CN109642837A - 具有分流辐条的扭矩传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扭矩传感器，其具有基体(601)，所述扭矩传感器在基体的径向(Y)上从具有第一施力部位(605)的环形内凸缘(603)经由配备有产生输出信号的测量传感器(10，20)的机械弱化的传感器区段(607)延伸至具有第二施力部位(611)的环形外凸缘(509；609)，其中所述机械弱化的传感器区段(607)包括径向延伸的第一连接腹板(619a)和第二连接腹板(619b)，所述第一连接腹板和所述第二连接腹板具有不同的机械性质并且在周向上交替地布置。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序所述的扭矩传感器。
背景技术
根据文献EP 1 353 159 A2已知一种具有一体式接收件形式的扭矩传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种允许改进扭矩测量的结构简单的紧凑型扭矩传感器。
根据本发明，通过具有专利权利要求1中提及的特征的扭矩传感器来实现该目的。
这种扭矩传感器具有基体，其在基体的径向上从具有第一施力部位的环形内凸缘经由配备有产生输出信号的测量传感器的机械弱化的传感器区段延伸至具有第二施力部位的环形外凸缘，其中所述机械弱化的传感器区段包括径向延伸的第一连接腹板和第二连接腹板，第一连接腹板和第二连接腹板具有不同的机械性质并且在周向上交替地布置。“在径向上延伸”在此意指包括至少一个径向分量的机械弱化的传感器区段的任何外形。径向的外形可以仅为径向的，但与此偏离的具有径向分量的外形也是可以的，例如曲折的外形。特别地，第二连接腹板的宽度径向向外比径向向内更小。
在根据本发明的扭矩传感器中，第一连接腹板还可被称为测量辐条，第二连接腹板还可被称为分流辐条。换句话说，为了测量扭矩，主要借助适当的测量传感器(例如测量条)确定测量辐条的变形(尤其是弯曲)，而分流辐条主要用于减小或补偿由扭矩引起的环形外凸缘的径向变形。由于第二连接腹板(分流辐条)径向向外的宽度减小，也就是说在向环形外凸缘的过渡处，外凸缘的径向变形可最小化。通过这种方式，缓解了第二施力部位的负载，使得例如在外凸缘处没有螺纹连接的滑移，这可用于将部件连接至扭矩传感器的第二施力部位。从而显著提高了测量精度，这是因为螺纹连接(其通常倾向于变弱)的滑移导致扭矩传感器的测量精度的显着损伤。
另外，分流辐条缓解了测量辐条的负载，使得测量辐条可以做得更薄，例如通过使测量辐条的壁更薄。更薄的测量辐条允许更简单的结构设计(通常通过有限元方法)并且导致测量传感器处的更大应变，这导致更高的分辨率并因此进一步提高测量精度。
在根据本发明的扭矩传感器的优选示例实施例中，第二连接腹板的宽度从径向向内至径向向外连续地减小。
在根据本发明的扭矩传感器的有利实施例中，第一连接腹板的轴向高度与第二连接腹板的轴向高度相等。这节省了制造成本而不会对测量精度产生不利影响。
在第一连接腹板中的一个或多个(甚至全部)中可存在具有开口的切口，使得在第一连接腹板中与开口相对地形成薄的膜状区域。测量传感器随后优选地被附接至每一薄的膜状区域。当施加扭矩时，在这样的膜状区域中发生最大材料应力，这导致测量传感器(其例如可呈应变计形式)处的最大应变。这提高了测量分辨率，并因此提高了测量精度。在扭矩传感器的优选实施例中，测量传感器被附接至所述薄的膜状区域的背向所述开口的一侧。所提及的第一连接腹板中的切口例如可通过铰孔来生产。
优选地，连接腹板适于测量剪切和/或弯曲应力。
用作测量传感器的应变计可仅被附接至第一连接腹板，或被附接至两种连接腹板。使用第二种替代方案，可以扩大测量范围。原则上，通过将第一连接腹板和第二连接腹板配置成在机械上不同，则尽管机械负载相同，即在当前情况下具有相同的有效扭矩，由应变仪测量的表面应变也会不同。因此，当存在机械上不同的第一连接腹板和第二连接腹板时，第一连接腹板例如可以是这样的形式，即固定在其上的应变计即使在低有效转矩下也产生相对较高的有用电信号。对于这种形式的连接腹板，可以以更好的分辨率测量低扭矩，但是测量范围也相应地更小。在所选择的示例中，第二连接腹板然后可以是这样的形式：使得固定在其上的应变计仅在较高的扭矩下传递良好的有用电信号，这对于测量较高的扭矩是有利的。随后，附接至第二连接腹板的应变计的测量范围也相应地更大。
