DE3218577A1 - Kraftwandler - Google Patents

Description

Setra Systems, Inc. Natick, Massachusetts ol76o, V.St.A,

Kraftwandler

Die Erfindung betrifft einen Kraftwandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 18 und insbesondere einen Kraftwandler mit hoher Auflösung und großer Genauigkeit.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Erfassen von Kraft oder Gewicht wird ein Rückkopplungs-Näherungsweg beschritten/ der eine bewegliche Spule in einem festen Magnetfeld verwendet. Die Spule ist längs einer empfindlichen oder Fühlerachse beweglich und wird durch einen Strom angetrieben, der ausreichend ist, um eine feste Position oder Lage entlang der Fühlerachse beizubehalten. In dieser Anordnung liefert der Spulenantriebsstrom ein Maß der zur Verschiebung der Spule einwirkenden Kräfte. Dieser Weg ist im allgemeinen wirksam; die Kraftfühleranordnung ist aber relativ komplex und entsprechend aufwendig.

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In einer anderen bestehenden Ausführungsform ist eine Dehnungsmeßstreifen-Belastungszelle vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist je'doch die Genauigkeit der Belastungszelle durch Hysteresis und Kriechdehnung des Dehnungsmeßstreifen-Fühlermaterials sowie die entsprechenden Erscheinungen des Bindematerials für den Fühler begrenzt.

Ein weiterer Kraftfühler verwendet eine Belastungszelle mit veränderlicher Kapazität, bei der zwei entgegengesetzte, im wesentlichen parallele leitende Platten so gekoppelt sind, daß die zu messende Kraft eine Trennung dieser entgegengesetzten Leiterplatten proportional zur einwirkenden Kraft verursacht. Grundsätzlich ist dieser Weg befriedigend; es gibt aber bisher noch keine direkten oder einfachen Vorrichtungen, bei denen die Fühlerplatten ausreichend parallel übur einem Kraftbereich gehalten werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Kraftfühler oder -sensor mit insbesondere veränderlicher Kapazität zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftwandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 18 erfindungsgemäß durch die im jeweiligen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Kraftwandler hat zwei entgegengesetzte, mit einem starren Körper ausgestattete Kraftsummierglieder, die längs einer Mittelachse liegen. Jedes dieser Summierglieder umfaßt ein Fühler- oder Sensorglied, das sich entlang der Mittelachse zum anderen Summierglied erstreckt. Diese Fühlerglieder haben entgegengesetzte Fühlerteile, die wechselseitig in der Richtung einer ersten

Bezugsachse senkrecht zur Mittelachse versetzt sind. Zwei Balkenglieder verlaufen dazwischen und koppeln die Kraftsummierglieder, wobei ein Balkenglied auf der einen Seite der Fühlerglieder und das andere Balkenglied auf der anderen Seite des Fühlergliedes vorgesehen sind. Die Balkenglieder sind um Achsen parallel zu einer zweiten Bezugsachse (senkrecht zur ersten Bezugsachse und zur Mittelachse) flexibel oder biegsam und sonst im wesentlichen starr. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Balkenglieder im wesentlichen gleich lang, und der Abstand zwischen deren Kopplungspunkten mit den Fühlergliedern ist im wesentlichen gleich, so daß die Balkenglieder praktisch parallel verlaufen.

In einer Ausführungsform der Erfindung trägt jeder der entgegengesetzten Fühlerteile ein elektrisch leitendes Glied derart, daß zwei entgegengesetzte, im wesentlichen parallele ebene Leiterflächen entstehen. Die Leiterflächen sind in der Richtung der ersten Bezugsachse versetzt und ebenfalls parallel zur zweiten Bezugsachse. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Kraftwandler eine monolithische dielektrische Struktur besitzen, wobei die leitenden Glieder dünne Leiterfilme sind, die auf die entgegengesetzten Teile der Fühlerglieder aufgetragen oder abgeschieden sind.

