DE102009012308B4

DE102009012308B4 - Lastfühler und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102009012308B4
Application number: DE102009012308.3A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Hayakawa; Kenji Morikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: US20090241690A1; US7832284B2; JP4687737B2; JP2009229416A; DE102009012308A1

Abstract

Belastungsfühler, welcher Folgendes umfasst: ein Detektierungselement (10), welches so ausgebildet ist, dass es mindestens eine Druckbelastung detektiert; und eine Bauteileinheit (20, 30, 35), welche ein erstes Bauteil (20), ein zweites Bauteil (30) und ein Vorbelastungs-Einstellteil (35) enthält; wobei das erste Bauteil (20) eine mit dem Detektierungselement (10) versehene Fläche aufweist; das erste Bauteil (20) und das zweite Bauteil (30) miteinander verbunden sind und so ausgebildet sind, dass eine Belastung auf das Detektierungselement (10) übertragen wird; das Vorbelastung-Einstellteil (35) ein äußeres Ende (38) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es eine Druckbelastung auf das Detektierungselement (10) aufbringt; das zweite Bauteil (30) einen Gewindeabschnitt (31) aufweist, welcher eine mit einem Gewindegang versehene Innenfläche besitzt und so ausgebildet ist, dass er mit dem Vorbelastungs-Einstellteil (35) verschraubbar ist; und das zweite Bauteil (30) so ausgebildet ist, dass es sich elastisch verformt um eine Änderung der Vorbelastung, die auf das Detektierungselement (10) aufgebracht wird, in Abhängigkeit von der Einstellung der Verschraubung des Vorbelastungs-Einstellteiles (35) zu bewirken; und wobei der Belastungsfühler weiter Folgendes enthält: ein Pufferteil (40), welches zwischen das Vorbelastungs-Einstellteil (35) und das Detektierungselement (10) eingesetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lastfühler. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Lastfühlers.
Beispielsweise offenbart die US 2005/0103124 A1 ( JP-A-2005-172793 ) ein Lastdetektierungselement der Kompressionsbauart, welches ein druckempfindliches Element und elektrische Isolatoren enthält. Das druckempfindliche Element hat eine elektrische Eigenschaft, welche sich in Abhängigkeit von der auf das Element einwirkenden Beanspruchung ändert. Das druckempfindliche Element besitzt zwei einander gegenüberliegende Oberflächen, auf welchen elektrische Isolatoren einstückig vorgesehen sind. Das druckempfindliche Element des Lastdetektierungselementes enthält eine Matrix, welche aus Glas gebildet ist, sowie leitfähige Partikel, welche eine bestimmte Leitfähigkeit haben. Die leitfähigen Partikel sind in der Matrix verteilt. Die leitfähigen Partikel sind beispielsweise aus RuO₂ hergestellt. Die Dicke des druckempfindlichen Elementes beträgt beispielsweise 1 μm bis 200 μm. Das druckempfindliche Element ist mit einem Paar von Elektroden versehen. Wie in der US 2005/0193828 A1 ( JP-A-2005-249598 ) und der JP-A-1137860 offenbart, kann das Lastdetektierungselement Druckbelastungen zusätzlich zu Zugbelastungen durch vorheriges Aufbringen einer Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement detektieren. Die US 2005/0193828 A1 und die JP-A-11-37860 mögen eine Wirkung lehren, welche durch Aufbringen der Vorbelastung auf das Detektierungselement erzeugt wird, lehren jedoch nicht ein Verfahren zur Aufbringung der Vorbelastung im Einzelnen.
Die Vorbelastung innerhalb eines bevorzugten Bereiches ist aufzubringen und daher muss die Vorbelastung eins nach dem anderen in Berücksichtigung der Abmessungsänderung der Komponenten des Lastdetektierungselementes eingestellt werden. Im allgemeinen ist die Torsionsfestigkeit des Lastdetektierungselementes geringer als die Druckfestigkeit des Elementes und daher ist das Lastdetektierungselement weniger widerstandsfähig gegen Anwendung eines Drehmoments im Vergleich zu der Anwendung einer Druckbelastung. Aus diesem Grunde wird in den Strukturen nach der US 2005/0193828 A1 und der JP-A-11-37860 , in welchen jeweils eine Schraube zur Aufbringung der Vorbelastung verwendet wird, das Lastdetektierungselement mit einem Drehmoment in Abhängigkeit von der Aufbringung der Vorbelastung beaufschlagt. Im allgemeinen ist die Festigkeit oder Starrheit in der Torsionsrichtung des Lastdetektierungselementes relativ zu der Festigkeit und der Starrheit in der Kompressionsrichtung ungenügend. Da das Lastdetektierungselement brechen kann, wenn ein zu großes Drehmoment aufgebracht wird, kann die Vorbelastung aufgrund der Aufbringung des Drehmomentes auf das Lastdetektierungselement beschränkt sein, so dass kein Ausfall des Lastdetektierungselementes verursacht wird.
Ein Beispiel eines Belastungsfühlers wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Ein Belastungsfühler 91 enthält ein Lastdetektierungselement 910, ein erstes bauliches Teil 920, ein zweites bauliches Teil 930, ein Vorbelastungs-Einstellteil 935, eine Signalverarbeitungsschaltung 950 und dergleichen. Die auf das Lastdetektierungselement 910 aufgebrachte Vorbelastung wird durch Verschrauben des Vorbelastungs-Einstellteils 935 in dem zweiten baulichen Teil 930 eingestellt. Um die Vorbelastung zu erhöhen bedarf es eines weiteren Einschrauben des Vorbelastungs-Einstellteiles 935. Die von dem Vorbelastungs-Einstellteil 935 auf das Lastdetektierungselement 910 aufgebrachte Beanspruchung erhöht sich in Abhängigkeit von der Zunahme der Einschraubtiefe und der Aufbringung der Vorbelastung. Folglich nimmt die Reibung zwischen dem Vorbelastungs-Einstellteil 135 und dem Lastdetektierungselement 910 zu und daher besteht die Neigung, dass das Drehmoment weiter auf das Lastdetektierungselement 910 übertragen wird. Wenn das Vorbelastungs-Einstellteil 935 weiter eingeschraubt wird, so wird das Drehmoment weiterhin direkt auf das Lastdetektierungselement 910 übertragen. Wenn eine große Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement 910 aufgebracht wird, kann ein übergroßes Drehmoment an dem Lastdetektierungselement 910 zur Wirkung kommen. Aus diesem Grunde ist die maximale Vorbelastung unter Berücksichtigung des Drehmomentes, welches auf das Lastdetektierungselement 910 einwirkt, beschränkt.