止动凸缘(其以可旋转地固定的方式仅连接至内凸缘并且具有至少一个止动凸缘孔，止动凸缘孔在扭矩传感器无应力的基本状态下与轴向外凸缘孔同心)可平行于传感器区段在外凸缘的与第二施力部位相对的一侧上延伸。以这种方式，在扭矩传感器处过载的情况下，可以根据需要增加借助于一个或多个止动销的加强可能性。作用方式对应于上面关于止动销所描述的方式。
优选地，止动凸缘孔具有与外凸缘孔不同的直径，其中具有较小直径的孔可固定止动销。通过这种方式，如上面已提及的那样，止动销的具有恒定直径的一端可被固定在外凸缘孔中或止动凸缘孔中，而止动销的另一端在扭矩传感器的无应力的基本状态下被外凸缘孔或止动凸缘孔中的相应另一者以非接触的方式包围。
优选地，在止动凸缘中存在等距地分布于外凸缘周向上的多个止动凸缘孔，这可导致在过载的情况下在周向上更好的负载分布。
优选地，止动凸缘具有关于穿过内凸缘中心轴的线距离相同地彼此相对而置的止动凸缘孔，这可导致在过载的情况下在径向上更好的负载分布。
优选地，在轴向上延伸的止动销被固定在外凸缘孔或止动凸缘孔中，并且在扭矩传感器的无应力基本状态下，该止动销被外凸缘孔和止动凸缘孔中的相对的相应另一个以非接触的方式周向地包围。
借助上述措施，可在扭矩传感器中简单且紧凑地提供过载的破坏保护，使得还可避免扭矩传感器的塑性变形。这里提供的轴向孔比径向孔制造起来更简单。此外，止动销与对应的止动凸缘孔或外凸缘孔之间的间隙可被选择为比在止动销径向定向的情况下更小，在这方面请参见EP 1 353 159 A2中的图6a、图6b和图7a、图7b。另外，径向延伸的止动销对扭矩传感器的轴向变形和倾斜力矩更敏感。
止动凸缘可与内凸缘一体地形成，这可允许简单且紧凑的结构。
替代地，止动凸缘可以是连接至内凸缘的部件，优选地是可释放地连接至内凸缘的部件。通过这种方式，可以为止动凸缘选择比扭矩传感器的基体(特别是传感器区段)更硬的材料。
优选地，止动凸缘可以是通过过盈配合连接至内凸缘的部件。
优选地，止动凸缘可以是通过平行于基体的轴向延伸的螺钉被可释放地连接至内凸缘的部件。替代地，止动凸缘可以借助粘合连接、粘合连接加螺钉、或过盈配合加螺钉、或其他方式被连接至内凸缘。
轴向布置在外凸缘与内凸缘之间的橡胶弹性密封膜可以以流体密封的方式覆盖机械弱化的传感器区段。这防止了例如流体能够通过设置有用于机械弱化的轴向通孔的传感器区段。
优选地，橡胶弹性密封膜轴向地位于第二施力部位与机械弱化的传感器区段之间。通过这种方式，可以可靠地防止测量传感器或应变计与流体接触，并且可以密封传动机构(在存在传动机构的情况下)。
密封膜可被夹至扭矩传感器或被粘接至扭矩传感器。
优选地，密封膜具有盘状环形膜的形式，从而可容易地将其引入至外凸缘与内凸缘之间。
优选地，密封膜被附接至外凸缘和/或内凸缘。
优选地，密封膜是模塑橡胶件、车削橡胶件或借助水射流加工生产的橡胶件。
优选地密封膜具有的弹性模量至少缩小至基体的弹性模量的1/102，优选地缩小至基体的弹性模量的1/105至1/103，优选地1/105至1/104。由于密封膜的弹性模量较低，因此其对传感器区段的变形的影响被进一步降低。
测量传感器可以是应变计，其具有连接至基体的测量栅格区段以及与测量栅格区段邻接且具有至少一个电连接点的自由连接区段。通过这种方式，应变计可被快速和容易地在一端附接至表面并在其另一端附接至电部件。
优选地，所述至少一个电连接点是焊盘。
优选地，电连接点与测量栅格区段之间的最小距离对应于测量栅格区段在其纵向上的长度，这有利于为了附接目的处理应变计。
优选地，连接区段为弹性的和/或条状的。
优选地，连接区段在无应力基本状态下在择优的方向上弯曲，例如弯曲为U形。