In dieser Ausführungsform kann der Kraftwandler an einem Summierglied durch eine Kraft parallel zur ersten Bezugsachse unterstützt oder gelagert sein. Eine zu messende Kraft wirkt auf das andere Summierglied parallel zu dieser ersten Bezugsachse ein. Da die Kraft auf die Summierglieder einwirkt, deformieren sich die Balkenglieder aufgrund von deren Biegsamkeit um Achsen parallel zur zweiten Bezugsachse. Da sich die Balkenglieder deformieren, werden

die Fühlerglieder und die durch diese Fühlerglieder gelagerten leitenden Glieder hinsichtlich zueinander in der Richtung der ersten Bezugsachse versetzt, während deren Parallelität aufrechterhalten wird. Die Kapazität des wirksamen oder effektiven parallelen Plattenkondensators, der aus diesen leitenden Gliedern gebildet wird, kann in üblicher Weise gemessen werden. Der gemessene Kapazitätswert ist umgekehrt proportional zum Abstand der Platten und somit zu der zu messenden Kraft.

Der erfindungsgemäße Kraftwandler kann durch eine relativ geringere Hysteresis und durch eine sehr kleine Kriechdehnung unter Belastung gekennzeichnet werden, wenn er z.B.eine ironolithische Struktur hat, die aus Quartz besteht. In dieser Ausführungsform liegt eine relativ niedrige thermisch induzierte Kapazitätsänderung für gegebene Kräfte vor, die auf die Summierglieder einwirken.. Der Kraftwandler spricht primär auf die reine Kraft von der einzigen Fühlerachse (erste Bezugsachse) an und ist relativ unempfindlich für Kräfte und Momente in anderen Ebenen bzw. mit einem relativ hohen "Abstoßungsverhältnis" für diese Kräfte und Momente ausgestattet.

Der erfindungsgemäße Kraftwandler kann als Kraftfühler in der Form einer Belastungszelle für eine direkte Kraftmessung eingesetzt werden. Alternativ kann der Wandler verwendet werden, um andere Kräfte, wie beispielsweise Trägheitskräfte (wenn er zusammen mit einer Masse verwendet wird) oder Drücke zu erfassen, wenn er zusammen mit einer Membran benutzt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftwandlers,

Fig. 2 ein Kraft- und Summierglied und Balkenteile des Ausführungsbeispiels von Fig. 1,

Fig. 3 alternative Ausführungsformen des Kraft- und 3A Summiergliedes für die Erfindung,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftwandlers,

Fig. 5 eine andere Ausfuhrungsform des Kraft-Summiergliedes nach der Erfindung,

Fig. 6A eine Seitensicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6B weitere Ausführungsbeispiele der Erfin- und 6C dung, und

Fig. 7 weitere Ausführungsbeispiele der Erfinbis 10 dung.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wandlers 10. Der Wandler 10 umfaßt zwei rechteckförmige, längliche Glieder 12 und 14, die sich entlang e iner gemeinsamen Mittelachse 16 erstrecken. Das längliche Glied 12 ist auch in Fig. 2 gezeigt. Die Glieder 12 und 14 haben komplementäre Flächen an ihren benachbarten Enden. Die gesamten Endteile der Glieder 12 und 14 bilden die komplementären Flächen, wie dies dargestellt ist, obwohl in anderen Ausführungsbei-

spielen die komplementären Flächen lediglich einen Teil der benachbarten Enden bilden können.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Flächen oder Seiten der Glieder 12 und 14 jeweils ebene Teile 20 und 22, die in der Richtung einer ersten Bezugsachse 30 versetzt sind, welche senkrecht zur Mittelachse 16 verläuft. Die ebenen Teile 20 und 22 sind parallel zu einer zweiten Bezugsachse 24, welche senkrecht zu den Achsen 16 und 30 ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ebenen Teile 20 und 22 auch parallel zur Mittelachse 16, obwohl in anderen Ausführungsbeispielen die ebenen Teile winkelmäßig von der Achse 16 versetzt sein können. Wie dargestellt ist, sind die Flächen auf jeder Seite der Flächen 20 und 22 parallel zur Achse 30 und senkrecht zur Achse 16, obwohl andere Ausrichtungen dieser Flächen auch verwendbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Glieder 12 und 14 im wesentlichen identisch. Diese Glieder sind verbunden, um den Wandler 10 zu bilden.

Die länglichen Glieder 12 und 14 umfassen jeweils zwei ebene Schlitze oder Kerben oder Nuten, die sich von deren komplementären Flächen in Ebenen parallel, zu den Achsen 16 und 24 erstrecken. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform für das Glied 12 ähnlich zu derjenigen der Fig. 1 und 2, wobei jedoch die Schlitze nicht in Ebenen parallel zu den Achsen 16 und 24 sind. Fig. 3A zeigt eine Ausführungsform für das Glied 12, die ähnlich zu derjenigen der Fig. 1 und 2 ist, wobei jedoch die Teile 12a und 12b, die durch die Schlitze festgelegt werden, in der Richtung der Mittelachse 16 kegelförmig bzw. spitz zulaufen und sich zu der komplementären Fläche erstrecken.