In Berücksichtigung des vorstehenden und anderer Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Belastungsfühler zu erzeugen, bei welchem ein Bereich der Vorbelastung und ein Detektierungsbereich der Last ebenfalls erhöht werden können. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Belastungsfühlers zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Belastungsfühler ein Detektierungselement, welches zum Detektieren mindestens einer Druckbelastung ausgebildet ist. Der Belastungsfühler enthält weiter ein bauliches Teil mit einem ersten Teil, einem zweiten Teil und einem Vorbelastungseinstellteil. Das erste Teil hat eine Oberfläche, die mit dem Detektierungselement versehen ist. Das erste Teil und das zweite Teil sind miteinander verbunden und so konfiguriert, dass eine Belastung auf das Detektierungselement übertragen wird. Das Vorbelastungs-Einstellteil hat ein Kuppenende, das so ausgebildet ist, dass es eine Druckbelastung auf das Detektierungselement aufbringt. Das zweite Bauteil hat einen mit Gewinde versehenen Bereich, der mit seinem Innenumfang eine Gewindebohrung bildet, welche so ausgebildet ist, dass sie mit dem Vorbelastungs-Einstellteil verschraubt werden kann. Das zweite Bauteil ist so ausgebildet, dass es sich elastisch verformt, um eine Änderung in der Vorbelastung zu bewirken, die auf das Detektierungselement in Abhängigkeit von einer Einstellung der Verschraubung des Vorbelastungs-Einstellteiles einwirkt. Der Belastungsfühler enthält weiter ein Pufferelement, das zwischen das Vorbelastungs-Einstellteil und das Detektierungselement eingesetzt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung des Belastungsfühlers geschaffen, wobei das Verfahren das Anordnen des Detektierungselementes zwischen das erste Bauteil und das Pufferelement umfasst. Das Verfahren enthält weiter das Verschrauben des Vorbelastungs-Einstellteiles in den Gewindebereich hinein, so dass eine Vorbelastung auf das Detektierungselement über das Pufferelement zur Wirkung gebracht wird, welches an dem zweiten Bauteil befestigt ist, so dass ein Lastdetektierungssignal, welches von dem Detektierungselement abgegeben wird, einen vorbestimmten Wert annimmt.
Die obigen und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. In diesen stellen dar:
1 eine Schnittansicht, welche einen Belastungsfühler gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine Explosionsdarstellung, welche den Belastungsfühler gemäß der genannten Ausführungsform im Schnitt zeigt;
3A eine Schnittdarstellung, welche einen Belastungsfühler gemäß einer ersten Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform zeigt; und
3B eine vergrößerte Ansicht, welche einen Körper eines zweiten Bauteils in der Nachbarschaft eines Pufferelementes des Belastungsfühlers in Blickrichtung von weiter unten mit Bezug auf die Darstellung von 3A zeigt;
4A eine perspektivische Ansicht eines Belastungsfühlers gemäß einer zweiten Abwandlung der Ausführungsform; und
4B eine Schnittansicht des Belastungsfühlers gemäß der zweiten Abwandlung der Ausführungsform; und
5 eine Schnittansicht eines Belastungsfühlers gemäß dem Stande der Technik.
Ausführungsform
Aufbau
Es folgt nun die Beschreibung des Aufbaus und der Konstruktion eines Belastungsfühlers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in den 1 und 2 gezeigt enthält ein Belastungsfühler 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein Lastdetektierungselement 10, einen Bauteilkörper, ein Vorbelastungs-Einstellbauteil 35, eine Signalverarbeitungsschaltung 50 und dergleichen. Der Bauteilkörper enthält ein erstes Bauteil 20 und ein zweites Bauteil 30.
Das Lastdetektierungselement 10 ist so ausgebildet, dass es mindestens eine Druckkraft detektiert. Das Lastdetektierungselement 10 enthält Teile 11 und 12 und ein druckempfindliches Element 100. Jedes der Lastdetektierungselementteile 11 und 12 ist aus einem Isolierwerkstoff gefertigt. Das druckempfindliche Element 100 hat im wesentlichen die Gestalt eines Films und ist zwischen die Elementteile 11 und 12 eingelagert. Die Isoliermaterialien der Elementteile 11 und 12 sind vorzugsweise keramische Materialien, beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit hoher Festigkeit. Die Elementteile 11 und 12 können aus mindestens einem der folgenden Werkstoffe gefertigt sein: Zirkonoxid (ZrO₂), MgAl₂O₄, SiO₂, 3Al2O₃·2SiO₂, Y₂O₃, CeO₂, La₂O₃, Si₃N₄ und dergleichen. Alternativ können die Elementteile 11, 12 aus einem metallischen Material oder dergleichen gefertigt sein und mit mindestens einem der vorgenannten Isolierwerkstoffe, nämlich ZrO₂, MgAl₂O₄, SiO₂, 3Al₂O₃·2SiO₂, Y₂O₃, CeO₂, La₂O₃, Si₃N₄ und dergleichen beschichtet sein, um elektrisch isolierend zu werden.
Es genügt, dass das druckempfindliche Element 100 aus einem Material gefertigt ist, welches sich bezüglich einer elektrischen Eigenschaft in Abhängigkeit von einer von außen aufgebrachten Last ändert. Beispielsweise kann das druckempfindliche Element 100 aus einem zusammengesetzten Werkstoff hergestellt sein, der aus Glas als Matrix sowie elektrisch leitfähigen Partikeln gebildet ist, welche in der Matrix verteilt sind. Die Matrix des druckempfindlichen Elements 100 kann beispielsweise aus Borsilikatglas hergestellt sein. Die leitfähigen Partikel des druckempfindlichen Elements können aus Rutheniumoxid (RuO₂), Blei-Ruthenat, oder dergleichen hergestellt sein. Die leitfähigen Partikel werden aber vorzugsweise aus Rutheniumoxid hergestellt.
