CN207779590U - 力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种力测量装置,其用于检测沿着力主要方向作用到力测量装置上的压力并且具有旋转对称的力测量体,外部的力引出环通过支承变形测量元件的变形体与内部的力引入元件连接,沿着在力主要方向上穿过内部的力引入元件而延伸的中心轴线与该内部的力引入元件间隔开地布置至少一个径向支撑元件,径向支撑元件在轴向方向上弯曲弹性地构造并且在径向方向上耐变形地构造,径向支撑元件以传递力的方式贴靠在力传递元件上,沿径向向外延伸并且在沿着径向处于外部的端部上以传递力的方式固定在与外部的力引出环刚性连接的支撑体上,使得所述径向支撑元件抑制力传递元件从中心轴线倾斜。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种力测量装置,其用于检测沿着力主要方向(Krafthauptrichtung)作用到力测量装置上的压力,其具有旋转对称的力测量体,其中,外部的力引出环通过支承变形测量元件的变形体与内部的力引入元件连接,并且其中,所述内部的力引入元件具有力引入面,在该力引入面上以传递力的方式布置了杆状的力传递元件的第一端部,使得力传递元件的与所述第一端部对置的第二端部逆着力主要方向从内部的力引入元件伸出,并且作用到力传递元件的第二端部上的压力能够通过力引入面传递到力测量体上。
背景技术
例如,DE 10 2006 025 509 A1公开了压力传感器,利用所述压力传感器能够测量施加到压力传感器上的压力。这种压力传感器能够用简单的设计措施和低的生产花费来制造,并且尽管结构空间相对较小,但是对于许多应用情况来说能够实现足够的测量精度。
这种压力传感器能够被用于确定基本上沿着力主要方向被施加到力测量装置上的质量或重力。在实践中,这种压力传感器例如用在车辆用秤或重型秤中,以便能够获取处于测量平台上的车辆或大的负载的总重量。
例如,DE 10 2006 024 385 A1或DE 10 2007 019 180 A1公开了力测量装置,利用所述力测量装置不仅能够测量沿着力主要方向压入到力测量装置上的力分量,而且也能够检测和确定沿着与力主要方向相偏离的方向作用到力测量装置上的力分量。利用这种多分量-力装置也能够检测在实践中几乎不可避免地出现的横向力,所述横向力相应于下述力分量,所述力分量垂直于力主要方向指向并且在与力主要方向成一角度的情况下产生被施加到力测量装置上的力。在知道这种横向力分量或者甚至是总的力分量的情况下,能够改善这种力测量装置的精度,方法为:基于检测到的测量值来计算与相应的应用情况有关的力参量。
例如,在DE 10 2007 019 180 A1中描述的多分量-力测量装置的情况下,旋转对称的力测量体的几何形状并且特别是变形体的几何形状被预先给定,从而一方面有利于基本上彼此解耦地确定沿着力主要方向施加的力并且另一方面有利于基本上彼此解耦地确定可能出现的横向力。为了确定在主方向上的力分量而设置的变形体具有同心地围绕中心轴线而布置的弯曲环,因此,这样的力测量装置也能够被称为弯曲环-力测量装置。