In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei-

spiel sind beide Schlitze in jedem Glied 12 und 14 gleich tief. Jedoch können in anderen Ausführungsbeispielen in jedem Glied 12 und 14 ein Schlitz eine Tiefe A und der andere Schlitz eine Tiefe B aufweisen, wobei wenigstens die Tiefe A bzw. B eines Schlitzes von Null verschieden ist und die Summe A + B einen vorbestimmten Wert hat. Zusätzlich sind die beiden Schlitze im Glied 12 in der Richtung der Achse 30 beabstandet, so daß der obere Balkenteil 12a und der untere Balkenteil 12b des Gliedes 12 (d. h. die durch die Schlitze und Außenflächen des Gliedes 12 begrenzten Balkenteile) relativ flexibel oder biegsam abhängig von Momenten um Achsen parallel zur Achse 24 sind.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Glieder 12 und 14 im wesentlichen identisch. Als Ergebnis können die beiden Schlitze des Gliedes 14 so betrachtet werden, daß sie einen "oberen" Balkenteil 14a und einen "unteren" Balkenteil 14b festlegen.

Die ebenen Teile 20 und 22 der Glieder 12 und 14 tragen jeweils eines der im wesentlichen ebenen elektrisch leitenden Glieder 34 und 36.

Der obere Balkenteil 12a und der untere Balkenteil 14b der Glieder 12 und 14 sind jeweils durch ein Glied 42 verbunden, während der untere Balkenteil 12b und der obere Balkenteil 14a der Glieder 12 und 14 jeweils durch ein Glied 44 verbunden sind. In der sich ergebenden Konfiguration sind die komplementären Flächen der Glieder 12 und 14 wechselseitig in der Richtung der Achse 16 versetzt, und die gegenüberliegenden leitenden Flächen der Glieder 34 und 36 sind wechselseitig in der Richtung der Achse 30 versetzt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel

bestehen die Glieder 12 und 14 aus Quartz, und die angrenzenden Glieder 42 und 44 bestehen ebenfalls aus Quartz, so daß die Glieder alle verschmolzen sein können, um eine monolithische Struktur aufzuweisen. In alternativen Ausführungsbeispielen können andere Materialien, wie beispielsweise Titansilikat, Keramik oder andere dielektrische Materialien benutzt werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt der Wandler 10 auch ein starres Trägerglied 50, das starr am Glied 14 angebracht ist, und ein starres Aufnahme-Kraftglied 52, das starr am Glied 12 angebracht ist. Diese Glieder 50 und 52 können auch aus Quartz bestehen und mit den jeweiligen Blöcken 12 und 14 verschmolzen sein. Das Trägerglied 50 ist mit der oberen ebenen Fläche eines Wandler-Träger element es 56 gekoppelt.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, die zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ähnlich ist, wobei jedoch die Glieder 50 und 52 Metallglieder sind, die mechanisch (durch Schrauben 58a und 58b) an die Summierglieder 12 und 14 gekoppelt sind. In dieser Ausführungsform trennen Spannungs- bzw. Dehnungsisolierrillen 59a und 59b die Spannung von den Befestigungsschrauben .

Im Betrieb des Wandlers der Fig. 1 wirkt eine zu messende Kraft, die durch einen Pfeil 60 angedeutet ist, entlang der Achse 30 auf das Aufnahmeglied 52 ein. Diese Kraft wird (wie dargestellt) zum linken Teil des Gliedes 12 übertragen. Abhängig von der einwirkenden Kraft, die am Glied 52 anliegt, wirkt eine gleiche und entgegengesetzte Kraft (angedeutet durch einen Pfeil 62) auf das Trägerglied 50 an der Oberfläche des Elementes 56 ein.