保持区段(其被设计为将连接区段暂时保持在电部件上)可在所述至少一个电连接点的另一侧上与连接区段邻接。从而有利于将应变计的另一端附接至电部件。
优选地，保持区段具有中心通孔或凹口。这可用于例如借助螺丝刀将保持区段暂时保持在电部件上。
优选地，保持区段是自粘合的。在该情况下，可在没有工具的情况下将保持区段暂时保持在电部件上。
优选地，保持区段是倒圆的，这可防止其处理期间的伤害。
优选地，第二施力部位通过径向上有弹性的材料区段被连接至传感器区段。通过这种方式，在径向上可实现高度去耦，使得例如可以补偿第二施力部位处的圆度偏差。这种圆度偏差例如可由制造公差所导致。后果可能是测量传感器的串扰。为了避免由此导致的测量误差，径向上有弹性的材料区段在径向变形方面具有低刚度以便补偿轴向力和倾斜力矩，而在扭转力方面几乎是刚性的，即具有高刚度。径向上有弹性的材料区段可被配置为使得轴向力和倾斜力矩的变形得到补偿。
径向上有弹性的材料区段可以是在基体轴向上延伸的薄壁材料区段。该材料区段不必仅在轴向上延伸，而是还可仅具有轴向分量。例如，这样的轴向材料区段可以是圆锥或曲折形式的。优选地，该薄壁材料区段是仅在基体的轴向上延伸的区段，即，仅在轴向上延伸的材料区段。
适合作为测量传感器的是例如压力或张力敏感的测量传感器，例如应变仪，但是也可以借助编码器来测量扭矩传感器的内凸缘与外凸缘之间的角度差。还可以使用磁致伸缩测量方法。
优选地，外凸缘是一体式的或多件式的，其中径向上有弹性的材料区段和第二施力部位优选地形成一个部件。
优选地，薄壁材料区段具有在外凸缘中在周向上延伸的凹槽的薄壁底部的形式。优选地，凹槽位于外凸缘的外周或内周处。总地，因此可以实现易于制造的扭矩传感器的紧凑结构。
施力部位可以是孔或齿隙或两者的组合，其中孔和/或形成齿隙的齿优选地在基体的轴向上延伸。这里和下文中，孔是指至少在一侧上打开的开口，例如具有圆形或多边形横截面的开口。
优选地，径向上有弹性的材料区段将每个均呈孔的形式的第二施力部位与位于外凸缘上且同样每个均呈孔的形式的第三施力部位相连接，其在扭矩传感器的无应力基本状态下是同心的。这种同心的第二和第三施力部位可通过钻孔工艺以简单的方式制造。
在位于传感器的外凸缘(非径向上有弹性的材料区段)中的呈孔形式的第三施力部位中，可以固定止动元件(优选地为止动销的形式)，其在孔的轴向方向上延伸，并且在扭矩传感器的无应力基本状态下被同样具有孔的形式的第四施力部位以非接触方式周向地包围。由此可以特别地避免机械弱化的传感器区段的过载，这是因为止动元件随后与呈孔的形式的第四施力部位的壁接触，并且通过以这种方式被支撑，提供了扭矩传感器的额外加强。优选地，止动元件的形状与第三施力部位的形状互补，从而止动元件还可具有空心体的形式。
优选地，呈孔的形式的第三示例点的直径与呈孔的形式的第二施力部位的直径不同。其优点是可以用作止动元件，例如具有恒定直径的止动销，其中止动销的直径必须对应于呈孔的形式的第二施力部位和第三施力部位的较小直径，以便能够被呈孔的形式的第二施力部位和第三施力部位中的相应的另一个以非接触方式包围。
优选地，呈孔的形式的第三施力部位的直径比同样呈孔的形式的第二施力部位的直径更大。因此有利的是，可以从远离第二施力部位的呈通孔形式的第三施力部位的端部检查止动元件的一端是否实际上被第三施力部位以非接触的方式包围。另一方面，止动元件的另一端被固定在呈孔的形式的第二施力部位中，并且在扭矩传感器的安装状态下是不可见的。
优选地，第二施力部位是如下区段的一部分：该区段从外凸缘径向地凸起，且径向上有弹性的材料区段在基体的轴向上从其延伸至传感器区段。因此，可以简单地安装进入第二施力部位。
外凸缘可以是一体式的，其中扭矩传感器可以由钢、铝或铝合金构成。
替代地，外凸缘可以是多件式的，其中径向上有弹性的材料区段和第二施力部位优选地形成共同部件，其优选地由钢制成，而外凸缘的其他部件可由铝或铝合金构成。该多件式使得可以为每个部件选择适当的材料。因此，有利的是由钢制造扭矩传感器的径向上有弹性的部件，并由铝或铝合金制造扭矩传感器的其余部件，这是因为所提及的后两种材料没有磁滞现象并且具有低的内部阻尼和高的强度。因此，在一体式的扭矩传感器的情况下，同样有利的是选择铝或铝合金作为其材料。
