[發明專利]具有徑向彈性力矩傳遞的扭矩傳感器

有效

• 申請號: 201780052876.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109642836B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: M·海恩樂;N·施波雷爾;M·格蘭德爾;M·薩特勒
• 申請（專利權）人: 森索驅動有限公司
• 主分類號: G01L3/14
• 分類號: G01L3/14
• 代理公司: 11602 北京市漢坤律師事務所
• 代理人: 張濤;吳麗麗

本發明涉及一種扭矩傳感器(100)，具有基體(101)，其在基體的徑向方向(Y)上從具有第一施力部位(105)的環形的內凸緣(103)通過配備有產生輸出信號的測量傳感器(10、20)的機械削弱的傳感器區段(107)延伸至具有第二施力部位(111)的環形的外凸緣(109)，其中，第二施力部位(111)通過有徑向彈性的材料區段(113)與傳感器區段(107)連接。

技術領域

本發明涉及一種扭矩傳感器。

背景技術

由文獻EP1353159A2已知一種呈一體式接收件形式的扭矩傳感器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種緊湊的、簡單構造的扭矩傳感器，其對機械的干擾影響更不敏感。

根據本發明，該目的通過一種扭矩傳感器實現，所述扭矩傳感器具有基體，所述扭矩傳感器在所述基體的徑向方向上從具有第一施力部位的環形的內凸緣通過配備有產生輸出信號的測量傳感器的機械削弱的傳感器區段延伸至具有第二施力部位的環形的外凸緣，其中，所述第二施力部位通過徑向上有彈性的材料區段與所述傳感器區段連接，所述徑向上有彈性的材料區段為薄壁的材料區段，其沿所述基體的軸向方向伸延。

這種扭矩傳感器具有基體，其在基體的徑向方向上從具有第一施力部位的環形的內凸緣通過配備有產生輸出信號的測量傳感器的機械削弱的傳感器區段延伸至具有第二施力部位的環形的外凸緣，其中，第二施力部位通過徑向上有彈性的材料區段與傳感器區段連接。

以這種方式可實現在徑向方向上的高度脫耦，使得例如可補償在第二施力部位處的圓度偏差。這種圓度偏差例如可由制造公差引起。結果可為測量傳感器的串擾。為了避免由此引起的測量誤差，徑向上有彈性的材料區段具有相對于徑向變形小的剛性，以便補償軸向力和傾覆力矩，而該材料區段相對于扭力近乎是剛性的，即，具有高的剛度。徑向上有彈性的材料區段可設計為，補償由軸向力和傾覆力矩引起的變形。

徑向上有彈性的材料區段可為沿基體的軸向方向伸延的薄壁的材料區段。在此，該材料區段不必僅僅沿軸向方向延伸，而是還可僅僅具有軸向分量。這種軸向的材料區段例如可為錐形或曲折形。優選地，該薄壁的材料區段為僅僅沿基體的軸向方向伸延的區段，即，僅僅沿軸向方向伸延的材料區段。

適合作為測量傳感器的例如為對壓力或拉力敏感的測量傳感器，例如應變儀，然而同樣可行的是，借助于編碼器測量在扭矩傳感器的內凸緣和外凸緣之間的角度差。此外，同樣可行的是，使用磁致伸縮的測量方法。

優選地，外凸緣是一體式或多件式的，其中，徑向上有彈性的材料區段和第二施力部位優選地形成一個部件。

優選地，薄壁的材料區段構造為在外凸緣中沿周向方向延伸的槽的薄壁式底部。優選地，槽位于外凸緣的外周或內周處。因此，總地可實現扭矩傳感器的可簡單制造的緊湊結構。

施力部位可為孔或齒隙或兩者的組合，其中，孔和/或形成齒隙的齒優選地沿基體的軸向方向延伸。在此并且在下文中，孔指的是至少一側敞開的開口，例如具有圓形或多邊形橫截面的這種開口。

優選地，徑向上有彈性的材料區段連接分別構造為孔的第二施力部位與在扭矩傳感器的未受負荷的基本狀態中為同心的、位于外凸緣處并且同樣分別構造為孔的第三施力部位。這種同心的第二施力部位和第三施力部位可簡單地通過一個鉆孔過程制成。

在構造為孔的第三施力部位中，其處在傳感器的外凸緣(徑向上沒有彈性的材料區段)中，可固定有優選地構造為止擋銷的止擋元件，該止擋元件沿孔的軸向方向延伸并且在扭矩傳感器的未受負荷的基本狀態中在周向側無接觸地被同樣構造為孔的第四施力部位包圍。由此可尤其避免機械削弱的傳感器區段的過載，因為此時止擋元件接觸構造為孔的第四施力部位的壁并且通過這種支撐提供扭矩傳感器中的附加的加固。優選地，止擋元件具有與第三施力部位互補的形狀，其中，止擋元件還可構造為空心體。