Diese zuletzt genannte Kraft wird (wie dargestellt) zum rechten Teil des Gliedes 14 übertragen. Abhängig von dem auf den Wandler 10 einwirkenden Kräftepaar verformen oder deformieren sich das obere und das untere Balkenglied des Wandlers 10 derart, daß die leitenden Glieder 34 und 36 um einen Abstand getrennt sind, der in Beziehung zu der Größe des Kräftepaares ist, das auf den Wandler 10 einwirkt, während deren parallele Beziehung beibehalten wird. Die Größe der Kapazität des durch die Glieder 34 und 36 gebildeten wirksamen Kondensators kann in üblicher Weise gemessen werden und liefert ein Maß für die auf das Glied 52 einwirkende Kraft.

Da der Wandler 18 gegenüber Momenten und Kräften in Richtungen äußerst widerstandsfähig ist, die von der Richtung entlang der Achse 30 abweichen, muß das einwirkende Kräftepaar (dargestellt durch die Pfeile 60 und 62) nicht entlang der Achse 30 anliegen. Beispielsweise ist mit Kräften in den Richtungen von Strichpfeilen 60' und 62" von Fig. 4 der Abstand zwischen den leitenden Gliedern 34 und 36 umgekehrt proportional zu den einwirkenden Kraftkomponenten in Richtung der Achse 30.

Da sich das obere und das untere Balkenglied deformieren, liegt eine Spannung an diesen Gliedern. Aufgrund der Symmetrie des Systemes, bei dem die Schlitztiefen A und B gleich sind und die Blöcke 12 und 14 im wesentlichen ähnlich gestaltet sind, treten im dargestellten Ausführungsbeispiel an dem durch die Verbindungsglieder 42 und 44 geformten Übergang Biegebeanspruchung-Umkehr- oder Nullpunkte auf, d. h. Punkte, in denen die Biegemomente Null sind. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung, bei denen beispielsweise die Schlitztiefen A und B verschieden sind, und bei denen insbesondere eine der Schlitztiefen A und B

Null sein kann, tritt der übergang der Elemente nicht in diesen Beanspruchungs-Nullpunkten auf. Jedoch hat das in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel diese Eigenschaft. Unter dieser Bedingung ist der durch die Verbindungsglieder 42 und 44 gebildete übergang leicht gespannt oder belastet, und es kann ein übergang verwendet werden, der eine relativ geringe Qualität hat und somit wenig aufwendig ist.

Wenn beispielsweise Quartz verwendet wird, zeichnet sich der erfindungsgemäße Kraftwandler 10 durch eine sehr niedrige Hysteresis und durch eine sehr geringe Kriechdehnung unter Belastung aus, wobei die Genauigkeit in der Größenordnung von 10 bis 10 liegt. Jedoch ist der Wandler auch durch eine Kapazität gekennzeichnet, die nur sehr wenig temperaturabhängig ist.

Der Kraftwandler 10 spricht im allgemeinen lediglich auf die resultierende Kraft entlang der einzigen Achse 30 an und behält ein relativ hohes "Schwächungsverhältnis" für Kräfte in anderen Ebenen. Die Elemente 12 und 14 des vorliegenden Ausführungsbeispiels können sofort aus einem rechteckförmigen, länglichen Quartzblock hergestellt werden, der in der Form der komplementären Oberflächen geschnitten ist. Die beiden Blöcke mit diesen komplementären Oberflächen haben nur zwei Schlitze, die geschnitten sind, um den oberen und den unteren Balkenteil zu bilden. Die den Balkenteil bildenden Schlitze können auf entgegengesetzten Seiten wie der Fühlerteil liegen, wie dies dargestellt ist, oder sie können auf der gleichen Seite sein.

Die Blöcke sind verbunden, um einen Wandler zu bilden, in dem die Balkenteile beispielsweise durch Schmelzen verbunden sind, so daß eine stabile, monolithische Struktur entsteht. In anderen Ausführungsformen der Erfin-

dung können andere Materialien einschließlich Metallen für die Glieder 12 und 14 benutzt werden, sofern wenigstens eines der Glieder 34 und 36 vom anderen Glied isoliert ist. Die Elemente 50 und 52 können aus Metall oder einem anderen Material bestehen.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform für die Glieder 12 und 14 gemäß der Erfindung, wobei einfach geschnittene, komplementäre Flächen benutzt werden. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Glied 14 im wesentlichen mit dem Glied 12 identisch. Die leitenden Glieder 34 und 36 liegen auf entgegengesetzten Teilen der ebenen Flächen 20 und 22 zwischen den jeweiligen Schlitzen auf den Gliedern 12 und 14. Der Betrieb eines Wandlers mit diesem Aufbau ist im wesentlichen gleich zu dem Botrieb des £inhand der Fig. 1 erläuterten Wandlers, wobei jedoch hier für die Kapazität ein Cosinus-Skalenfaktor benutzt wird. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Glieder 12 und 14 im allgemeinen im Gegensatz zu den in Fig. 1 bis 3 gezeigten rechteckförmigen Querschnitten kreisförmige Querschnitte besitzen.

