專(zhuān)利名稱(chēng)：用于校準(zhǔn)扭矩傳感器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于校準(zhǔn)扭矩傳感器的裝置，所述扭矩傳感器無(wú) 支承地一方面與一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸-法蘭并且另外一方面與一個(gè)輸出軸-法蘭 可旋轉(zhuǎn)連接，并且所述扭矩傳感器基本上包括兩個(gè)軸向隔開(kāi)的法蘭連 同位于所述法蘭之間的力矩傳遞及測(cè)量區(qū)域，所述裝置具有至少 一個(gè) 至少一側(cè)的校準(zhǔn)杠桿用于校準(zhǔn)，所述校準(zhǔn)杠桿不是安裝在其中一個(gè)軸 法蘭上，而是可安裝在所屬的傳感器法蘭上，在校準(zhǔn)杠桿的背對(duì)傳感 器軸線(xiàn)的外端部上與傳感器軸線(xiàn)隔開(kāi)規(guī)定距離地可安裝至少一個(gè)校準(zhǔn) 重量。
背景技術(shù)：
此外由DE 199 36 293A1已知所述類(lèi)型的扭矩傳感器并且因此例 如優(yōu)選使用在用于內(nèi)燃機(jī)、變速器和動(dòng)力總成等的試驗(yàn)臺(tái)上，因?yàn)樗?們可以簡(jiǎn)單地且利用較小的位置空間安裝并且由于其較小的質(zhì)量和較 小的尺寸不影響或僅僅可忽略地影響待測(cè)量的力矩分布。為了精確地 測(cè)量，這種類(lèi)型的傳感器至少必須時(shí)而不時(shí)地校準(zhǔn)，即由傳感器提供 的且在連接的評(píng)價(jià)單元內(nèi)預(yù)處理的測(cè)量信號(hào)必須與實(shí)際作用在傳感器 上的扭矩相關(guān)聯(lián)。為此通常在其中一個(gè)傳感器法蘭上固定一個(gè)優(yōu)選兩 臂的校準(zhǔn)杠桿，其中另外的傳感器法蘭或者在被鎖定的驅(qū)動(dòng)軸-法蘭或 輸出軸-法蘭上保持連接，或者在完全拆除傳感器之后安裝在一個(gè)單獨(dú) 的固定的輔助裝置上。通過(guò)以已知的相對(duì)于傳感器軸線(xiàn)的間距將一個(gè) 已知的校準(zhǔn)重量安裝在校準(zhǔn)杠桿上，通過(guò)這種方式產(chǎn)生一個(gè)精確定義 的作用扭矩，其配備給相應(yīng)的測(cè)量值，因此可以制成校準(zhǔn)曲線(xiàn)。但是 這種用于調(diào)整這種類(lèi)型的傳感器的相對(duì)簡(jiǎn)單的方式具有原則上的缺 點(diǎn)，即經(jīng)由無(wú)單獨(dú)的支承軸承固定在自由的傳感器法蘭上的校準(zhǔn)杠桿， 不僅實(shí)現(xiàn)傳感器的純粹的扭矩應(yīng)力，而且也作用側(cè)向力和彎曲力，它 們使得測(cè)量結(jié)果并且因此使得校準(zhǔn)不真實(shí)。不規(guī)則的負(fù)載(例如在所
述的情況下然而沒(méi)有出現(xiàn)的這種類(lèi)型的傳感器的軸向負(fù)載也算作所述
負(fù)載)因此必須始終限定在這樣的值上，所述值在扭矩傳感器的數(shù)據(jù)
表中給定，因?yàn)閮H僅如此才能獲得期望的測(cè)量精度并且也可靠地避免
傳感器的損壞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于如此改善開(kāi)頭所述類(lèi)型的校準(zhǔn)裝置，使得減小 所屬的不規(guī)則的扭矩傳感器負(fù)栽并且因此提供校準(zhǔn)精度并且最后提供 被校準(zhǔn)的扭矩傳感器的實(shí)際測(cè)量精度。
這個(gè)目的在開(kāi)頭所述類(lèi)型的裝置中如此實(shí)現(xiàn)，即校準(zhǔn)重量在校準(zhǔn) 杠桿上的虛擬的作用點(diǎn)至少近乎位于旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)或-相對(duì)于扭矩傳感 器-位于旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)平面由支承校準(zhǔn)杠桿的傳感器法蘭 的外接觸面形成并且垂直于傳感器軸線(xiàn)。通過(guò)這種簡(jiǎn)單的方式可以減 小或完全排除由在這種校準(zhǔn)裝置中至今所使用類(lèi)型的校準(zhǔn)杠桿施加在 待校準(zhǔn)的傳感器上(附加于規(guī)定的扭矩)的彎曲力矩，從而作為作用 在另外的角度上的力的結(jié)果，僅側(cè)向的扭矩保留作為唯一的不規(guī)則的 負(fù)載。因?yàn)樵陂_(kāi)頭所述類(lèi)型的通常的裝置中，不規(guī)則的側(cè)向力矩和彎 曲力矩對(duì)于精度具有大致相同的影響，所以通過(guò)這種方式測(cè)量誤差大 致減半或校準(zhǔn)精度加倍。
在本發(fā)明的另外的構(gòu)造中規(guī)定，曲柄形彎曲地構(gòu)成，其中曲柄形 彎曲部?jī)?yōu)選位于內(nèi)部，在位于傳感器法蘭上的固定點(diǎn)附近。因此形成 校準(zhǔn)杠桿的非常穩(wěn)定的構(gòu)造，其在本發(fā)明的其它構(gòu)造中優(yōu)選由至少兩
個(gè)基本上筆直的部分構(gòu)成，它們朝傳感器軸線(xiàn)的方向偏置地組裝，這 非常簡(jiǎn)化制造。
校準(zhǔn)重量的虛擬的作用點(diǎn)在軸向和/或徑向方向上可調(diào)節(jié)，優(yōu)選通 過(guò)實(shí)際的重量支座的可調(diào)節(jié)的固定和/或校準(zhǔn)杠桿的各部分相互之間 可調(diào)節(jié)的組裝調(diào)節(jié)。因此在需要時(shí)不僅可以精確地調(diào)節(jié)待施加的校準(zhǔn) 力矩，而且可以影響彎曲力矩的補(bǔ)償，彎曲力矩通過(guò)這種方式例如也 可以在不同的適配法蘭或類(lèi)似的中間件時(shí)被補(bǔ)償。
本發(fā)明下面借助于在附圖中部分示意示出的實(shí)施例詳細(xì)闡述。其
中
圖1示出內(nèi)燃機(jī)檢測(cè)狀態(tài)，具有安裝的、利用根據(jù)本發(fā)明的裝置
待校準(zhǔn)的類(lèi)型的扭矩傳感器；
圖2根據(jù)至今的現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)裝置；
圖3根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置；
圖4根據(jù)圖3的裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1， 一個(gè)定位在底座元件1上的內(nèi)燃機(jī)2在一個(gè)未詳細(xì)示 出的試驗(yàn)臺(tái)3上與一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置或電裝栽機(jī)4連接，其中內(nèi)燃機(jī)側(cè) 的驅(qū)動(dòng)軸-法蘭5和電機(jī)側(cè)的輸出軸-法蘭6 (或反之亦然)直接與一個(gè) 在它們之間設(shè)置的扭矩傳感器7連接。這種類(lèi)型的傳感器7在圖2至 圖4中稍微詳細(xì)示出并且例如由開(kāi)頭提及的DE 199 36 293 Al已知。 它們借助于未進(jìn)一步示出的法蘭螺釘并且可以無(wú)附加軸承、連接軸等 地簡(jiǎn)單安裝并且通過(guò)較小的尺寸和較小的質(zhì)量提供這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在 內(nèi)燃機(jī)2和電機(jī)4之間(或相反地)傳遞的扭矩的測(cè)量盡可能不受影 響。這種類(lèi)型的試驗(yàn)臺(tái)3或其它的測(cè)量及供電設(shè)備等的其它細(xì)節(jié)在此 出于簡(jiǎn)化的原因不再示出。
為了校準(zhǔn)扭矩傳感器7,扭矩傳感器或者可以在法蘭5和6之間 完全拆卸并且在一個(gè)在此未示出的、固定的輔助裝置(以相同或類(lèi)似 的方式如在其中一個(gè)法蘭5、 6上)一側(cè)上固定，或者在內(nèi)燃機(jī)2或法 蘭5,或優(yōu)選在電機(jī)4或法蘭6上保持固定，而另外一側(cè)(在移除或 仍然未安裝機(jī)器4或2的情況下)保持自由，在兩種情況下鎖定相應(yīng) 的機(jī)器2、 4或相應(yīng)的軸法蘭5、 6防止轉(zhuǎn)動(dòng)。在扭矩傳感器7的兩個(gè) 軸向隔開(kāi)的法蘭8、 9 (在圖2和圖3中可見(jiàn)的扭矩傳感器7的力矩傳 遞及測(cè)量區(qū)域10位于它們之間)的保持自由的法蘭上，安裝(根據(jù)圖 2至圖4的兩側(cè)的)校準(zhǔn)杠桿11，在校準(zhǔn)杠桿的背對(duì)傳感器軸線(xiàn)12 的外端部13上可安裝在此未示出的與傳感器軸線(xiàn)12隔開(kāi)限定距離的
校準(zhǔn)重量。因此一個(gè)精確定義的扭矩施加到扭矩傳感器7上，該扭矩 與在此可被確定的測(cè)量信號(hào)一起用于校準(zhǔn)。
在圖2中示出的根據(jù)至今的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置中，通常在實(shí)際的校 準(zhǔn)杠桿11和支承校準(zhǔn)杠桿11的傳感器法蘭9的外接觸面14之間還設(shè) 置一個(gè)適配法蘭15 (以便可以使校準(zhǔn)杠桿11使用在不同的傳感器7 上)，由此校準(zhǔn)重量在校準(zhǔn)杠桿11上的虛擬作用點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)平面16相對(duì) 于由傳感器法蘭9的外接觸面14形成的平面從扭矩傳感器7向外(即 遠(yuǎn)離在圖2中在上方的傳感器法蘭8固定點(diǎn))移動(dòng)距離18。由此產(chǎn)生 的彎曲力矩(由校準(zhǔn)重量與至少距離18的乘積)表現(xiàn)為扭矩傳感器的 一個(gè)不規(guī)則的負(fù)載，其以已知的方式使得轉(zhuǎn)矩測(cè)量不真實(shí)并且因此使 得校準(zhǔn)不真實(shí)。
為了消除或至少部分消除不規(guī)則的彎曲力矩，在根據(jù)圖3的本發(fā) 明的裝置中校準(zhǔn)杠桿11現(xiàn)在如此構(gòu)成，由校準(zhǔn)重量的虛擬作用點(diǎn)構(gòu)成 的旋轉(zhuǎn)平面16與由支承校準(zhǔn)杠桿11的傳感器法蘭9的外接觸面14 形成的、垂直于傳感器軸線(xiàn)12的旋轉(zhuǎn)平面17重合，由此距離18是零 (根據(jù)圖2)。因?yàn)檫@種類(lèi)型的扭矩傳感器7的制造商通常將不規(guī)則的 負(fù)載或其被允許的大小至多施加到外接觸面14或由其構(gòu)成的虛擬的 旋轉(zhuǎn)平面上，因此待消除的不規(guī)則的彎曲負(fù)載至少在理論上完全消除， 從而可以顯著改善校準(zhǔn)精度。如在根據(jù)圖3的裝置中可以輕易想象， 旋轉(zhuǎn)平面16 (校準(zhǔn)重量的作用點(diǎn))的位置也可以非常簡(jiǎn)單地或多或少 地遠(yuǎn)離上部的、為了而校準(zhǔn)固定的傳感器法蘭8移動(dòng)(校準(zhǔn)杠桿11 的不同的有效的曲柄形彎曲)，因此可以符合目的地影響實(shí)際上存在的 不規(guī)則的彎曲力矩。
根據(jù)圖3和圖4曲柄形彎曲地構(gòu)成的校準(zhǔn)杠桿11以有利的方式在 內(nèi)部，在傳感器法蘭9的固定位置的附近，支承曲柄形彎曲部19，這 提供較大的穩(wěn)定性。校準(zhǔn)杠桿11由三個(gè)基本上筆直的部分20、 21、 22構(gòu)成，它們朝傳感器軸線(xiàn)12的方向偏置地組裝，這簡(jiǎn)化了制造。 校準(zhǔn)重量的虛擬的作用點(diǎn)可以在軸向和/或徑向方向上調(diào)節(jié)，優(yōu)選大致 通過(guò)實(shí)際的重量支座23 (見(jiàn)圖4)可調(diào)節(jié)的固定和/或校準(zhǔn)杠桿11的
各部分20、 21、 22相互之間可調(diào)節(jié)的安裝。
權(quán)利要求
1.用于校準(zhǔn)扭矩傳感器(7)的裝置，所述扭矩傳感器無(wú)支承地一方面與一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸-法蘭(5)并且另外一方面與一個(gè)輸出軸-法蘭(6)可旋轉(zhuǎn)連接，并且所述扭矩傳感器基本上包括兩個(gè)軸向隔開(kāi)的法蘭(8、9)連同位于所述法蘭之間的力矩傳遞及測(cè)量區(qū)域(10)，所述裝置具有至少一個(gè)至少一側(cè)的校準(zhǔn)杠桿(11)用于校準(zhǔn)，所述校準(zhǔn)杠桿不是安裝在其中一個(gè)軸法蘭(5、6)上，而是可安裝在所屬的傳感器法蘭(8、9)上，在校準(zhǔn)杠桿的背對(duì)傳感器軸線(xiàn)(12)的外端部(13)上與傳感器軸線(xiàn)(12)隔開(kāi)規(guī)定距離地可安裝至少一個(gè)校準(zhǔn)重量，其特征在于，校準(zhǔn)重量在校準(zhǔn)杠桿(11)上的虛擬的作用點(diǎn)至少近乎位于旋轉(zhuǎn)平面(17)內(nèi)或-相對(duì)于扭矩傳感器(7)-位于旋轉(zhuǎn)平面(17)內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)平面由支承校準(zhǔn)杠桿(11)的傳感器法蘭(9)的外接觸面(14)形成并且垂直于傳感器軸線(xiàn)(12)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，校準(zhǔn)杠桿(11)曲柄 形彎曲地構(gòu)成，其中曲柄形彎曲部(19)優(yōu)選位于內(nèi)部，在位于傳感 器法蘭(9)上的固定點(diǎn)附近。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，校準(zhǔn)杠桿(11)由至 少兩個(gè)基本上筆直的部分(20、 21、 22)構(gòu)成，它們朝傳感器軸線(xiàn)(12) 的方向偏置地組裝。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，校準(zhǔn)重量的 虛擬的作用點(diǎn)在軸向和/或徑向方向上可調(diào)節(jié)，優(yōu)選通過(guò)實(shí)際的重量支 座(23)的可調(diào)節(jié)的固定和/或校準(zhǔn)杠桿(11)的各部分(20、 21、 22) 相互之間可調(diào)節(jié)的組裝調(diào)節(jié)。
全文摘要
為了校準(zhǔn)一個(gè)一側(cè)固定安裝的扭矩傳感器(7)，在其自由的傳感器法蘭(9)上固定一個(gè)校準(zhǔn)杠桿(11)，其在外部與傳感器軸線(xiàn)(12)隔開(kāi)規(guī)定距離地支承一個(gè)校準(zhǔn)重量。為了減小或消除經(jīng)由校準(zhǔn)杠桿(11)作用在扭矩傳感器(7)上的不規(guī)則的彎曲力矩，校準(zhǔn)杠桿(11)曲柄形彎曲地構(gòu)成，因此校準(zhǔn)重量的虛擬的作用點(diǎn)至少近乎移入旋轉(zhuǎn)平面(17)內(nèi)，所述由支承校準(zhǔn)杠桿(11)的傳感器法蘭(9)的外接觸面(14)形成。
文檔編號(hào)A43B5/04GK101160516SQ200680009789
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者A·埃默里, R·赫爾里戈?duì)?申請(qǐng)人:Avl里斯脫有限公司