优选地，径向上有弹性的材料区段和第二施力部位形成了优选地借助螺钉被可释放地连接至外凸缘的其余部分的部件。通过这种方式，可以快速和低成本地替换外凸缘部件。
优选地，第二施力部位与壳体一体地形成，这可简化生产。
优选地测量传感器是应变计，其工作原理可以是电的，光学的或压电的。
附图说明
下面借助示意性附图更加详细地说明本发明。因此，类似的元件具有类似的附图标记，由此，为了提高附图的易读性，在某些情况下省略了这样的附图标记。在附图中：
图1左部是第一扭矩传感器的斜顶立体视图，右部是一体式的第一扭矩传感器的剖视图，
图2右部是第二扭矩传感器的斜底立体视图，左部是一体式的第二扭矩传感器的剖视图，
图3右部是第三扭矩传感器的斜底立体视图，左部是两件式的第三扭矩传感器的剖视图，
图4右部是第四扭矩传感器的斜底立体视图，左部是两件式的第四扭矩传感器的剖视图，
图5是具有相同的连接腹板的第五扭矩传感器的立体图，
图6是具有交替布置的不同的连接腹板的第六扭矩传感器的立体图，
图7是与止动凸缘一体地形成的第七扭矩传感器的剖视图，
图8是具有止动凸缘的第八扭矩传感器的剖视图，该止动凸缘为通过过盈配合单独地连接至扭矩传感器的部件，
图9是与图8的第八扭矩传感器类似的第九传感器的分解立体斜底视图，其中止动凸缘通过螺纹连接与扭矩传感器连接，
图10是具有夹持的密封膜的第十扭矩传感器的剖视图，
图11是其中粘接有密封膜的第十一扭矩传感器的剖视图，
图12是连同谐波驱动传动机构的轻量化装置的图1的第一扭矩传感器的剖视图，
图13是图12的轻量化装置的分解图，
图14是具有径向向外逐渐变细的第二连接腹板的与图6类似的扭矩传感器的斜顶三维图示，
图15是图14的扭矩传感器的斜底三维图示，
图16上部示出传统应变计，下部示出该应变计的传统固定，以及
图17上部示出替代应变计，下部示出该替代应变计的固定。
具体实施方式
图1示出具有一体式形式的第一扭矩传感器100，其具有由铝或铝合金制成的基体101，该基体101在基体101的径向Y上从具有第一施力部位105(每个第一施力部位105具有孔的形式)的环形内凸缘103经由机械弱化的传感器区段107而延伸至环形一体式外凸缘109，其中传感器区段107配备有产生电输出信号的应变敏感的测量传感器(例如见图14和15)。在从外凸缘109径向凸起的部分中，存在每个呈孔的形式的第二施力部位111，这些第二施力部位111在基体101的轴向X上经由径向上有弹性的材料区段113被连接至传感器区段107，径向上有弹性的材料区段113在轴向X上延伸并且呈薄壁的周向壁部分的形式。
图2示出同样具有一体式形式的第二扭矩传感器200，其中径向上有弹性的材料区段213呈围绕外凸缘209的外周环绕的凹槽215的薄壁底部的形式。径向上有弹性的材料区段213将第二施力部位211连接至位于外凸缘209上并且每个呈孔形式的第三施力部位211a，还连接至同样呈孔形式的第四施力部位211b(其在这里用作进入开口)。在扭矩传感器200的无应力的基本状态下，进入开口211b与第二施力部位211同心地布置。然而，如在下文中参照图7至图9所述，进入开口211b也可以用作施力部位。为此，可在施力部位211、211b中的一个中固定止动元件，该止动元件在轴向X上延伸并且在扭矩传感器200的无应力基本状态下被施力部位211b、211中相应的另一个以非接触方式周向地包围。在所示的示例实施例中，进入开口211b具有比第二施力部位211更大的直径。当然，进入开口211b可被另外地或仅用于允许连接元件(例如螺钉或螺栓)传递至第二施力部位211，以允许那些连接元件将例如套筒或壳体的部件附接至第二施力部位211。
图3示出具有外凸缘309的第三扭矩传感器300，其与图1和图2相反，是多件式的。多件式外凸缘309的由铝或铝合金制成的第一部件309a作为传感器区段307的延长部一体地延伸，而由钢制成的第二部件309b包括径向上有弹性的材料区段313和第二施力部位311。第二部件309b通过平行于轴向X延伸的螺钉310被可释放地连接至第一部件309a。