在车辆用秤中,相对于地基能够移位的测量平台——待称重的车辆能够定位在该测量平台上——常常通过多个力测量装置相对于地基被支撑。然后,测量平台必须与力测量装置连接,从而抑制测量平台的水平移位,如这种水平移位例如在测量平台的不均匀加载的情况下或者但是在车辆制动或加速期间在测量过程之前和之后发生。在使用开篇所提到的压力传感器的情况下,压力传感器的凸的端面例如能够在测量平台的底面上被支承在与之相匹配的支承表面(Pfannen)中或者通过适合地构造的凹槽或伸出的限制环在测量平台的底面上被固定在相应规定的测量位置中。在具有弯曲环作为变形体的多分量-力测量装置中,从实践中已知,在内部的力引入元件中设置盆形的凹槽——在该凹槽中以传递力的方式布置有杆状的力传递元件的第一端部——使得力传递元件的与第一端部相对置的第二端部逆着力主要方向从内部的力引入元件伸出,并且能够将作用到力传递元件的第二端部上的压力传递到力测量机构(Kraftmessgang)上。然后测量平台相应地被放置在力传递元件的第二端部上,并且通过合适数量的这种力测量装置相对于地基被支撑。
力传递元件能够在预先给定的限度或角度范围内倾斜,并且由此补偿测量平台的水平移位。通过用于各个力传递元件的合适的复位装置能够实现测量平台在测量过程中不偏转,而是处于预先给定的测量位置。这种力测量装置在实践中也被称为摆式支撑-力传感器(Pendelstützen-Kraftaufnehmer)。
在开始首次使用之前以及还有在此之后,通常必须定期校准车辆用秤。为此,可以将尽可能精确的预先给定的力施加到测量平台上,并且将车辆用秤的测量结果与精确的预先给定的力作用进行比较。为了执行这样的校准,在测量平台上常常布置暂时实现的且液压操作的压力缸并且将其锚定在测量平台旁,从而利用压力缸能够将尽可能精确的可预先给定的压力施加到测量平台上。然后在通过压力缸施加到测量平台上的力线通量中布置合适的测量力测量装置,以便能够检测利用压力缸施加的压力并且能够用于进行校准。从实践中已知:借助于开篇所提到的类型的力测量装置来校准车辆用秤。
然而已经发现:例如,由于可能将压力缸仅仅在侧向锚固在测量平台旁,在压力负载的情况下几乎不可避免地也出现横向力,所述横向力损害对沿着力主要方向垂直地作用到测量平台上的压力的获取,由此可能使校准变得困难。此外,在实践中通常使用的力测量装置必须常常固定在测量平台上,以防止在横向力的情况下的侧向滑动。在校准测量期间施加到测量平台上的横向力于是导致测量平台的受迫的水平偏转,由此也会损害校准的精度。测量平台的或者力测量装置的与测量平台连接的部件的横向于力主要方向指向的移位——该移位通过出现的横向力引起——常常被感知为干扰并且如果可能的话应该被避免。
实用新型内容
因此,本实用新型的任务是提供一种开篇所提到的类型的力测量装置,使得横向于力主要方向施加到力测量装置上的力分量不会越过变形体而被传递,并且可以实现对沿着力主要方向作用到力测量装置上的压力进行尽可能精确的检测。
该任务根据本实用新型通过下述方式来解决:沿着在力主要方向上穿过内部的力引入元件而延伸的中心轴线与该内部的力引入元件间隔开地布置至少一个径向支撑元件,该至少一个径向支撑元件在轴向方向上弯曲弹性地构造并且在径向方向上耐变形地构造,其中,所述径向支撑元件以传递力的方式贴靠在力传递元件上、沿径向向外延伸并且在沿着径向处于外部的端部上以传递力的方式固定在与外部的力引出环刚性连接的支撑体上,使得所述径向支撑元件抑制力传递元件从中心轴线倾斜。通过沿着轴向方向与变形体间隔开地布置的径向支撑元件来承载可能作用到力传递元件的第二端部上的横向力并且将其传递到力传递元件的支撑体上,从而使得可能出现的横向力不或者必要时不以显著的分量作用到变形体上,并且由此可能损害对沿着力主要方向作用到变形体上的压力的检测。此外,通过径向支撑元件减小了或者几乎完全防止了力传递元件从中心轴线的倾斜,从而力传递元件不能够或者在任何情况下都仅仅大为减少地将横向于力主要方向作用的横向力分量传递到力引入元件上。通过这种方式,能够以简单的结构措施利用根据本实用新型的力测量装置实现精确的力测量。同时横向于力主要方向施加到力测量装置上的横向力分量能够通过径向支撑元件和支撑体被移除,从而没有显著的横向力被施加到变形体上并且也没有显著的横向力必须由力测量装置的支撑体引出,所述横向力可能引起支撑体并且因此引起支撑在支撑体上的变形体横向于力主要方向指向的移位。