Das druckempfindliche Element des Lastdetektierungselements 10 kann durch Aufrakeln, Extrudieren, Drucken, beispielsweise Siebdrucken, Übertragung oder dergleichen gebildet werden. Insbesondere wird das druckempfindliche Element beispielsweise durch Verteilen von RuO₂-Partikeln in Glas als Matrix hergestellt, so dass ein zusammengesetztes Material entsteht, wobei nach Belieben ein Schäumungsmittel oder ein Verstärkungsmittel zu dem zusammengesetzten Material hinzugefügt wird und ein geeigneter organischer Binder und Lösungsmittel verwendet werden derart, dass das zusammengesetzte Material Pastenform erhält. Das zusammengesetzte Material in Gestalt einer Paste wird geschmolzen und gesintert, so dass als Produkt das druckempfindliche Element 100 entsteht. Der organische Binder kann ein Zelluloseharz, Acrylharz oder dergleichen sein. Das Lösungsmittel kann Terpentinöl, Butylkarbitolazetat oder dergleichen sein.
Der organische Binder und das Lösungsmittel sind so gewählt, dass Poren in dem zusammengesetzten Material des druckempfindlichen Elements entstehen, wenn das zusammengesetzte Material erhitzt wird und die Temperatur so erhöht wird, dass es trocknet und entfettet wird. Das bedeutet, der organische Binder und das Lösungsmittel sind so gewählt, dass sie als Porenbildungsmittel wirken. Das Schäumungsmittel kann ein organisches Schäumungsmittel, beispielsweise Azodikarvonamid (ADCA) und ein anorganisches Schäumungsmittel sein.
Das druckempfindliche Element kann durch Bildung von Poren darin bezüglich des erscheinenden Young-Modul reduziert werden und hierdurch kann die Spannung, welche durch Einwirken von Beanspruchung auf das druckempfindliche Element verursacht wird, erhöht werden. Somit kann die Empfindlichkeit des Lastdetektierungselements 10 weiter verbessert werden. Wie oben beschrieben können die Poren spontan gebildet werden, wenn das zusammengesetzte Material einer Wärmebehandlung ausgesetzt und kalziniert wird, um das druckempfindliche Element zu bilden. Ein Schäumungsmittel aus einer organischen Substanz oder einer anorganischen Substanz kann zu dem zusammengesetzten Material des druckempfindlichen Elements hinzugefügt werden, um das zusammengesetzte Material aufzuschäumen, so dass sich darin Poren bilden, wenn das zusammengesetzte Material gesintert wird.
Wenn das druckempfindliche Element 100 durch Sintern hergestellt wird, dann wird ein Glaswerkstoff, der in dem zusammengesetzten Material des druckempfindlichen Elements enthalten ist, aufgeschmolzen und bildet bei der Erhitzung und Erhöhung der Temperatur die Matrix. In dem geschmolzenen Glas nehmen die Poren leicht im Wesentlichen kugelige Gestalt an. Jede der Poren ist vorzugsweise von kugeliger Gestalt. Da jede der Poren die Gestalt einer Kugel erhält, kann die Spannungskonzentration, welche teilweise in dem druckempfindlichen Element hervorgerufen wird, vermindert werden und folglich kann ein Bruch des Lastdetektierungselements 10 verhindert werden. Das isolierende Material kann durch Aufrakeln, Extrudieren oder dergleichen gebildet werden. Das druckempfindliche Element 100 und das isolierende Material können durch denselben Herstellungsprozess gebildet werden oder können durch unterschiedliche Herstellungsprozesse erzeugt werden.
Das druckempfindliche Element und das isolierende Material werden einstückig hergestellt, vorzugsweise durch Sintern. Das druckempfindliche Element 100 und das isolierende Material können aneinander unter Verwendung eines Klebstoffs, beispielweise niedrig schmelzenden Glases, aneinander festgeklebt werden. Das Lastdetektierungselement 10 kann aus Zirkonoxid und La_1-xSr_xMnO₃ (0 ≤ x ≤ 1), welches einen Druckwiderstandseffekt hat, als Hauptmaterialien, hergestellt sein. Im Einzelnen kann das Lastdetektierungselement 10 aus Partikeln von Zirkonoxid als einer Matrix und La_1-xSr_xMnO₃ (0 ≤ x ≤ 1), welches einen Druckwiderstandeffekt hat und in der Matrix verteilt ist, hergestellt sein. In der vorliegenden Struktur ändert das Lastdetektierungselement 10 seinen ohm'schen Widerstand (elektrischer Widerstand) entsprechend der Aufbringung einer Last und hierdurch kann die Last entsprechend der Änderung des ohm'schen Widerstands detektiert werden. Zirkonoxid hat einen hohen Wärmewiderstand, wodurch es schwierig ist, eine Temperaturänderung innerhalb des Sensors zu bewirken, der aus Zirkonoxid hergestellt ist. Aus diesem Grunde kann ein Detektierungsfehler, welcher durch eine Änderung in der Temperatur innerhalb des Sensors verursacht wird, in der vorliegenden Konstruktion vermindert werden. Zirkonoxid hat eine hohe Zähigkeit und aus diesem Grunde hat der Sensor, der aus Zirkonoxid hergestellt ist, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Belastung und Druck. Somit wird die mechanische Festigkeit des Lastdetektierungselements 10 erhöht, wenn es aus Zirkonoxid hergestellt wird und dadurch kann auch die Festigkeit und Starrheit des Belastungssensors 1 erhöht werden.