图4示出第四扭矩传感器400，其与图3所示的第三扭矩传感器300的不同之处基本上在于，其第二施力部位411与壳体417一体地形成，壳体417具有面向扭矩传感器400的中心轴线的轴承座419。
图5示出第五扭矩传感器500，其中通过径向延伸的连接腹板519来形成环形的机械弱化的传感器区段507，所有连接腹板519均具有相同的机械性质，并且在周向上被切口521彼此分隔开。连接腹板519适于测量剪切和/或弯曲应力，并且呈应变计形式的测量传感器被附接至所有连接腹板519。因此，可将第一灵敏度的测量传感器和第二灵敏度的测量传感器在周向上交替地附接。同样，可将测量传感器交替地附接在连接腹板519的不同点处。
图6示出第六扭矩传感器600，其中与图5所示的第五扭矩传感器500相反，环形的机械弱化的传感器区段607具有径向延伸的第一连接腹板619a和第二连接腹板619b，第一连接腹板619a与第二连接腹板619b具有不同的机械性质，并且沿周向交替地布置，切口621位于其间。这里，测量传感器被附接至连接腹板619a、619b两者。替代地，测量传感器还可仅被附接至第一连接腹板619a或第二连接腹板619b。附接至第一连接腹板619a的第一测量传感器仅传递第一测量范围的信号，附接至第二连接腹板619b的第二测量传感器仅传递第二测量范围的信号，各测量范围彼此不同。一个测量范围可位于另一测量范围之内。
可以对应于如EP 1 353 159 A2的第[0043]至[0052]段中所述的附接有测量传感器61的连接腹板14来形成连接腹板519、619a。同样，可以以实心形式、或者还可以对应于如EP 1 353 159 A2的第[0055]至[0057]段中所述的附接有测量传感器61的连接腹板24或24’来形成连接腹板619b。这同样适用于具有本文所述的连接腹板的所有其他扭矩传感器。
图7示出第七扭矩传感器700，其与图2所示的第二扭矩传感器200的不同之处基本上在于，其与止动凸缘723一体地形成，止动凸缘723在外凸缘709的与第二施力部位711相对的一侧上平行于传感器区段707延伸。止动凸缘723以可旋转地固定的方式仅连接至内凸缘703并且具有多个止动凸缘孔725(第四施力部位)，止动凸缘孔725在扭矩传感器700的无应力基本状态下与轴向外凸缘孔711和第三外凸缘孔711a同心。止动凸缘孔725具有比外凸缘孔711和711a更大的直径，并且在周向上等距地、且相对于在径向Y上穿过内凸缘703中心轴的线的相等距离处彼此相对地定位。具有止动销形式的止动元件727被固定在第三外凸缘孔711a中并沿轴向X延伸，其中，在扭矩传感器700的无应力基本状态下，它们被止动凸缘孔725以非接触方式周向地包围。如此处所示，止动凸缘孔725或者第三外凸缘孔711a可呈通孔形式或替代地呈盲孔形式。在传感器区段707超载的情况下，止动销727接触对应的止动凸缘孔725的内部并且在该处被支撑，以便缓解传感器区段707的负载。
图8示出第八扭矩传感器800，其与图7所示的第七扭矩传感器700的不同之处基本上在于，其止动凸缘823不与内凸缘803一体地形成，而是可释放地连接至内凸缘803的单独部件。止动凸缘823通过过盈配合连接至内凸缘803。
图9示出第九扭矩传感器900，其与图8所示的第八扭矩传感器800的不同之处基本上在于，其止动凸缘923不是通过过盈配合而是通过平行于轴向X延伸的螺钉(未示出)来连接至内凸缘903。为此，在内凸缘903上和止动凸缘923上存在对应互补的孔929a、929b。
图10示出第十扭矩传感器1000，其具有橡胶弹性密封膜1031，用于以液密方式在一侧上覆盖扭矩传感器1000上的机械弱化的传感器区段1007。密封膜1031借助螺钉1033被环形地夹持在内凸缘1003与外凸缘1009之间。仅被夹至内凸缘1003和外凸缘1009中的一个可能就足够。在此所示的表示仅意在示出也可以仅将密封膜1031附接至例如从EP 1 353159 A2已知的传统扭矩传感器。通过相应地将外凸缘1009在轴向X上延长超过螺钉1033，可以容易地提供上述径向上有弹性的材料区段1013，第二施力部位1011位于这种延长部的末端。
