteinleitungsteil einleitenden Platte (in Figur 1B nicht dargestellt), die im Wesentlichen parallel zu der Platte 12 angeordnet werden kann, was durch eine flächige Anlage an dem Ringflansch 97 gewähr- leistet wird.

Vorzugsweise erstreckt sich die zylindrische Wandung 94 allerdings noch wei- ter in Richtung zur Platte 12 und greift mit ihrem oberen Rand 99 in einen Raum innerhalb der zylindrischen Wand 66 des Montageteils 64 ein. Durch die Wahl der Dicken der zylindrischen Wandung 66 einerseits und 94 bzw. des oberen Randes 99 andererseits läßt sich ein Spalt 100 vorgeben, welcher die maximale Bewegung der zylindrischen Wandung 94 des Krafteinleitungsteils gegenüber dem Montageteil 64 definiert. Damit stellt der obere Rand 99 im Zusammenwirken mit der zylindrischen Wand 66 des Montageteils 64 eine me- chanische Überlastsicherung dar, denn sie verhindert, dass übermäßig auf die Kraftmesszelle 10'einwirkende Kräfte zu einer unzulässigen Verformung des Kraftaufnehmers 14'führen, denn hier würde zunächst eine flächige Anlage des oberen Randes 99 an der zylindrischen Wand 66 des Montageteiles 64 er- folgen, was eine weitere Bewegung und weitere Verformung des Kraftaufneh- mers 14'verhindert.

Aufgrund der symmetrischen Geometrie von oberem Rand 99 und zylindrischer Wandung 66 ergibt sich eine allseitige mechanische Überlastsicherung, so dass unabhängig von der Richtung, aus der die Kräfte auf die Kraftmesszelle 10' eingeleitet werden, der Kraftaufnehmer 14'in seiner Funktion gesichert wird und dieser funktionsfähig erhalten bleibt.

Die zuletzt beschriebene Sicherungsfunktion durch einen mechanischen An- schlag ist selbstverständlich unabhängig davon zu realisieren, wie die Position des Hallsensors und des zugehörigen Permanentmagneten innerhalb des Kraft- aufnehmers 14 angeordnet sind. Das bedeutet, dass die Anordnung auch bei der Figur 1B ähnlich ausgeführt sein kann wie in der Figur 1A, d. h. benachbart zum freien Ende des Kraftaufnehmers 14', an dem dieser mit dem Krafteinlei- tungsteil 90 verbunden ist.

Figur 2 zeigt einen Kraftaufnehmer 110, der ähnlich aufgebaut ist wie der Kraftaufnehmer 14'der Figur 1B und welcher an seinem gestellfest zu halten- den Ende mit einem Montageteil 112 einstückig ausgebildet ist. Das Montage- teil 112 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Wandung 114, welche an ihrem von dem Kraftaufnehmer 110 abgewandten Ende einen nach außen ab- stehenden Bund 116 trägt, welcher dieselben Funktion hat wie der Bund 68 der Ausführungsform der Figur 1B.

Im Inneren der zylindrischen Wandung 114 ist ein nach innen abstehender Ringflansch 118 vorgesehen, über den das Montageteil 112 mit dem Kraftauf- nehmer 114 verbunden ist.

Der Ringflansch 118 lässt eine Öffnung 120 frei, welche mit dem Inneren des hohlzylindrisch ausgebildeten Kraftaufnehmers 110 fluchtet.

Der Kraftaufnehmer 110 weist an seiner Innenoberfläche ringsegmentartig ausgebildete Rücksprünge 122 und 124 auf, welche in Längsrichtung des Kraftaufnehmers 110 voneinander beabstandet angeordnet sind und welche die Gelenkpunkte des Kraftaufnehmers 110 bilden und diesen als Parallel- grammlenker definieren.

Bei dieser Ausführungsform ist im Gegensatz zu der in Figur 1B gezeigten Aus- führungsform die Zahl der Richtungen, in denen Kräfte auf den Kraftaufneh- mer 110 einwirken können, beschränkt auf den Winkelbereich, den die beiden Rücksprünge 122 und 124 abdecken. Gegenüberliegend zu den Rücksprüngen 122 und 124 sind Rücksprünge 126, 128 vorgesehen, die zusammen mit den Rücksprüngen 122,124 die notwendigen Gelenkstellen definieren. Am freien Ende 130 des Kraftaufnehmers 110 kann dieser mit Hilfe eines topfförmigen Krafteinleitungsteiles, wie dies dem Krafteinleitungsteil 90 der Ausführungs- form in Figur 1B entspricht, verschlossen werden, welches dann auch einen Bolzen tragen kann, auf dem der Permanentmagnet für die Sensoranordnung gehalten sein kann.