Die Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 zeigen eine Anzahl alternativer Ausführungsbeispiele der Erfindung. In diesen zuletzt genannten Figuren haben die den Elementen in Fig. 1 bis 3 entsprechenden Elemente die gleichen Bezugszeichen. In den Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 besteht der Wandler 10 im allgemeinen aus zwei Abschnitten 12 und 14 eines zylindrischen Stabes, der sich entlang einer Mittelachse 16 erstreckt, wobei die beiden Abschnitte 12 und 14 komplementäre Flächen an ihren benachbarten Enden haben. Die komplementären Flächen umfassen wenigstens zwei entgegengesetzte Teile 20 und 22, die in der Richtung parallel zur ersten Bezugsachse 30 versetzt sind und

parallel zur zweiten Bezugsachse 24 verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Teile 20 und 22 eben. In alternativen Ausführungsbeispielen können die Teile 20 und 22 anders als eben gestaltet sein; sie können beispielsweise sphärische Abschnitte sein. Jeder der ebenen Teile 20 und 22 trägt eines der ebenen, elektrisch leitenden Glieder 34 und 36.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 erstrecken sich ein oberes und ein unteres Balkenglied 70 und 72, die von gleicher Länge und parallel sind, zwischen den Gliedern 12 und 14 und koppeln oder verbinden diese. Die Balkenglieder 70 und 72 sind um Achsen parallel zur Achse 24 biegsam oder flexibel.

Die Balkenglieder 70 und 72 sind an jedem von ihren Enden mit einem der Glieder 12 und 14 durch Perlen oder Stäbchen verbunden, die von den Gliedern 12 und 14 ausgehen. Tatsächlich ist das Balkenglied 70 entlang Achsen 76 und 78 gekoppelt, die parallel zur Achse 24 verlaufen, und das Balkenglied 72 ist entlang Achsen 80 und 82 gekoppelt, die parallel zur Achse 24 sind. Die Achsen 76 und 78 sind um den gleichen Abstand auf der Achse 16 wie die Achsen 80 und 82 beabstandet. Darüber hinaus sind die Achsen 76 und 80 im wesentlichen um den gleichen Abstand entlang der Achse 30 wie die Achsen 78 und 82 beabstandet. In den Ausführungsbeispielen aller Figuren 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 können die Elemente aus einem einzigen Material, wie beispielsweise Quartz, bestehen, und sie können miteinander verschmolzen sein, um eine monolithische Struktur zu bilden.

Wie insbesondere aus den Fig. 6 bis 10 zu ersehen ist, liegen das obere und das untere Balkenglied 70 und 72 auf entgegengesetzten Seiten der Glieder 12 und 14.

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In alternativen Ausführungsbeispielen können die Balkenglieder 70 und 72 auf der gleichen Seite der Glieder 12 und 14 beispielsweise in einer zur Fig. 6A ähnlichen Struktur vorgesehen werden, wobei jedoch das Balkenglied 72 (und die Achsen 80 und 82) darüber liegt und durch Perlen oder Stäbchen mit dem Balkenglied 70 gekoppelt oder verbunden ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6A bis 6C umfassen die Balkenglieder 70 und 72 Ausdehnungsteile an jedem Ende, die mit den Gliedern 12 und 14 durch Perlen oder Stäbchen gekoppelt sind. Die sich ergebenden Verbindungen, in denen die Balkenglieder mit einem der Glieder 12 und 14 an beabstandeten Stellen (entlang der Achse 16) gekoppelt sind, sind gegenüber Momenten widerstandsfähig. Die gegenüber Momenten widerstandsfähige Kopplung der Ausdehnungsteile mit einem der Glieder 12 und 14 macht die Beanspruchung oder Dehnung an diesen Verbindungsstellen möglichst klein.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 7 werden zwei diagonal entgegengesetzte, "momenten-widerstandsfähige" Kopplungen mit zwei diagonalen "nichtmomenten-widerstandsfähigen" Kopplungen verwendet.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 8 werden zwei gerade, entgegengesetzte "momenten-widerstandsfähige" Kopplungen mit zwei geraden, entgegengesetzten, "nichtmomenten-widerstandsfähigen" Kopplungen verwendet.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist ähnlich zum Ausführungsbeispiel von Fig. 7, wobei jedoch die komplementären Flächen der Glieder 12 und 14 eine einzige geschnittene Ebene bilden.