可能较小的横向力分量在实践中几乎会在每次向力传递元件的第二端部施加力的情况下产生,所述横向力分量不正好沿着力主要方向作用到力检测装置上或力传递元件上,在实践中通常是这样。因为施加到力传递元件上的横向力分量通过在径向方向上耐变形地构造的径向支撑元件被移除,并且因此不被传递到变形体的内部的力引入元件上,其中所述内部的力引入元件传递力地布置在杆状的力传递元件的第一端部上,所以变形元件与可能出现的横向力在很大程度上解耦。因为沿着径向方向支撑力传递元件的径向支撑元件在轴向方向上被弯曲弹性地构造,所以几乎不损害或改变沿着力主要方向作用到力传递元件上的压力。变形体的变形因此几乎仅仅通过沿着力主要方向作用到力测量装置上的压力而引起。避免了力测量装置或变形体横向于力主要方向的不希望的移位。
如果径向支撑元件在轴向方向上的变形可以比在径向方向上的变形具有明显更小的力花费,则径向支撑元件在轴向方向上是弯曲弹性的并且在径向方向上是刚性的。在力传递元件轴向移位的情况下,径向支撑元件应该将尽可能小的复位力施加到力传递元件上,但是利用尽可能大的阻力抑制力传递元件的径向移位或倾斜。
根据本实用新型构思的一种可选的设计方案规定:旋转对称的力测量体一体地构造。以这种方式,通过接头以及在内部的力引入元件、变形体和力引出环之间的后续连接能够避免对力传递的损害。
此外有利的是,力引入面布置在内部的力引入元件内的凹槽中。凹槽可以被盆形地构造并且由沿着轴向方向伸出的环形壁限制。凹槽的底面形成力引入面,凹槽以及周围壁的尺寸与杆状的力传递元件的尺寸相匹配,从而力传递元件能够在第一端部中容纳在盆形的凹槽内,并且在此能够支撑在力引入面上,从而力传递元件能够将沿着力主要方向作用的力传递到力引入面上,并且同时在侧向由环形壁引导,使得力传递元件不能在侧向滑出。
根据本实用新型构思的一种设计方案规定:所述变形体具有与外部的力引出环连接的外部的环形接片,该外部的环形接片与支承应变测量元件(Dehnungsmesselemente)的弯曲环连接,该弯曲环又通过内部的环形接片与内部的力引入元件连接,其中,所述外部的环形接片和所述内部的环形接片分别形成一弯曲接头(Biegegelenk),并且其中,从所述内部的力引入元件开始,内部的环形接片、弯曲环、外部的环形接片和外部的力引出环分别以增加的径向距离同心地围绕中心轴线布置。变形体的这种造型和设计在实践中已被证明并且与不同地构造的变形体相比允许精确地检测施加到内部的力引入元件上的力。这种旋转对称的变形体可以用简单的措施一体地制造,并且能够坚固地构造或者对振动或环境影响不敏感地构造。另外,这样的变形体以特别的方式适合于检测沿着中心轴线作用到内部的力引入元件上的力分量,而这样的变形体相对于沿着径向方向作用到变形体以及与其同心地布置的部件上的横向力分量相对不敏感。
优选地规定:沿着中心轴线分别彼此间隔开地并且与内部的力引入元件间隔开地布置两个或更多个径向支撑元件,并且力传递元件沿径向方向支撑在支撑体上。通过两个径向支撑元件——所述两个径向支撑元件彼此间隔开地贴靠在力传递元件上并且沿径向方向支撑力传递元件——已经能够很大程度上排除了力传递元件的不希望的倾斜。于是,几乎没有显著的横向力——所述横向力在第二端部上作用到力传递元件上——能够通过力传递元件传递到以传递力的方式布置在第一端部处的变形体上或者传递到变形体的容纳棒状的力传递元件的内部的力引入元件上。因为两个径向支撑元件或多个径向支撑元件在轴向方向上被弯曲弹性地构造,并且在沿着力主要方向作用到力传递元件上的压力的情况下在轴向方向上不产生更大的复位力,所以几乎不损害对压力的所希望的精确检测。