Von Seiten der Öffnung 120 kann über einen biegefesten Bolzen wiederum das Hallelement im Inneren des Kraftaufnehmers 110 eingeführt werden, um so die plastische Verformung des Kraftaufnehmers 110 signaltechnisch verfolgen zu können.

Während bei den Ausführungsformen der Figuren 1A, 1B und 2 der Querschnitt der hohlzylindrischen Kraftaufnehmer 14,14'und 110 exakt zylindrisch ist, weicht die in Figur 3 gezeigte Kontur des Kraftaufnehmers 140 hiervon ab.

Hier ist eine polygonale Struktur gewählt, welche eine Alternative zu der kreis- zylindrischen Struktur der Figuren lA, 1B und 2 darstellt.

Auch hier ist das freie Ende des Kraftaufnehmers 140 offen (Öffnung 142) ge- staltet und wird im vollständig montierten Zustand einer zugehörigen Kraft- messzelle dann von einem Bodenteil eines Krafteinleitungsteiles (beide nicht gezeigt) verschlossen. An dem festgelegten Ende des Kraftaufnehmers 140 ist dieser mit einem Montageteil 144 verbunden, welches eine zylindrische Wan- dung 146 aufweist, die einen größeren Innendurchmesser aufweist als dies dem Außendurchmesser des Kraftaufnehmers 140 entspricht und diesen in Längsrichtung teilweise überfängt.

Von der zylindrischen Wandung 146 steht im Inneren ein Ringflansch 148 vor, über den das Montageteil 144 mit dem Kraftaufnehmer 140 verbunden ist.

Das Montageteil 144 weist wiederum an seinem dem Kraftaufnehmer 140 ent- gegengesetzten Ende einen Bund 150 auf, der nach außen absteht und der bei der Montage des Montageteiles in einer Aufnahmeplatte entsprechend der Plat- te 12 der Figuren 1A und 1B bündig an dieser zur Anlage kommt. Die nach in- nen durch die Aufnahmeplatte hindurchgreifende zylindrische Wand 146 ist hier nur schematisch gezeigt und lässt die in Figur 1B gezeigten Details ver- missen, was für das Verständnis hier aber unbeachtlich ist.

Aufgrund der anders ausgelegten Geometrie der Wandung des hohlzylindri- schen Kraftaufnehmers 140 ergeben sich andere Charakteristika in der Aus- wertung der elastischen Verformung des Kraftaufnehmers 140, die sich im We- ge der elektronischen Aufarbeitung der Signale des Hallsensors (hier nicht ge- zeigt) berücksichtigen lassen.

Eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäß zu verwen- denden Kraftaufnehmers in einer erfindungsgemäßen Kraftmesszelle ist in den Figuren 4 und 5 gezeigt.

Hier sieht man einen Kraftaufnehmer 160, welcher in der Außenkontur einen ovalen Querschnitt zeigt.

Auch hier weist das freie Ende des Kraftaufnehmers 160 eine Öffnung 162 auf, welches im montierten Zustand der den Kraftaufnehmer 160 beinhaltenden er- findungsgemäßen Kraftmesszelle durch einen Boden eines Krafteinleitungstei- les (nicht dargestellt) verschlossen wird.

An seinem gestellfest montierten Ende ist der Kraftaufnehmer 160 mit einem Montageteil 164 verbunden, welches eine zylindrische Wandung 166 aufweist, welche koaxial zu dem Kraftaufnehmer 160 ausgerichtet ist. Die zylindrische Wand 166 ist mit dem festzulegenden Ende des Kraftaufnehmers 160 über ei- nen nach innen abstehenden Ringflansch 168 verbunden, welcher eine Öffnung freilässt, die mit dem hohlzylindrischen Innenraum des Kraftaufnehmers 160 fluchtet.

Die Art der Montage und die Art der Bestückung mit der Sensoranordnung ist bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, nicht von dem der Figuren 2 und 3 verschieden, so dass auf die Ausführungen zu diesen Beispielen verwiesen werden darf.

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform der Er- findung in Gestalt eines Kraftaufnehmers 170, der in gewisser Weise ähnlich aufgebaut ist wie die Kraftaufnehmer 14'und 110 der Figur 1B bzw. der Figur 2.

Im Unterschied zu den Kraftaufnehmern 14'und 110 weist der Kraftaufnehmer' 170 einen seinem freien Ende benachbarten Abschnitt auf, der anders als bei den Kraftaufnehmern 14'und 110 nicht als geschlossenes Hohlprofil ausgebil- det ist, sondern weist an zwei sich radial gegenüberliegenden Segmenten ei- nes Hohlprofiles Durchgangsöffnungen auf. Bevorzugt wird der Hohlstab so ge- fertigt, dass zunächst ein geschlossenes Hohlprofil verwendet wird, bei dem dann in spanender Bearbeitung die seitlichen Anteile entfernt werden, so dass noch die beiden radial sich gegenüberliegenden Wandsegmente 171,171'ver- bleiben.

Der Kraftaufnehmer 170 ist an seinem gestellfest zu haltenden Ende mit einem Montageteil 172 verbunden, welches vorzugsweise mit dem Kraftaufnehmer 170 einstückig ausgebildet ist. Das Montageteil 172 umfasst einen an den Kraftaufnehmer 170 angrenzenden, radial abstehenden Ringflansch 178, von welchem sich in Axialrichtung des Kraftaufnehmers 170 und parallel zu diesem beabstandet eine zylindrische Wand 174 erstreckt. Am Außenumfang des Ring- flansches und entgegengesetzt zu der Richtung, in der sich die zylindrische Wand 174 erstreckt, weist der Ringflansch einen Ringbund 176 angeformt auf, der von seiner Funktion her dem Bund 68 der Kraftmesszelle der Figur 1B ent- spricht.

Der Ringflansch 178 lässt eine Öffnung 180 frei, welche mit dem Inneren des Kraftaufnehmers 170 im Wesentlichen fluchtet.

An den Wandsegmenten 171 und 171'des Kraftaufnehmers 170 sind in Axial- richtung beabstandet Rücksprünge 182,183 bzw. 184,185 ausgebildet, die Gelenkstellen des Kraftaufnehmers 170 bilden. Die Wandsegmente 171,171' werden an ihrem freien Ende auf Abstand gehalten dadurch, dass ähnlich wie in Figur 1B gezeigt dort ein Endstück aufgeschweißt wird, welches einen ins Innere des Kraftaufnehmers 170 weisenden Haltestab trägt, an dem beispiels- weise ein Permanentmagnet wie in Figur 1B dargestellt befestigt ist.

Das Endstück, das die beiden Wandsegmente 171 und 171'an ihren freien En- den miteinander verbindet und auf Abstand hält, bildet gleichzeitig einen Teil des Krafteinleitungsteiles für den Kraftaufnehmer 170.

Von Seiten der Öffnung 180 lässt sich über einen biegefesten Bolzen wiederum ein Hall-Element im Inneren des Kraftaufnehmers 170 einführen, um so die elastische Verformung des Kraftaufnehmers 170 signaltechnisch zu verfolgen.

Aufgrund einer elastischen Verformung der Wandsegmente 171,171'wird bei einer Krafteinleitung auf das Krafteinleitungsteil (entspricht dem freien Ende 188 der Wandsegmente 171,171') eine Relativbewegung des Permanentma- gneten gegenüber dem Hall-Sensor bewirkt, was zu einer Signaländerung der Schaltung führt.

Die Ausführungsform der Figuren 6 und 7 hat nun gegenüber den zuvor vorge- stellten Ausführungsformen den Vorteil, dass eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber auf das Krafteinleitungsteil wirkenden Drehmomenten besteht. Dies bedeutet, dass Drehmomente, die am Krafteinleitungsteil angreifen, sich weni- ger oder gar nicht störend oder verfälschend auf die vorzunehmende Messung von eingeleiteten Gewichtskräften auswirken. Dadurch erhöht sich die Genau- igkeit des Kraftaufnehmers.

Aufgrund der Reduzierung des geschlossenen Hohlprofiles auf die Wandseg- mente 171, 171'lässt natürlich gegenüber dem geschlossenen Hohlprofil die mechanische Stabilität des Kraftaufnehmers 170 nach. Dem kann jedoch durch eine Vergrößerung der Dicke der Segmente 171,171'entgegengewirkt wer- den, so dass auch mit dieser vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Kraftaufnehmers derselbe Messbereich abgedeckt werden kann wie z. B. mit dem Kraftaufnehmer der Figur 2. Das bedeutet, dass an der maximal zulässi- gen zu messenden Gewichtskraft gegenüber den anderen vorgestellten Aus- führungsformen mit vollständigem oder geschlossenem Hohlprofil als Hohistab keine Abstriche gemacht werden müssen.

Figur 8 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere bevorzugte Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen Kraftaufnehmers 200, der einstückig mit einem Montageteil 202 ausgebildet ist.

Der Kraftaufnehmer 200 ist als Hohlstab ausgebildet, welcher zwei in Längs- richtung voneinander beabstandete Schwächungszonen 204,206 aufweist.

Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Schwä- chungszonen im Inneren des Hohistabes ausgebildet sind, werden sie im Bei- spiel des Kraftaufnehmers 200 am Außenumfang eingebracht. An der Funktion des Kraftaufnehmers ändert sich dadurch nichts.

Mittig zwischen den beiden Schwächungszonen 204,206 ist quer zur Längs- richtung des Hohlstabes eine Querbohrung 208 vorgesehen, die ähnlich wie die Durchgangsöffnungen der Ausführungsform der Figuren 6 und 7 eine erhebli- che Verminderung der Empfindlichkeit der Kraftmesszelle gegen auf das Kraft- einleitungsteil wirkende Drehmomente bewirkt.

Häufig wird für diesen Zweck die den Hohlstab des Kraftaufnehmers 200 zweifach durchsetzende Querbohrung 208 ausreichen, die gegenüber den Durchgangsöffnungen der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsform, die Stabilität des Hohlstabes erheblich weniger beeinträchtigt.

Das Montageteil 202 trägt auf einer Seite den Hohlstab des Kraftaufnehmers 200 und auf der gegenüberliegenden Seite einen Montageblock 210, mit dem die gesamte Kraftmesszelle in eine Halterung (nicht gezeigt), beispielsweise am Fahrzeugsitz oder der Sitzschiene eingebaut, beispielsweise verschraubt, werden kann.

Ferner weist das Montageteil 202 eine ringförmige Aufnahme 212 auf, in wel- cher ein Ende eines Krafteinleitungsteils aufgenommen werden kann.

Das Montageteil weist auf Seiten des Hohlstabes 200 ferner eine mittige Boh- rung 214 auf (vgl. Figur 9), welche der Aufnahme eines Halteteils dient, an dem ein Teil einer Sensoranordnung befestigbar ist.

Figur 10 zeigt schließlich eine auf dem Kraftaufnehmer 200 aufbauende Kraft- messzelle 216, welche ein hohlzylindrisches Krafteinleitungsteil 218 aufweist, welches koaxial mit dem Hohlstab 200 des Kraftaufnehmers angeordnet ist.

Mit einem ersten Ende 220 fasst das Krafteinleitungsteil 218 das freie (zweite) Ende des Kraftaufnehmers 200 und mit einem zweiten Ende 222 greift das Krafteinleitungsteil 218 in die ringförmige Aufnahme 212 des Montageteils 202 ein.

Das zweite Ende 222 des Krafteinleitungsteils 218 ist mit etwas Spiel in der ringförmigen Aufnahme 212 des Montageteils 202 aufgenommen, wobei die aus der Figur 10 ersichtlichen Abstände selbstverständlich nicht maßstäblich und und nur zur Verdeutlichung relativ groß gezeichnet sind.

Das Spiel dient einer im Wesentlichen ungehinderten Bewegung des Kraftein- leitungsteils 218, solange zulässige Kräfte auf dieses einwirken. Sobald diese einwirkenden Kräfte unzulässig groß werden, verhindert ein Anschlagring 224 eine weitere Bewegung des Krafteinleitungsteils 218 und verhindert so eine Beschädigung des Hohistabes 200 des Kraftaufnehmers.

Der Anschlagring 224 kann am Montageteil 202 sehr einfach über komplementäre Vor-und Rücksprünge (im Einzelnen nicht gezeigt) verhakt werden.

Im Inneren des Hohlstabes 200 ist in die mittige Bohrung 214 des Montage- teils 202 ein Halteteil in Form eines Stiftes 226 eingesetzt, der an seinem freien Ende einen in einen Rücksprung 228 eingepassten Magneten 230 um- fasst.

Am freien Ende des Hohistabes 200 ist schließlich ein hohlzylindrisches Halte- element 232 befestigt, welches an seinem ins Innere des Hohlstabes 200 ra- genden Ende 234 einen Hallsensor 236, ausgerichtet auf den Magneten 230, hält.