Das erste Bauteil 20 besitzt auf einer Seite eine Ausnehmung 21 im Wesentlichen im mittleren Bereich. Die Ausnehmung 21 hat feste Verbindung mit dem Lastdetektierungselement 10. Das erste Bauteil 10 weißt einen äußeren Umfangsrand auf, der einen Flansch 22 definiert. Die Ausnehmung 21 nimmt eine Verdrahtung 61, einen Signaldraht 62 und dergleichen zusätzlich zu dem Lastdetektierungselement 10 auf. Die Verdrahtung 61 verbindet elektrisch die Signalverarbeitungsschaltung 50 mit dem Lastdetektierungselement 10. Der Signaldraht 62 leitet ein von der Signalverarbeitungsschaltung 50 verarbeitetes Signal zu einem äußeren Gerät weiter. Das erste Bauteil 20 hat eine größere Starrheit als sowohl das Lastdetektierungselement 10 als auch das zweite Bauteil 30. Das erste Bauteil 20 ist beispielsweise aus Karbonstahl hergestellt. Das erste Bauteil 20 weist eine zweite Seite auf, welche gegenüberliegend zu derjenigen Seite ist, an welcher das Lastdetektierungselement 10 befestigt ist. Diese andere Seite des ersten Bauteils 20 ist mit einem Befestigungsteil 23 versehen, über welches das erste Bauteil 20 an einem Teil eines untersuchten Objektes (nicht dargestellt) befestigt ist, auf welches die zu messende Last einwirkt. Das Befestigungsteil 23 hat im Wesentlichen säulenförmige Gestalt und erstreckt sich von der Seite, an welcher das Lastdetektierungselement 10 angeordnet ist, in der Richtung zur gegenüberliegenden Seite. Der Außenumfang des Befestigungsteils 23 trägt ein Gewinde 23a, über welches das Befestigungsteil 23 an dem untersuchten Objekt festgeschraubt wird.
Das zweite Bauteil 30 enthält einen Hauptkörper 33, einen Kragen und ein Anschlussteil 34. Der Hauptkörper 33 hat im Wesentlichen säulenförmige Gestalt und erstreckt sich mit Bezug auf die Darstellung von 1 in vertikaler Richtung. Der Kragen ist an der Unterseite des Hauptkörpers 33 gelegen, wie aus 1 ersichtlich ist. Der Kragen hat im Wesentlichen die Gestalt eines Flansches und erstreckt sich radial von der Unterseite des Hauptkörpers 33 weg. Das Anschlussteil 34 reicht von dem äußeren Umfangsrand des Kragens nach abwärts. Das Anschlussteil 34 ist im Durchmesser reduziert und so ausgebildet, dass es den Flansch 22 des ersten Bauteils 20 umgreift. Das Anschlussteil 34 kann an dem Flansch 22 des ersten Bauteils 20 fest geschweißt sein. Das zweite Bauteil 30 verformt sich elastisch und bringt dadurch eine Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement 10 auf. Das zweite Bauteil 30 und das erste Bauteil 20 übertragen die Belastung, welche von außen aufgebracht wird, auf das Lastdetektierungselement 10 und dadurch kann die Belastung durch das Lastdetektierungselement 10 detektiert werden.
Aufgrund der vorliegenden Gestaltung des ersten Bauteils 20 und des zweiten Bauteils 30 ist die Starrheit des ersten Bauteils 20 und des zweiten Bauteils 30 in der Kompressionsrichtung, in welcher das Lastdetektierungselement 10 mit Druck beaufschlagt wird, geringer als die Starrheit der genannten Teile in anderen Richtungen. Der Hauptkörper 33 hat einen Einstellteil-Aufnahmeabschnitt (Gewindebereich) 31, der am Boden geschlossene, rohrförmige Gestalt besitzt und eine Bohrung aufweist, welche sich vom Mittenbereicht der oberen Fläche des Teiles gemäß 2 im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Der Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 besitzt eine innere Umfangsfläche, welche mit Gewindegängen 32 versehen ist. Der Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 weist ein Pufferteil 40 auf, das einstückig mit dem Hauptkörper 33 ausgebildet ist. Das Pufferteil 40 bildet die Bodenfläche des Hauptkörpers 33 aus. Die äußere Umfangsfläche des Hauptkörpers 33 ist mit einem Gewinde 33a versehen. Das Gewinde 33a ist so ausgebildet, dass es in ein zu untersuchendes Objekt (nicht dargestellt) eingeschraubt werden kann.
Das Pufferteil 40 ist in Kontakt mit dem Lastdetektierungselement 10 an einer Oberfläche 41 des Pufferelementes. Die Oberfläche 41 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Bodenfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31. Das Pufferteil 40 ist einstückig mit dem zweiten Bauteil 30 ausgebildet. Das Pufferteil 40 kann sich nicht selbständig gegenüber dem zweiten Bauteil 30 verdrehen. Das Vorbelastungs-Einstellteil 35 ist im Wesentlichen zylindrischer Gestalt und hat an seiner äußeren Umfangsfläche Gewindegänge 36. Die Gewindegänge 36 können mit den Gewindegängen 32 in Eingriff gebracht werden, welche an der inneren Umfangsfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31 vorgesehen sind. Das Vorbelastungs-Einstellteil 35 kann in den Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 eingeschraubt werden. Das Vorbelastungs-Einstellteil 35 wird in den Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 hineingeschraubt und presst sich schließlich mit seinem äußeren Ende 38 gegen das Pufferteil 40. Das hintere Ende des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 hat eine Werkzeugeingriffs-Ausnehmung 37, in welche ein Werkzeug (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann, um das Vorbelastungs-Einstellteil 35 zu drehen. Das Werkzeug ist zusammen mit dem Vorbelastungs-Einstellteil 35 um dessen Achse verdrehbar, wenn es mit dem Vorbelastungs-Einstellteil 35 in Eingriff gebracht ist. Das Werkzeug wird mit der Werkzeugeingriffs-Ausnehmung 37 in Eingriff gebracht und das Vorbelastungs-Einstellteil 35 wird unter Verwendung des Werkzeugs verdreht. Hierdurch wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 in den Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 hineingeschraubt und das Pufferteil 40 kann mit Druck beaufschlagt und deformiert werden.