-2a

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 10 ist ähnlich zu demjenigen von Fig. 7, wobei jedoch die Balkenglieder 70 und 72 kegelförmig oder spitz zulaufen.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   A) zwei entgegengesetzte, starre Kraft-Summierglieder (12, 14), deren jedes ein Fühlerglied aufweist, das sich von dort in der Richtung einer Mittelachse (16) zum anderen Summierglied erstreckt, wobei die Fühlerglieder entgegengesetzte Fühlerteile haben, die wechselseitig in der Richtung einer ersten Bezugsachse (30) versetzt sind, welche senkrecht zur Mittelachse (16) verläuft,

   B) ein erstes Balkenglied (12a), das sich zwischen den Kraft-Sununiergliedern (12, 14) erstreckt und diese koppelt sowie relativ um Achsen parallel zu einer zweiten Bezugsachse (24) biegsam ist, welche senkrecht zur Mittelachse (16) und ersten Bezugsachse

   (30) verläuft, wobei das erste Balkenglied (12a) sonst im wesentlichen starr ist, und

   C) ein zweites Balkenglied (14b), das sich zwischen den Kraft-Summiergliedern (12, 14) erstreckt und diese koppelt sowie relativ um Achsen parallel zur zweiten Bezugsachse (24) biegsam und sonst im wesentlichen starr ist,

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   -i-

   wodurch eine Relativbewegung der Fühlerteile in Beziehung zu den auf die Suininierglieder einwirkenden Kräften steht.

   2. Kraftwandler nach Anspruch 1,
   gekennzeichnet durch

   ein elektrisch leitendes Glied (50, 52) auf jedem Fühlerteil, wobei die leitenden Glieder (50, 52) entgegengesetzte, im wesentlichen parallele Oberflächen bilden, die in der Richtung der ersten Bezugsachse (30) versetzt sind, so daß die den leitenden Gliedern (50, 52) zugeordnete Kapazität in Beziehung zu den auf die Summierglieder einwir- ■ kenden Kräften ist.

   3. Kraftwandler nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die entgegengesetzten parallelen Oberflächen eben und parallel zur zweiten Bezugsachse (24) sind.

   4. Kraftwandler nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß das erste und das zweite Balkenglied (12a, 14a) im wesentlichen gleich lang sind, und daß der Abstand zwischen den Kopplungs- oder Verbindungspunkten des ersten und des zweiten Balkengliedes (12a, 14a) am ersten Summierglied im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Kopplungs- oder Verbindungspunkten des ersten und des zweiten Balkengliedes (12a, 14a) am zweiten Summierglied ist.

   5. Kraftwandler nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß das erste und das zweite Balkenglied (12a, 14a) auf entgegengesetzten Seiten der Fühlerteile liegen.

   6. Kraftwandler nach Anspruch 1 oder 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierglieder (12, 14) und die Balkenglieder (12a, 14a) monolithisch sind.

   7. Kraftwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierglieder (12, 14) und die Balkenglieder (12a, 14a) aus dielektrischen Materialien bestehen.

   8. Kraftwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material Quartz ist.

   9. Kraftwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material ein keramisches Material ist.

   10. Kraftwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Summierglieder Metallglieder sind.

   11. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Summierglieder (12, 14) Metallglieder sind, und daß wenigstens eines der leitenden Glieder (50, 52) von seinem Träger-Fühlerteil isoliert ist.

   12. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Glieder Dünnfilme sind.

   13. Kraftwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eben sind und parallel zur Mittelachse (16) verlaufen.

   14. Kraftwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eben sind und winkelmäßig von der Mittelachse (16) versetzt sind.

   15. Kraftwandler nach Anspruch 1 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzten Fühlerteile eben sind und parallel zur zweiten Bezugsachse (24) verlaufen.

   16. Kraftwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eben sind und parallel zur Mittelachse (16) verlaufen.

   17. Kraftwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eben und winkelmäßig von der Mittelachse (16) versetzt sind.

   18. Kraftwandler,
   gekennzeichnet durch

   A) zwei Glieder (12, 14), deren jedes sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse (16) erstreckt und wenigstens teilweise komplementäre Flächen an seinen benachbarten Enden hat, wobei wenigstens eine der Flächen mindestens einen Fühlerteil aufweist, der winkelmäßig von der Mittelachse (16) um weniger als 90 versetzt ist,

   wobei jedes Glied (12, 14) zwei ebene Schlitze besitzt,

   die sich von seiner komplementären Fläche aus erstrecken, von denen der erste Schlitz eine Tiefe A und der zweite Schlitz eine Tiefe B haben, wobei wenigstens A oder B von Null verschieden ist, von denen weiterhin der zweite Schlitz in der Richtung einer ersten Bezugsachse (30) vom ersten Schlitz beabstandet ist, wobei die erste Bezugsachse (30) senkrecht zur Mittelachse (16) verläuft,

   wodurch ein oberer und ein unterer Balkenteil (12a, 14a) des länglichen Gliedes relativ um Achsen parallel zu einer zweiten Bezugsachse (24) biegsam sind, die senkrecht zur Mittelachse (16) und zur ersten Bezugsachse (30) verläuft, wobei der obere Balkenteil auf einer Seite durch den ersten Schlitz und auf der anderen Seite durch einen Oberflächenteil des länglichen Gliedes begrenzt ist, und wobei der untere Balkenteil (14a) auf einer Seite durch den zweiten Schlitz und auf der anderen Seite durch einen Oberflächenteil des länglichen Gliedes begrenzt ist,

   B) eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des oberen Balkenteiles (12a) jedes Paares der Glieder und der unteren Balkenteile des anderen Paares der Glieder, um eine monolithische Struktur zu bilden, wobei die komplementären Flächen wechselseitig in der Richtung der ersten Bezugsachse (30) versetzt und in der Richtung parallel zur ersten Bezugsachse beweglich und sonst relativ unbeweglich sind,

   C) ein ebenes, elektrisch leitendes Glied auf den Fühlerteilen der komplementären Flächen zwischen den beiden Schlitzen,

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   wodurch die den leitenden Gliedern (50, 52) zugeordnete Kapazität in Beziehung zu den auf die beiden Glieder einwirkenden Kräften ist.

   9 . Kraftwandler nach Anspruch .1 8 ,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß die Schlitze der Paare parallel sind.

   20. Kraftwandler nach Anspruch 18,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die komplementären Flächen wenigstens eine ebene Fläche aufweisen, die parallel zur zweiten Bezugsachse (24) ist, welche senkrecht zur Mittelachse (16) verläuft.

   21. Kraftwandler nach Anspruch 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet,

   daß A + B gleich einem vorbestimmten Wert ist.

   22. Kraftwandler nach Anspruch 20,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die komplementären Flächen vollständig eben sind, und daß die Ebene der Flächen winkelmäßig von der Mittelachse (16) versetzt ist.

   23. Kraftwandler nach Anspruch 20,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die komplementären Flächen eine erste und eine zweite ebene Unterfläche aufweisen, daß die erste und die zweite Unterfläche parallel zur ersten Bezugsachse (30) und winkelmäßig von der Mittelachse (16) versetzt sind, daß die erste und die zweite Unterfläche wechselseitig entlang der Mittelachse (16) verschoben' sind, daß die erste Unterfläche einen ersten Schlitz aufweist, daß die zweite Unterfläche einen zweiten Schlitz aufweist, und daß die komplementären

   Flächen eine dritte ebene Unterfläche zwischen der ersten und der zweiten Unterfläche aufweisen, wobei die dritte Unterfläche das leitende Glied trägt.

   24. Kraftwandler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Unterfläche im wesentlichen parallel zur Mittel- und Bezugsachse verläuft.

   25. Kraftwandler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Unterfläche im wesentlichen parallel zur Bezugsachse verläuft und winkelmäßig von der Mittelachse (16) versetzt ist.

   26. Kraftwandler nach Anspruch 19 oder 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß A=B gilt.

   27. Kraftwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Balkenteil in der Richtung der Mittelachse (16) spitz/zulaufen und sich zur komplementären Fläche erstrecken, wobei die Schlitze der Paare parallel zur Mittelachse (16) sind.

   *) oder konisch bzw. schräg