图11示出第十一扭矩传感器1100，其与图10所示的第十扭矩传感器1000不同之处基本上在于，其密封膜1131在内凸缘1103与外凸缘1109之间环形地被粘接至扭矩传感器1000。
第十扭矩传感器1000的密封膜1031或第十一扭矩传感器1100的密封膜1131可以是模塑橡胶件、车削橡胶件或通过水射流生产的橡胶件，夹持住和粘接的组合同样可用于固定。密封膜1031、1131具有的弹性模量至少缩小至基体1001、1101的弹性模量1/102，优选地缩小至基体的弹性模量的1/104至1/102，优选地缩小至基体的弹性模量的1/105至103。密封膜与基体相比弹性模量越低，密封膜对扭矩传感器的测量结果的扭曲越小。
图12和图13示出在具有谐波驱动传动机构137的轻量化装置135的图1的第一扭矩传感器100，谐波驱动传动机构137从内向外具有波发生器139、柔轮141和刚轮143。刚轮143被螺纹连接至壳体145上，壳体145转而经由交叉滚子轴承147安装在输出壳体149上。扭矩传感器100的外凸缘109借助外凸缘151螺纹连接至输出壳体149上。扭矩传感器100的内凸缘103转而经由螺纹环153被螺纹连接到柔轮141上。
图14和图15示出与图6所示的扭矩传感器600具有类似构造的扭矩传感器600a。因此，扭矩传感器600a具有在径向Y上(即在中心纵轴X的法向上)从具有第一施力部位605的环形内凸缘603延伸至具有第二施力部位611的环形外凸缘609的基体601。在环形内凸缘603与环形外凸缘609之间的径向上，存在机械减弱的传感器区段(一般地指示为607)，其配备有产生允许对施加至扭矩传感器600a的扭矩进行确定的输出信号的测量传感器。传感器区段607包括径向延伸的第一连接腹板619a(其也被称为测量辐条)和径向延伸的第二连接腹板619b(其也被称为分流辐条)。第二连接腹板619b在向外的径向上比向内的径向上具有更小的宽度w。在图14和图15所示的示例实施例中，第二连接腹板619b从径向向内至径向向外连续地逐渐变细。因此，第一连接腹板619a明显具有与第二连接腹板619b不同的机械性质，并且图6所示的扭矩传感器600的情况也是如此。如在扭矩传感器600中那样，第一连接腹板619a和第二连接腹板619b也交替地布置在周向上，从而轴向地穿透传感器区段607的切口621分别位于两个连接腹板之间。
在图14和图15所示的扭矩传感器600a的示例实施例中，第一连接腹板619a的轴向高度h1等于第二连接腹板619b的轴向高度h2。通过这种方式，传感器区段607、并因此作为整体的扭矩传感器600a制造更加简单。
在第一连接腹板619a(测量辐条)中形成有切口622，其也可被称为测量袋，并且其局部地将第一连接腹板619a的轴向高度减小到使得仅有薄的膜状区域626(见图15)保持与切口622的开口624相对。这样的膜状区段626特别适合于检测扭矩引起的材料应变，因此，在所示示例实施例(见图15)中将应变计628附接至膜状区域626中的每一个。
图16示出传统应变计10，其应理解为上文所指的测量传感器。应变计10具有条形基体11，其在一端具有测量栅格区段13并在相对的另一端具有焊盘15形式的电连接点。为了将该应变计10(其可作为整体固定至部件1)电连接至电组件3，必须首先将线路5焊接至焊盘15然后焊接至电部件3。
图17示出替代的应变计20，其与图16所示的传统应变计10的不同之处基本上在于，其可仅通过其测量栅格区段23被固定至部件1，并且应变计20不是具有单独的线路5，而是具有与测量栅格区段23邻接的连接区段24，该连接区段在与测量栅格区段23相对的一端具有焊盘25，并且其长度至少对应于测量栅格区段23。连接区段24是条形的和柔性的，从而其即使在无应力基本状态下也可在择优方向上弯曲使得其为例如U形。所示的应变仪20另外具有圆形保持区段27，其在焊盘25的另一侧上与连接区段24相连并且被设计用于将连接区段24暂时地保持在电部件3上。为此，如这里所示，保持区段27可具有中心通孔29，或替代地具有凹口，在凹口中可引入用于将应变计20保持在电部件3上的器具。为此，保持区段27还可以进一步地自粘合的或仅是自粘合的。