Wirkungsweise
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bringt der Belastungsfühler mit der oben beschriebenen Konstruktion die folgenden Wirkungen im Gebrauch hervor. Das Lastdetektierungselement 10, die Signalverarbeitungsschaltung 50 und dergleichen sind innerhalb der Ausnehmung 21 des ersten Bauteils 20 befestigt. Danach wird der Anschlussabschnitt 34 des zweiten Bauteils 30 an den Flansch 22 des ersten Bauteils 20 angesetzt. Hierauf wird der Anschlussabschnitt 34 deformiert, um den eingezogenen oder gekrimpten Abschnitt 34a zu bilden und die Befestigung an dem Flansch 22 herzustellen. Auf diese Weise wird das erste Bauteil 20 mit dem zweiten Bauteil 30 vereinigt. In dem vorliegenden Zustand befindet sich die Oberfläche 41 des Pufferteiles 40 auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Bauteil 30 nicht in Berührung mit dem Lastdetektierungselement 10, und die Oberfläche 41 und das Lastdetektierungselement 10 bilden zwischen sich einen Zwischenraum. Der Zwischenraum wird durch Einschrauben des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 vermindert. Bei der vorliegenden Konstruktion kann ein Dimensionierungsfehler der Bauteile absorbiert werden. Alternativ kann die Oberfläche 41 des Pufferteiles 40 auf der gegenüberliegenden Seite zu dem zweiten Bauteil 30 in Berührung zu dem Lastdetektierungselement 10 in einem Zustand sein, in welchem das erste Bauteil 20 mit dem zweiten Bauteil 30 vereinigt ist. In diesem Falle kann eine bestimmte Größe der Vorbelastung unmittelbar nach Vereinigung des ersten Bauteils 20 mit dem zweiten Bauteil 30 vorhanden sein. Danach wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 in den Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 hineingeschraubt. Bei dem vorliegenden Vorbelastungsprozess werden die folgenden Prozessschritte unter Überwachung der Belastung durchgeführt, welche unter Verwendung des Lastdetektierungselementes 10 und der das ausgegebene Signal detektierenden Signalverarbeitungsschaltung 50 erfasst wird. Hierdurch kann die auf das Lastdetektierungselement 10 aufgebrachte Vorbelastung in der gewünschten Weise genau gesteuert werden, indem die Belastung detektiert wird, was unter Verwendung des Lastdetektierungselementes 10 geschieht.
Die Vorbelastung, welche auf das Lastdetektierungselement 10 zur Wirkung gebracht wird, ändert sich nicht, bevor das äußere Ende 38 des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 Kontakt mit der Bodenfläche des Pufferteiles 40 des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31 aufnimmt. Anfänglich befindet sich das untere Ende 38 des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 nicht in Kontakt mit dem Pufferteil 40 und dadurch wird ein Drehmoment, das durch Verdrehung des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 verursacht wird, nicht auf das Pufferteil 40 übertragen. Das Vorbelastungs-Einstellteil 35 wird weiter eingeschraubt, nachdem das Vorbelastungs-Einstellteil 35 Kontakt mit der Bodenfläche des Pufferteils 40 aufgenommen hat. Das Pufferteil 40 deformiert sich dadurch, dass es von dem Vorbelastungs-Einstellteil 35 mit Druck beaufschlagt wird. Die gegenwärtige Deformation, welche in dem Pufferteil 40 hervorgerufen wird, übt einen Einfluss auf das Lastdetektierungselement 10 aus. Im Einzelnen macht, wenn das Vorbelastungs-Einstellteil 35 weiter eingeschraubt wird, die Fläche 41 des Pufferteiles 40 auf der gegenüberliegenden Seite Kontakt mit dem Lastdetektierungselement 10. Wenn die Fläche 41 des Pufferteiles 40 weiter gegen das Lastdetektierungselement 10 drückt, dann wird die Vorbelastung, die auf das Lastdetektierungselement 10 zur Wirkung gebracht wird, groß. Wenn die gegenwärtig auf das Lastdetektierungselement 10 aufgebrachte Vorbelastung immer noch kleiner als eine Ziel-Vorbelastung ist, dann wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 doch noch weiter eingeschraubt und hierdurch kann die augenblicklich ausgeübte Vorbelastung erhöht werden. Das äußere Ende 38 des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 befindet sich in Kontakt mit dem Pufferteil 40, so dass das Drehmoment, das durch Verdrehung des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 verursacht wird, auf das Pufferteil 40 übertragen werden kann. Selbst unter diesen Bedingungen ist die Übertragung des Drehmomentes auf das Lastdetektierungselement 10 auf ein geringes Maß beschränkt, da das zweite Bauteil 30 einstückig mit dem Pufferteil 40 verbunden ist und die Eigenschaft des Pufferteiles 40, beispielsweise bezüglich Material und Dicke, so gewählt ist, dass eine Deformation, die in dem Pufferteil 40 verursacht wird, keinen wesentlichen schlechten Einfluss auf das Lastdetektierungselement 10 hat.
Wenn das Vorbelastungs-Einstellteil 35 weiter vorgeschraubt wird, dann überschreitet die Spannung, welche in dem zweiten Bauteil 30 und/oder in dem Lastdetektierungselement 10 in Richtung auf das Pufferelement 40 verursacht wird, schließlich eine elastische Grenze und somit werden das zweite Bauteil 30 und/oder das Lastdetektierungselement 10 eine plastische Deformation veranlassen. Unter dieser Bedingung nehmen die aufgebrachten Vorbelastungen nicht weiter zu. An einem Punkt des Nachgebens steigt die aufgebrachte Vorbelastung unabhängig von einem weiteren Vorschrauben des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 nicht weiter an. Von dem Punkt des Nachgebens an wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 weiter vorgeschraubt, um eine plastische Deformation in dem zweiten Bauteil 30 und/oder dem Pufferteil 40 hervorzurufen. Danach wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 in der entgegengesetzten Richtung verdreht, welche entgegengesetzt zur Einschraubrichtung ist, bei welcher das Vorbelastungs-Einstellteil 35 zuvor verschraubt wurde und hierdurch wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 leicht gegenüber der Position zurückgenommen, welche dem Punkt des Nachgebens entspricht, so dass die aufgebrachte Vorbelastung reduziert werden kann. In diesem Zustand bleibt die plastische Deformation, welche in dem zweiten Bauteil 30 und/oder dem Pufferteil 40 erzeugt wurde.
Bei diesem Prozess wird einmal das zweite Bauteil 30 und/oder das Pufferteil 40 am Punkt des Nachgebens deformiert und danach wird die Deformation entlastet. Hierdurch können die folgenden betriebsmäßigen Wirkungen (a) bis (c) erzeugt werden.

(a) Die Vorbelastung, welche auf das Detektierungselement 10 aufgebracht wird, kann kleiner eingestellt werden als ein Anfangswert der aufgebrachten Vorbelastung, wenn das erste Bauteil 20 und das zweite Bauteil 30 miteinander kombiniert werden. Das bedeutet, die elastische Deformation nimmt entsprechend einem Betrag der plastischen Deformation ab und hierdurch kann die aufgebrachte Vorbelastung vermindert werden.
(b) Das zweite Bauteil 30 und/oder das Pufferteil 40, insbesondere das Pufferteil 40, welches Berührung mit dem Lastdetektierungselement 10 aufnimmt, verursacht eine plastische Deformation und hierdurch wird sein Material gehärtet, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen.
(c) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird einmal die Vorbelastung über der Maximalbelastung in einer Belastungsmessung auf den Belastungsfühler aufgebracht und danach wird die Vorbelastung unter den Punkt des Nachgebens vermindert. Dadurch erleiden das zweite Bauteil 30 und/oder das Pufferteil 40 keine plastische Deformation bei Aufbringen einer Belastung bis zur maximalen Belastung. Die Zuverlässigkeit des Detektierens des Belastungsfühlers kann so erhöht werden.

Das erste Bauteil 20 und das zweite Bauteil 30 halten zwischen sich das Lastdetektierungselement 10 in einer eingelagerten Richtung und das erste Bauteil 20 wird in der Einlagerungsrichtung auf das Lastdetektierungselement 10 gedrückt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Starrheit des zweiten Bauteils 30, welches die Belastung auf das Lastdetektierungselement 10 übertragt, in der Einlagerungsrichtung geringer als die Starrheit des zweiten Bauteils 30 in anderen Richtungen als der Einlagerungsrichtung. In der vorliegenden Konstruktion kann der Einfluss auf das Detektieren des Belastungsfühlers, welcher durch Belastungen hervorgerufen wird, die von anderen Richtungen einwirken, reduziert werden. Die in der Einlagerungsrichtung aufgebrachte Belastung kann somit selektiv und genau erfasst werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Komponenten jeweils aus den oben beschriebenen Materialien hergestellt und hierdurch kann eine Schwankung in der Vorbelastung, welche durch thermische Ausdehnung verursacht wird, auf ein Minimum reduziert werden, beispielsweise bei einem Mittelwert auf Null. Die linearen Ausdehnungskoeffizienten von Aluminiumoxid, Karbonstahl (S35C, SCM435) und rostfreien Stahl (SUS304, SUS305) sind jeweils etwa 7,2 × 10^–6/°C, 10.8–11,4 × 10^–6/°C und 17,3 × 10^–6/°C. Die Summe der Produkte der Dicke und des linearen Ausdehnungskoeffizienten der Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 20 und dem zweiten Bauteil 30 ist vorzugsweise dieselbe wie die Summe der Produkte der Dicke und des linearen Ausdehnungskoeffizienten des zwischengelagerten Bereiches, welcher hauptsächlich das Vorbelastungs-Einstellteil 35, das Pufferteil 40 und das Lastdetektierungselement 10 enthält. Das bedeutet, die thermische Ausdehnung, welche in dem ersten Bauteil 20, dem zweiten Bauteil 30, dem Vorbelastungs-Einstellteil 35, dem Pufferteil 40 und dem Lastdetektierungselement 10, welches in dem Zentrum des Belastungsfühlers 1 angeordnet ist, und die thermische Ausdehnung, welche in dem verbundenen Bereich zwischen dem ersten Bauteil 20 und dem zweiten Bauteil 30 verursacht wird, sind vorzugsweise gleich. Hierdurch kann die thermische Ausdehnung, welche in den Verbindungsteilen und dem Lastdetektierungselement 10 verursacht wird, vernachlässigt werden und hierdurch kann der Einfluss, beispielsweise eine Schwankung in der Belastung, welche durch thermische Expansion verursacht wird, auf ein Minimum reduziert werden.
Erste Abwandlung
Wie in den 3A und 3B gezeigt, kann anstelle des zweiten Bauteils 30 der obigen Ausführungsform ein zweites Bauteil 300 verwendet werden. Anstelle des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31 des Hauptkörpers 33 des zweiten Bauteils 30 besitzt der Hauptkörper 330 des zweiten Bauteils 300 einen Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 310. Der Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 310 besitzt eine Durchgangsöffnung und ist von dem Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 verschieden. Anstelle des Pufferteiles 40 ist ein Pufferteil 41 an dem Hauptkörper 330 des zweiten Bauteils 300 an dem Ort des Pufferteils 40 in der obigen Ausführungsform vorgesehen. Das Pufferteil 41 hat im wesentlichen dünn-streifenförmige Gestalt und besitzt eine Dicke, welche im wesentlichen der Dicke des Pufferteiles 40 entspricht. Wie in 3B gezeigt, besitzt das zweite Bauteil 300 eine Ausnehmung, in welche das Pufferteil 41 im wesentlichen ohne Zwischenraum eingesetzt werden kann. Die Ausnehmung des zweiten Bauteiles 300 erstreckt sich in Längsrichtung und in Breitenrichtung des Pufferteiles 41 und ist dem Pufferteil 41 in der Richtung angepasst, in welcher das Vorbelastungs-Einstellteil 35 gedreht und eingesetzt wird. Gemäß der vorliegenden Konstruktion können sich das Pufferteil 41 und das zweite Bauteil 300 nicht relativ zueinander in der Drehrichtung des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 verdrehen. Alternativ kann das Pufferteil 41 scheibenförmig sein und kann durch Presssitz in eine Ausnehmung des zweiten Bauteils eingepresst werden. Gemäß der vorliegenden ersten Modifikation ist das Pufferteil 41 durch Presssitz eingesetzt und daher kann das Pufferteil 41 im Gebrauch eine Wirkung hervorbringen, selbst wenn das Material des Pufferteiles 41 anders gewählt wird.
In dem Belastungsfühler 2 gemäß der vorliegenden ersten Modifikation wird das Vorbelastungs-Einstellteil 35 verschraubt, um die Vorbelastung zu steuern, welche auf das Lastdetektierungselement 10 aufgebracht wird. In dem vorliegenden Zustand ist das Pufferteil 41 zwischen das Vorbelastungs-Einstellteil 35 und das Lastdetektierungselement 10 eingesetzt und so befestigt, dass es sich nicht relativ zu dem zweiten Bauteil 300 verdreht. Daher wird ähnlich wie bei der obigen Ausführungsform die Übertragung eines übergroßen Drehmoments auf das Lastdetektierungselement 10 im wesentlichen vermieden und es kann eine große Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement 10 aufgebracht werden. Gemäß der vorliegenden ersten Modifikation kann zusätzlich zu der Wirkung im Gebrauch der obigen Ausführungsform das Material des Pufferteiles 41 unterschiedlich vom Material des zweiten Bauteils 300 sein. Beispielsweise kann das Pufferteil 41 aus rostfreien Stahl hergestellt sein und das zweite Bauteil 300 kann aus Karbonstahl hergestellt sein.
Zweite Modifikation
Das erste Bauteil 20 und das zweite Bauteil 30 brauchen nicht gesonderte Bauteile sein, sondern können einstückig ausgebildet sein. Im einzelnen hat gemäß der vorliegenden zweiten Modifikation, wie sie in den 4A und 4B gezeigt ist, ein Belastungsfühler 400 einen Hauptkörper 401, in welchem eine Öffnung 405 gebildet ist, in welcher sich das Lastdetektierungselement 10 befindet. Die Öffnung 405 erstreckt sich senkrecht zur Vertikalrichtung mit Bezug auf 4B, in welcher die Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement 10 aufgebracht wird. Die Öffnung 405 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene von 4B. Die Öffnung 405 kann ein länglicher Durchbruch sein. Die Öffnung 405 hat eine Breite in Seitenrichtung senkrecht zur Vertikalrichtung, in welcher die Vorbelastung aufgebracht wird, und diese Seite ist größer als die Höhe der Öffnung 405 in der Vertikalrichtung. Gemäß der vorliegenden Modifikation ist die Starrheit des Hauptkörpers 401 in der Vertikalrichtung, in welcher die Vorbelastung auf den Hauptkörper 401 aufgebracht wird, geringer als die Starrheit des Hauptkörpers 401 in anderen Richtungen. Gemäß der vorliegenden Konstruktion ist die Öffnung 405 in der Richtung senkrecht zur Druckrichtung, in welcher die Vorbelastung aufgebracht wird, länglich und dadurch ist die Starrheit des Hauptkörpers 401 in der Druckrichtung niedriger als die Starrheit in von der Druckrichtung verschiedenen Richtungen. Somit kann die Empfindlichkeit des Lastdetektierungselements 10 in der Druckrichtung im Vergleich zu den Empfindlichkeiten in anderen Richtungen erhöht werden. Die Länge der Öffnung 405 wird unter Berücksichtigung der mechanischen Festigkeit des Hauptkörpers 401, der Empfindlichkeit des Lastdetektierungselements 10 und dergleichen bestimmt. Das Lastdetektierungselement 10 und die Innenseite der Öffnung 405 können zwischen sich ein Pufferelement ähnlich wie bei der obigen Ausführungsform und der ersten Modifikation halten.
Der Hauptkörper 401 hat im wesentlichen säulenförmige Gestalt und ist einstückig mit den Befestigungsabschnitten 402 und 403 ausgebildet. Die Befestigungsabschnitte 402 und 403 erstrecken sich von dem Hauptkörper 401 in entgegengesetzten axialen Richtungen. Die Befestigungsabschnitte 402, 403 erstrecken sich in Vertikalrichtung (Kompressionsrichtung), in welcher ein Vorbelastungs-Einstellteil 410 die Vorbelastung auf das Lastdetektierungselement 10 aufbringt. Die äußeren Umfangsflächen der Befestigungsabschnitte 402 und 403 sind jeweils mit Schraubgewinden 402a bzw. 403a versehen, mittels welchen der Belastungsfühler 400 an einem untersuchten Objekt (nicht gezeigt) befestigt wird. Der Befestigungsabschnitt 403 und der Hauptkörper 401 besitzen einen Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 4011, welcher eine Sackbohrung ist, die sich von der äußeren Oberfläche des Befestigungsabschnittes 403 an der gegenüberliegenden Seite des Hauptkörpers 401 in Richtung auf die Bodenfläche auf der Seite der Öffnung 405 erstreckt. Das Vorbelastungs-Einstellteil 410 wird in den Befestigungsabschnitt 403 eingeschraubt und hierdurch wird das Lastdetektierungselement 10 gedrückt und über ein Pufferteil 420 mit der Vorbelastung beaufschlagt. Das Pufferteil 420 ist zwischen das Vorbelastungs-Einstellteil 410 und das Lastdetektierungselement 10 eingesetzt. Das Pufferteil 420 ist beispielsweise einstückig mit dem Hauptkörper 401 ausgebildet. Das Pufferteil 420 kann auch in den Hauptkörper 401 so eingesetzt werden, dass das Pufferteil 420 nicht relativ zu dem Hauptkörper 401 verdrehbar ist. Wenn das Pufferteil 420 ein vom Hauptkörper 401 gesondertes Bauteil ist, dann kann das Pufferteil 20 aus einem vom Material des Hauptkörpers 401 und des Lastdetektierungselementes 10 verschiedenen Material beispielsweise rostfreien Stahl, gefertigt sein.
Dritte Modifikation
Das Vorbelastungs-Einstellteil 35 oder der Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31, 310 braucht nicht mit Gewindegängen versehen zu sein, bevor die Teile zusammengebaut werden. Beispielsweise können in der Konstruktion gemäß 4B die Gewindegänge nur an der inneren Umfangsfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 4011 vorgesehen sein und es brauchen keine Gewindegänge an der äußeren Umfangsfläche des Vorbelastungs-Einstellteiles 410 vorgesehen zu sein. Alternativ können Gewindegänge nur an der äußeren Umfangsfläche des Vorbelastungs-Einstellteiles 410 vorgesehen sein und es brauchen keine Gewindegänge an der inneren Umfangsfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 4011 vorgesehen zu sein.
In der obigen Ausführungsform und den Modifikationen können Gewindegänge nur an der inneren Umfangsfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31, 310 vorgesehen sein und es brauchen keine Gewindegänge an der äußeren Umfangsfläche des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 vorgesehen sein. Alternativ können Gewindegänge nur an der äußeren Umfangsfläche des Vorbelastungs-Einstellteiles 35 vorgesehen sein und Gewindegänge brauchen nicht an der inneren Umfangsfläche des Einstellteil-Aufnahmeabschnittes 31, 310 vorgesehen sein. Selbst bei diesen Konstruktionen werden, wenn das Vorbelastungs-Einstellteil 35 in den Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31 310 eingedreht wird, Gewindegänge an der Umfangsfläche gebildet, an welcher zunächst keine Gewindegänge vorgesehen waren. Die Gewindegänge werden sowohl an dem Vorbelastungseinstellteil 35, 410 als auch dem Einstellteil-Aufnahmeabschnitt 31, 310, 4011 in dem Belastungsfühler erzeugt, welcher letztlich hergestellt wird.
Es sei angemerkt, dass zwar die Vorgänge bei den Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung hier als eine spezifische Folge von Schritten enthaltend beschrieben wurden, dass aber weitere alternative Ausführungsformen, welche verschiedene andere Folgen von Schritten und/oder zusätzliche Schritte enthalten, wie sie hier nicht im Einzelnen angegeben sind, als innerhalb der Schritte gemäß der technischen Lehre nach der vorliegenden Erfindung liegend anzusehen sind.
Die obigen Konstruktionen der Ausführungsformen können in geeigneter Weise kombiniert werden. Vielerlei Modifikationen und Änderungen können an den obigen Ausführungsformen in verschiedener Weise vorgenommen werden, ohne dass hierdurch die Lehre nach der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

Belastungsfühler, welcher Folgendes umfasst: ein Detektierungselement (10), welches so ausgebildet ist, dass es mindestens eine Druckbelastung detektiert; und eine Bauteileinheit (20, 30, 35), welche ein erstes Bauteil (20), ein zweites Bauteil (30) und ein Vorbelastungs-Einstellteil (35) enthält; wobei das erste Bauteil (20) eine mit dem Detektierungselement (10) versehene Fläche aufweist; das erste Bauteil (20) und das zweite Bauteil (30) miteinander verbunden sind und so ausgebildet sind, dass eine Belastung auf das Detektierungselement (10) übertragen wird; das Vorbelastung-Einstellteil (35) ein äußeres Ende (38) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es eine Druckbelastung auf das Detektierungselement (10) aufbringt; das zweite Bauteil (30) einen Gewindeabschnitt (31) aufweist, welcher eine mit einem Gewindegang versehene Innenfläche besitzt und so ausgebildet ist, dass er mit dem Vorbelastungs-Einstellteil (35) verschraubbar ist; und das zweite Bauteil (30) so ausgebildet ist, dass es sich elastisch verformt um eine Änderung der Vorbelastung, die auf das Detektierungselement (10) aufgebracht wird, in Abhängigkeit von der Einstellung der Verschraubung des Vorbelastungs-Einstellteiles (35) zu bewirken; und wobei der Belastungsfühler weiter Folgendes enthält: ein Pufferteil (40), welches zwischen das Vorbelastungs-Einstellteil (35) und das Detektierungselement (10) eingesetzt ist.
Belastungsfühler nach Anspruch 1, bei welchem das Pufferteil (40) einstückig mit dem zweiten Bauteil (30) verbunden ist.
Belastungsfühler nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das erste Bauteil (20) und das zweite Bauteil (30) zwischen sich das Detektierungselement (10) zwischengelagert in einer Zwischenlagerungsrichtung halten und die Starrheit der Bauteileinheit (20, 30, 35) in der Zwischenlagerungsrichtung geringer als die Starrheit der Bauteileinheit (20, 30, 35) in anderen Richtungen ist.
Belastungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem sich das Pufferteil (40) in Berührung mit einem Kontaktbereich des Detektierungselementes (10) befindet, wobei der Kontaktbereich aus Keramik, das Pufferteil (40) aus rostfreiem Stahl und das zweite Bauteil (30) aus Karbonstahl gefertigt sind.
Belastungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Detektierungselement (10) eine Matrix, welche aus Glas gebildet ist, und leitfähige Partikel aufweist, welche in der Matrix verteilt sind und aus RuO₂ gebildet sind, welches elektrisch leitfähig ist, bei welchem das Detektierungselement (10) ein druckempfindliches Teil (100) enthält, welches sich in einer elektrischen Eigenschaft in Abhängigkeit von der Aufbringung von Belastung ändert, und weiter Isolierteile (11, 12) enthält, welche elektrisch isolierend sind, und wobei die isolierenden Teile (11, 12) einstückig jeweils an den aneinander gegenüberliegenden Flächen des druckempfindlichen Elementes (100) gebildet sind.
Belastungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Pufferteil (40) an dem zweiten Bauteil (30) befestigt ist.
Belastungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Bauteileinheit (20, 30, 35) in ihrem Inneren einen Innenraum (405) bildet, welcher eine erste Länge in einer Axialrichtung der Bauteileinheit (20, 30, 35) aufweist, wobei der Innenraum (405) eine zweite Länge in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung aufweist, und wobei die erste Länge geringer als die zweite Länge ist.
Belastungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das erste Bauteil (20), das zweite Bauteil (30) und das Pufferteil (40) einstückig ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung des Belastungsfühlers nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anordnen des Detektierungselements (10) zwischen dem ersten Bauteil (20) und dem Pufferteil (40); und Verschrauben des Vorbelastungs-Einstellteiles (35) in den Gewindeabschnitt (31), derart, dass eine Vorbelastung auf das Detektierungselement (10) über das Pufferteil (40) aufgebracht wird, das an dem zweiten Bauteil (30) befestigt ist, so dass ein Lastdetektierungssignal, welches von dem Detektierungselement (10) abgegeben wird, einen vorbestimmten Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Aufbringen der Belastung weiter Folgendes umfasst: Überwachen des von dem Detektierungselement (10) abgegebenen Lastdetektierungssignales.