在许多情况下,两个彼此间隔开地布置的径向支撑元件应该已经足够,以便足够地支撑和固定力传递元件以防止不希望的倾斜。然而,根据各个径向支撑元件的设计方案和力测量装置的预先给定的测量范围,对于特定的应用情况来说,可能有利的是设置三个、四个或者还要更多个径向支撑元件,所述径向支撑元件分别彼此间隔开地形成用于力传递元件的强制引导。
根据本实用新型构思的一种可选的设计方案规定:至少一个径向支撑元件具有内部的固定环和外部的固定环,它们通过在径向方向上延伸的连接接片彼此连接。内部的固定环用于将径向支撑元件与力传递元件连接起来。内部的固定环能够例如夹紧地或通过螺纹作用与力传递元件连接。外部的固定环用于将径向支撑元件与以适当的方式构造的支撑体连接起来。支撑体在此例如能够是围绕沿着中心轴线布置的力传递元件的框架结构,或者也能够是围绕力传递元件同心地布置的套筒。外部的力固定环能够具有以适当的方式构造的固定器件,所述固定器件用于将外部的固定环固定在支撑体上。所述固定能够例如以夹紧的方式在槽中实现,所述槽构造在支撑体上并且沿着径向方向延伸。还可以考虑:外部的固定环被布置并旋拧在环形的凸缘上。
沿着径向方向延伸的连接接片以有利的方式被设计尺寸和构造,使得径向支撑元件能够将在径向方向上起作用的横向力通过连接接片由内部的固定环传递到外部的固定环上,并且抑制或防止与内部的固定环连接的力传递元件沿径向方向移位。同时,连接接片应有利地应当在轴向方向上尽可能是弯曲弹性的并且不产生更大的复位力,所述复位力抑制力传递元件在力主要方向上的轴向移位。
径向支撑元件能够例如由平坦的扁平板坯件制成。各个凹缺——所述凹缺沿着径向方向布置在内部的固定环和外部的固定环之间并且沿着周缘方向布置在相邻的连接接片之间——能够例如通过冲压或激光切割分离出来。通过这种方式,能够以很少的制造花费实现径向支撑元件由带有布置在其中的凹槽的扁平盘构成。同样可以考虑的是,径向支撑元件由圆形的且中心穿孔的膜片构成。膜片可以由合适的材料、例如金属或纤维复合材料制成。内部的固定环和外部的固定环必要时能够具有附加的增强和固定元件。
以有利的方式可选地规定:力测量装置具有壳体,其中所述壳体具有壳体底部,并且力测量体的外部的力引出环固定在壳体底部上,并且其中所述壳体具有围绕所述力测量体的壳体壁,该壳体壁与壳体底部刚性地连接并且形成用于固定至少一个径向支撑元件的支撑体。壳体可以具有盆形的造型。围绕力测量体的壳体壁可以构造成套筒状并且具有基本上中空柱形、旋转对称的造型。壳体壁可以在轴向方向上延伸越过力测量体而并且越过力传递元件的较大的范围,从而只有力传递元件的第二端部伸出超过壳体壁的上边缘。以这种方式,壳体形成了对力测量装置的有效保护以免受过度的外部应力。壳体可以一体地构造。同样可考虑的且在制造可能性方面有利的是:壳体底部和壳体壁分开地制造并且接下来彼此刚性地连接。壳体底部构造在面向壳体的内部空间的上侧面上,使得变形体能够以适当的方式布置在壳体底部上并且能够经由外部的力引出环与壳体底部固定连接。与壳体底部的上侧面相对置的壳体底部的下侧面能够要么基本上扁平地构造要么具有通常居中地布置的、在轴向方向上伸出的用于壳体或力测量装置的支承面。
为了能够实现额外地保护力测量装置以免受环境影响,可选地规定:壳体具有带有凹缺的壳体盖,力传递元件的第二端部伸出穿过所述凹缺。力传递元件可以例如通过弹性的环密封件定位在壳体盖的凹缺中,其中通过弹性的环密封件来密封壳体的内部空间,并且同时产生额外的弹性的复位作用,抵抗力传递元件的倾斜。
同样可行的是,利用附加的盖部来遮盖力传递元件的从壳体伸出的第二端部。所述盖部能够与壳体的尺寸相匹配。在背离力传递元件的第二端部的外侧面上,所述盖部可以具有贴靠面,该贴靠面有利于作用在外部的压力的力引入,以允许尽可能精确地检测压力。盖部可以刚性或松动放置地与力传递元件的第二端部连接。
原则上可以考虑,力传递元件与力测量体一体地构造。关于在径向方向上起作用的横向力的期望的解耦优选地规定:力传递元件与力测量体分开地制成并且利用构造在第一端部上的端面以传递力的方式在内部的力引入元件上支撑在力引入面上。力引入面有利地可以是底面,所述底面布置在内部的力引入元件内的凹部或凹槽中。内部的力引入元件可以例如具有盆形的造型。力传递元件可以通过弹性的环形密封件或者通过弹性的变形元件在径向方向上支撑在内部的力引入元件的围绕底面的内壁上。力引入元件通过端面直接支撑在力引入面上或者必要时支撑在内部的力引入元件的底面上。
优选地,力传递元件松动地放置在力引入面上并且在第一端部的区域中包围力传递元件的内壁充分地间隔开,从而在测量过程中通常出现机械应力和变形的情况下,力传递元件不在侧向或沿径向方向与内部的力引入元件直接接触,从而没有显著的横向力能够传递到内部的力引入元件上并且由此传递到力测量体或变形体上。力传递元件由于其布置在力测量装置中并且尤其由于通过径向支撑元件而实现的径向支撑而不可以倾斜,并且因此可以不承担摆式支撑件的功能,所述摆式支撑件在一些应用情况中与类似的力测量体结合使用,以便例如通过力引入元件的倾斜来补偿样本体或测量平台横向于力主要方向进行的移位,所述测量平台与从实践中已知的、具有这种摆式支撑件的力测量装置作用连接。
力传递元件能够有利地在其第二端部上具有凸形弯曲的端面。力传递元件也能够以相同的方式在其第一端部上具有凸形弯曲的端面。在这两种情况下,通过凸形弯曲的端面实现了:不会过度地通过在测量过程中可能出现的横向力分量损害测量结果。
附图说明
接下来详细阐述本实用新型构思的实施例,这些实施例在附图中示出。其中:
图1示出了从现有技术中已知的用于校准车辆用秤的方法,其中将常规的、从现有技术中已知的力传感器用于校准;
图2示出了用于校准车辆用秤的可比的方法,其中使用了根据本实用新型的力测量装置;
图3示出了图2中的局部III的放大且极其夸张的局部视图以及在执行校准过程期间根据本实用新型的力测量装置的图示;并且
图4示出了在图2和图3中示出的根据本实用新型的力测量装置的剖视图。
具体实施方式
在图1和图2中分别示出了被放入到地基1中的车辆用秤2。与相邻的地基1高度相同地布置的测量平台3通过常规的力传感器4被支撑在与地基1相连接的基座5上。当在图中未示出的车辆位于测量平台3上时,力传感器4通过车辆的重力被加载并且能够检测车辆的重量。由各个力传感器4提供的测量值能够利用同样未示出的处理装置进行归并(zusammenführen),以获取位于测量平台3上的车辆的重量。
为了进行精确测量,在开始使用这种车辆用秤2之前并且通常也在接下来在时间间隔中需要校准车辆用秤2。为此,必须将尽可能准确的已知力施加到测量平台3上,并且将力传感器4的测量结果与尽可能准确的已知力的预先给定的载荷值进行比较。然而,使用具有精确的已知自重的参考质量特别是在具有较大测量范围的车辆用秤中被认为是不切实际的,所述测量范围也适用于载重车辆或重型商用车辆。
出于这个原因,从现有技术中已知:为了进行校准在侧向在测量平台3旁暂时实现一个或多个悬臂6并且其与地基1相连,从而使近似水平延伸的悬臂7伸出直至超过测量平台3。然后在悬臂7和测量平台3之间能够布置通常液压操作的压力缸8和合适的力测量装置9。当移出压力缸8并且由此将压力施加到测量平台3上时,能够利用在力线通量(Kraftfluss)中布置在悬臂7和测量平台3之间的力测量装置9来检测和分析为了校准目的而施加到测量平台3上的压力。通过一个力测量装置9或者在必要时具有多个压力缸8的情况下通过相应配属的多个力测量装置9获取的、关于被施加到测量平台3上的参考负载的数值然后能够与布置在测量平台3下面的力传感器4的结果相比较并且由此对力传感器4进行校准。
已经表明,在执行校准测量期间,悬臂6的悬臂端7经常由于压力缸8的压力负载而稍微变形,并且向上远离测量平台3弯曲例如几毫米或者甚至更多。通过悬臂端7的变形不再能够保证,由悬臂7施加到力测量装置9上的压力仅仅垂直于测量平台3而指向,这在当前所介绍的应用情况下相应于力主要方向,从而使得横向于力主要方向指向的力分量作用到力测量装置9上。该横向力分量平行于测量平台3的表面并垂直于力主要方向而指向,该横向力分量会损害力测量装置9的精度。此外,所述横向力分量导致通常浮动地被支承的测量平台3沿着横向力分量的方向偏转并且在侧向移位。这可能导致进一步损害测量结果。在图1中,在仅仅示意性地示出并且在各个量值方面不按比例示出的图中,在校准过程中利用变形的悬臂端7施加到力测量装置9上的总力10——所述总力以与力主要方向11成角度α的方式作用到力测量装置9上——暗示(andeuten)了沿着力主要方向11起作用的压力分量12和横向于压力分量12而指向的横向力分量13。横向力分量13导致测量平台3的不期望的移位,被施加所述横向力分量13的力测量装置9被支撑在所述测量平台上。
通过使用根据本实用新型的力测量装置14,如在图2中示意性地示出的那样,即使在悬臂端7变形的情况下也能够有防止:施加到根据本实用新型的力测量装置14上的总力10导致过度损害测量结果并且在校准过程中测量平台3沿着横向力分量13的方向指向地移位。
从悬臂端7传递到根据本实用新型的力测量装置14上的横向力分量13基于力测量装置14的根据本实用新型的结构通过沿着相反方向起作用的力分量15来补偿,从而没有横向力分量13——所述横向力分量可能导致测量平台3的侧向移位——被传递到布置于力测量装置14下方的压力缸8上并且特别是被传递到布置于其下方的测量平台3上。在图4中示出了根据本实用新型的力测量装置14的示例性的实施变型方案的剖视图。在壳体底部16上固定有旋转对称地构造的力测量体17。力测量体17具有内部的力引入元件18,该内部的力引入元件18经由变形体19过渡到同心地围绕其布置的外部的力引出环20中。力引出环20通过其面向壳体底部16的环形底面与壳体底部16刚性并且传递力地连接。从内部的力引入元件18开始,变形体19具有内部的环形接片21、配备有未示出的应变测量元件的弯曲环22和外部的环形接片23,该外部的环形接片又过渡到外部的力引出环20中。内部的环形接片21、弯曲环22、外部的环形接片23以及外部的力引出环20分别旋转对称地构造并且同心地围绕在中心穿过内部的力引入元件18而延伸的中心轴线24布置。中心轴线24沿着力主要方向第11而延伸。
具有内部的力引入元件18的力测量体17与变形体19并且与外部的力引出环20一体地构造,并且通过紧固螺钉25固定在壳体底部16上,所述紧固螺钉与外部的力引出环20相作用。在此,内部的力引入元件18可以沿着轴向方向偏转,其中由此迫使变形体19并且特别是弯曲环22变形,所述变形可以利用未示出的应变测量元件来检测并且可以将其输送给分析机构。
内部的力引入元件18具有盆形构造的凹槽26。凹槽26的底面形成力引入面27,该力引入面被环形壁28包围并限制。杆状的力传递元件29以第一端部30布置在凹槽26中,从而凸形弯曲的第一端面31以力传递的方式支撑在力引入面27上。通过弹性的环形的变形元件32,力传递元件29的第一端部30在侧向或沿着径向方向支撑在环形壁28上,并且防止力传递元件29与环形壁28的侧向移位以及直接接触。
力传递元件29的与第一端部30相对置的第二端部33沿着中心轴线24从凹槽26伸出。第二端部33同样具有凸形弯曲的第二端面34。通过施加到第二端面34上的力作用,对置的第一端面31按压到内部的力引入元件18的力引入面27上并且在力传递元件29的轴向移位时引起内部的力引入元件18沿着力主要方向11偏转,并且随之引起弯曲环22的可测量的变形。
力传递元件29通过两个沿着轴向方向与内部的力引入元件18间隔开并且彼此间隔开地布置的径向支撑件35支撑在套筒形地包围力传递元件29的壳体壁36上。壳体壁36刚性地与壳体底部16连接,并且因此也刚性地与外部的力引出环20连接。两个径向支撑元件35中的每一个都具有内部的固定环37和外部的固定环38,它们通过多个沿径向方向延伸的连接接片39彼此连接。这样构造而成的径向支撑元件35——所述径向支撑元件可以由带有后来引入的凹缺的圆形的板坯件制成——在轴向方向上具有沿着中心轴线24弯曲弹性的特性并且在径向方向上基于在径向上刚性的连接接片39具有耐变形的特性。
内部的固定环37通过夹紧环40的螺纹作用与力传递元件29连接,从而沿着径向方向起作用的力能够被可靠地从力传递元件29传递到内部的固定环37上。在两个径向支撑元件35沿着轴向方向间隔开地布置的情况下,力传递元件29可以具有在径向上成阶梯的造型,以便能够将具有内部的固定环37——所述内部的固定环分别具有一个相同的直径——的两个径向支撑元件35从两个端部30和33推动到力传递元件29上,并且能够通过与之相匹配的夹紧环40的螺纹作用而固定在力传递元件29上。两个径向支撑元件35沿着外部的固定环37的外周缘被夹紧地固定在与之相匹配的且沿着周缘方向构造在壳体壁36上的槽41中。
通过根据本实用新型布置的径向支撑元件35防止了力传递元件29相对于中心轴线24的不希望的倾斜,使得力传递元件在测量过程中总是沿着力主要方向11定向,并且能够几乎仅仅传递沿着力主要方向11而指向的压力分量12,而施加到力传递元件29上的横向力分量13通过径向支撑元件35和壳体壁36被引出且不作用到力测量体17上。
壳体在与壳体底部16相对置的一侧上通过壳体盖42封闭,其中壳体盖42具有布置在中心的凹缺43,杆状的力传递元件29的第二端部33穿过该凹缺而伸出。力传递元件29通过两个同心地布置的环形的弹性的变形元件44、45在凹缺43中被引导,其中弹性的变形元件44、45起到密封作用,并附加地抑制力传递元件29从中心轴线24倾斜出来。盖部46松动地放置在力传递元件29的第二端面34上。盖部46沿着力主要方向11被支撑在力传递元件29的凸形弯曲的第二端面34上,并且夹紧式地且沿着径向方向由两个变形元件44、45引导地被保持。
通过布置在壳体壁36中的管接头47,导电的连接电缆能够以信号传输的方式被引入到力测量装置9的壳体中并且被连接到在弯曲环22上的应变测量元件上。应变测量元件的测量信号被无线数据传输给外部的分析装置也是可行的。
Claims (10)
1.力测量装置(14),其用于检测沿着力主要方向(11)作用到力测量装置(14)上的压力,其具有旋转对称的力测量体(17),其中,外部的力引出环(20)通过支承变形测量元件的变形体(19)与内部的力引入元件(18)连接,并且其中,所述内部的力引入元件(18)具有力引入面(27),在该力引入面上以传递力的方式布置了杆状的力传递元件(29)的第一端部(30),使得力传递元件(29)的与所述第一端部(30)对置的第二端部(33)逆着力主要方向(11)从内部的力引入元件(18)伸出,并且作用到力传递元件(29)的第二端部(33)上的压力能够通过力引入面(27)传递到力测量体(17)上,其特征在于,沿着在力主要方向(11)上穿过内部的力引入元件(18)而延伸的中心轴线(24)与该内部的力引入元件(18)间隔开地布置至少一个径向支撑元件(35),该至少一个径向支撑元件在轴向方向上弯曲弹性地构造并且在径向方向上耐变形地构造,其中,所述径向支撑元件(35)以传递力的方式贴靠在力传递元件(29)上、沿径向向外延伸并且在沿着径向处于外部的端部上以传递力的方式固定在与外部的力引出环(20)刚性连接的支撑体上,使得所述径向支撑元件(35)抑制力传递元件(29)从中心轴线(24)倾斜。
2.根据权利要求1所述的力测量装置(14),其特征在于,所述变形体(19)具有与外部的力引出环(20)连接的外部的环形接片(23),该外部的环形接片与支承应变测量元件的弯曲环(22)连接,该弯曲环又通过内部的环形接片(21)与内部的力引入元件(18)连接,其中,所述外部的环形接片(23)和所述内部的环形接片(21)分别形成一弯曲接头,并且其中,从所述内部的力引入元件(18)开始,内部的环形接片(21)、弯曲环(22)、外部的环形接片(23)和外部的力引出环(20)分别以增加的径向距离同心地围绕中心轴线(24)布置。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的力测量装置(14),其特征在于,沿着中心轴线(24)分别彼此间隔开地并且与内部的力引入元件(18)间隔开地布置两个或更多个径向支撑元件(35),并且力传递元件(29)沿径向方向支撑在支撑体上。
4.根据权利要求1或2所述的力测量装置(14),其特征在于,至少一个径向支撑元件(35)具有内部的固定环(37)和外部的固定环(38),它们通过在径向方向上延伸的连接接片(39)彼此连接。
5.根据权利要求4所述的力测量装置(14),其特征在于,所述径向支撑元件(35)由带有布置在其内的凹槽的扁平盘构成。
6.根据权利要求1或2所述的力测量装置(14),其特征在于,力测量装置(14)具有壳体,其中所述壳体具有壳体底部(16),并且力测量体(17)的外部的力引出环(20)固定在壳体底部(16)上,并且其中所述壳体具有围绕所述力测量体(17)的壳体壁(36),该壳体壁与壳体底部(16)刚性地连接并且形成用于固定至少一个径向支撑元件(35)的支撑体。
7.根据权利要求6所述的力测量装置(14),其特征在于,壳体具有壳体盖(42),该壳体盖具有凹缺(43),力传递元件(29)的第二端部(33)通过该凹缺而伸出。
8.根据权利要求1或2所述的力测量装置(14),其特征在于,力传递元件(29)与力测量体(17)分开地制造,并且利用被构造在第一端部(30)上的端面(31)以传递力的方式支撑在力引入面(27)上,所述力引入面由在内部的力引入元件(18)中的凹槽(26)内的底面形成。
9.根据权利要求1或2所述的力测量装置(14),其特征在于,力传递元件(29)在其第二端部(33)处具有凸形弯曲的端面(34)。
10.根据权利要求1或2所述的力测量装置(14),其特征在于,力传递元件(29)通过一个或多个弹性的变形元件(32、44、45)在径向上相对于内部的力引入元件(18)地被支撑。
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