Claims (12)
1.一种扭矩传感器，其具有基体(601)，所述扭矩传感器在所述基体的径向(Y)上从具有第一施力部位(605)的环形内凸缘(603)经由配备有产生输出信号的测量传感器(10，20)的机械弱化的传感器区段(607)延伸至具有第二施力部位(611)的环形外凸缘(609)，其中所述机械弱化的传感器区段(607)包括径向延伸的第一连接腹板(619a)和第二连接腹板(619b)，所述第一连接腹板和所述第二连接腹板具有不同的机械性质并且在周向上交替地布置，其中所述第二连接腹板(619b)的宽度(w)径向向外比径向向内更小。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，
其中所述第二连接腹板(619b)的所述宽度(w)从径向向内至径向向外连续地减小。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器，
其中所述第一连接腹板(619a)的轴向高度(h1)与所述第二连接腹板(619b)的轴向高度(h2)相等。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩传感器，
其中在所述第一连接腹板(619a)中的一个或多个中，存在具有开口(624)的切口(622)，使得在所述第一连接腹板(619a)中与所述开口(624)相对地形成薄的膜状区域(626)。
5.根据权利要求4所述的扭矩传感器，
其中测量传感器(10，20)被附接至所述薄的膜状区域(626)。
6.根据权利要求5所述的扭矩传感器，
其中所述测量传感器(10，20)被附接至所述薄的膜状区域(626)的背向所述开口(624)的一侧。
7.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器，
其中所述测量传感器(10，20)中的一个或多个为应变计。
8.根据权利要求1所述的扭矩传感器，
其中通过应变计(10；20)优选地附接至所述第一连接腹板(519；619a)和/或第二连接腹板(519；619b)，所述第一连接腹板和第二连接腹板(519，619a，619b)能够测量剪切和/或弯曲应力。
9.根据权利要求8所述的扭矩传感器，
其中所述第二连接腹板(619b)在机械上弱于所述第一连接腹板(619a)，其中仅所述第二连接腹板(619b)能够测量剪切和/或弯曲应力，并且应变计(10；20)优选地仅附接至所述第二连接腹板(619b)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器，
其中仅传递第一测量范围的信号的第一应变计(10；20)被附接至所述第一连接腹板(519；619a)，并且仅传递第二测量范围的信号的第二应变计(10；20)被附接至所述第二连接腹板(519；619b)，其中所述第一测量范围和第二测量范围彼此不同，其中所述测量范围中的一个测量范围优选地包含在另一个测量范围中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器，
其中所述测量传感器为应变计(20)，所述应变计(20)具有连接至所述基体(501；601)的测量栅格区段(23)以及与所述测量栅格区段(23)邻接且具有至少一个电连接点(25)的自由的连接区段(24)。
12.根据权利要求11所述的扭矩传感器，
其中保持区段(27)在所述至少一个连接点(25)的另一侧上与所述连接区段(24)邻接，所述保持区段能够暂时地将所述连接区段(24)保持在电部件(3)上。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |