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CN100547369C - 用于校准扭矩传感器的装置 - Google Patents

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Abstract

为了校准一个一侧固定安装的扭矩传感器(7)，在其自由的传感器法兰(9)上固定一个校准杠杆(11)，其在外部与传感器轴线(12)隔开规定距离地支承一个校准重量。为了减小或消除经由校准杠杆(11)作用在扭矩传感器(7)上的不规则的弯曲力矩，校准杠杆(11)曲柄形弯曲地构成，因此校准重量的虚拟的作用点至少近乎移入旋转平面(17)内，所述由支承校准杠杆(11)的传感器法兰(9)的外接触面(14)形成。

Description

用于校准扭矩传感器的装置
技术领域
本发明涉及一种用于校准扭矩传感器的装置，所述扭矩传感器无支承地一方面与一个驱动轴-法兰并且另外一方面与一个输出轴-法兰可旋转连接，并且所述扭矩传感器基本上包括两个轴向隔开的法兰连同位于所述法兰之间的力矩传递及测量区域，所述装置具有至少一个至少一侧的校准杠杆用于校准，所述校准杠杆不是安装在其中一个轴法兰上，而是可安装在所属的传感器法兰上，在校准杠杆的背对传感器轴线的外端部上与传感器轴线隔开规定距离地可安装至少一个校准重量。
背景技术
此外由DE 199 36 293A1已知所述类型的扭矩传感器并且因此例如优选使用在用于内燃机、变速器和动力总成等的试验台上，因为它们可以简单地且利用较小的位置空间安装并且由于其较小的质量和较小的尺寸不影响或仅仅可忽略地影响待测量的力矩分布。为了精确地测量，这种类型的传感器至少必须时而不时地校准，即由传感器提供的且在连接的评价单元内预处理的测量信号必须与实际作用在传感器上的扭矩相关联。为此通常在其中一个传感器法兰上固定一个优选两臂的校准杠杆，其中另外的传感器法兰或者在被锁定的驱动轴-法兰或输出轴-法兰上保持连接，或者在完全拆除传感器之后安装在一个单独的固定的辅助装置上。通过以已知的相对于传感器轴线的间距将一个已知的校准重量安装在校准杠杆上，通过这种方式产生一个精确定义的作用扭矩，其配备给相应的测量值，因此可以制成校准曲线。但是这种用于调整这种类型的传感器的相对简单的方式具有原则上的缺点，即经由无单独的支承轴承固定在自由的传感器法兰上的校准杠杆，不仅实现传感器的纯粹的扭矩应力，而且也作用侧向力和弯曲力，它们使得测量结果并且因此使得校准不真实。不规则的负载(例如在所述的情况下然而没有出现的这种类型的传感器的轴向负载也算作所述负载)因此必须始终限定在这样的值上，所述值在扭矩传感器的数据表中给定，因为仅仅如此才能获得期望的测量精度并且也可靠地避免传感器的损坏。
发明内容
本发明的目的在于如此改善开头所述类型的校准装置，使得减小所属的不规则的扭矩传感器负载并且因此提供校准精度并且最后提供被校准的扭矩传感器的实际测量精度。
这个目的在开头所述类型的装置中如此实现，即校准重量在校准杠杆上的虚拟的作用点至少近乎位于旋转平面内或-相对于扭矩传感器-位于旋转平面内部，所述旋转平面由支承校准杠杆的传感器法兰的外接触面形成并且垂直于传感器轴线。通过这种简单的方式可以减小或完全排除由在这种校准装置中至今所使用类型的校准杠杆施加在待校准的传感器上(附加于规定的扭矩)的弯曲力矩，从而作为作用在另外的角度上的力的结果，仅侧向的扭矩保留作为唯一的不规则的负载。因为在开头所述类型的通常的装置中，不规则的侧向力矩和弯曲力矩对于精度具有大致相同的影响，所以通过这种方式测量误差大致减半或校准精度加倍。
在本发明的另外的构造中规定，曲柄形弯曲地构成，其中曲柄形弯曲部优选位于内部，在位于传感器法兰上的固定点附近。因此形成校准杠杆的非常稳定的构造，其在本发明的其它构造中优选由至少两个基本上笔直的部分构成，它们朝传感器轴线的方向偏置地组装，这非常简化制造。
校准重量的虚拟的作用点在轴向和/或径向方向上可调节，优选通过实际的重量支座的可调节的固定和/或校准杠杆的各部分相互之间可调节的组装调节。因此在需要时不仅可以精确地调节待施加的校准力矩，而且可以影响弯曲力矩的补偿，弯曲力矩通过这种方式例如也可以在不同的适配法兰或类似的中间件时被补偿。
附图说明
本发明下面借助于在附图中部分示意示出的实施例详细阐述。其中：
图1示出内燃机检测状态，具有安装的、利用根据本发明的装置待校准的类型的扭矩传感器；
图2根据至今的现有技术的校准装置；
图3根据本发明的校准装置；
图4根据图3的装置的透视图。
具体实施方式
根据图1，一个定位在底座元件1上的内燃机2在一个未详细示出的试验台3上与一个电驱动装置或电装载机4连接，其中内燃机侧的驱动轴-法兰5和电机侧的输出轴-法兰6(或反之亦然)直接与一个在它们之间设置的扭矩传感器7连接。这种类型的传感器7在图2至图4中稍微详细示出并且例如由开头提及的DE 199 36 293 Al已知。它们借助于未进一步示出的法兰螺钉并且可以无附加轴承、连接轴等地简单安装并且通过较小的尺寸和较小的质量提供这样的优点，即在内燃机2和电机4之间(或相反地)传递的扭矩的测量尽可能不受影响。这种类型的试验台3或其它的测量及供电设备等的其它细节在此出于简化的原因不再示出。
为了校准扭矩传感器7，扭矩传感器或者可以在法兰5和6之间完全拆卸并且在一个在此未示出的、固定的辅助装置(以相同或类似的方式如在其中一个法兰5、6上)一侧上固定，或者在内燃机2或法兰5，或优选在电机4或法兰6上保持固定，而另外一侧(在移除或仍然未安装机器4或2的情况下)保持自由，在两种情况下锁定相应的机器2、4或相应的轴法兰5、6防止转动。在扭矩传感器7的两个轴向隔开的法兰8、9(在图2和图3中可见的扭矩传感器7的力矩传递及测量区域10位于它们之间)的保持自由的法兰上，安装(根据图2至图4的两侧的)校准杠杆11，在校准杠杆的背对传感器轴线12的外端部13上可安装在此未示出的与传感器轴线12隔开限定距离的校准重量。因此一个精确定义的扭矩施加到扭矩传感器7上，该扭矩与在此可被确定的测量信号一起用于校准。
在图2中示出的根据至今的现有技术的设置中，通常在实际的校准杠杆11和支承校准杠杆11的传感器法兰9的外接触面14之间还设置一个适配法兰15(以便可以使校准杠杆11使用在不同的传感器7上)，由此校准重量在校准杠杆11上的虚拟作用点的旋转平面16相对于由传感器法兰9的外接触面14形成的平面从扭矩传感器7向外(即远离在图2中在上方的传感器法兰8固定点)移动距离18。由此产生的弯曲力矩(由校准重量与至少距离18的乘积)表现为扭矩传感器的一个不规则的负载，其以已知的方式使得转矩测量不真实并且因此使得校准不真实。
为了消除或至少部分消除不规则的弯曲力矩，在根据图3的本发明的装置中校准杠杆11现在如此构成，由校准重量的虚拟作用点构成的旋转平面16与由支承校准杠杆11的传感器法兰9的外接触面14形成的、垂直于传感器轴线12的旋转平面17重合，由此距离18是零(根据图2)。因为这种类型的扭矩传感器7的制造商通常将不规则的负载或其被允许的大小至多施加到外接触面14或由其构成的虚拟的旋转平面上，因此待消除的不规则的弯曲负载至少在理论上完全消除，从而可以显著改善校准精度。如在根据图3的装置中可以轻易想象，旋转平面16(校准重量的作用点)的位置也可以非常简单地或多或少地远离上部的、为了而校准固定的传感器法兰8移动(校准杠杆11的不同的有效的曲柄形弯曲)，因此可以符合目的地影响实际上存在的不规则的弯曲力矩。
根据图3和图4曲柄形弯曲地构成的校准杠杆11以有利的方式在内部，在传感器法兰9的固定位置的附近，支承曲柄形弯曲部19，这提供较大的稳定性。校准杠杆11由三个基本上笔直的部分20、21、22构成，它们朝传感器轴线12的方向偏置地组装，这简化了制造。校准重量的虚拟的作用点可以在轴向和/或径向方向上调节，优选大致通过实际的重量支座23(见图4)可调节的固定和/或校准杠杆11的各部分20、21、22相互之间可调节的安装。

Claims (6)

1.用于校准扭矩传感器(7)的装置，所述扭矩传感器无支承地一方面与一个驱动轴-法兰(5)并且另外一方面与一个输出轴-法兰(6)可旋转连接，并且所述扭矩传感器基本上包括两个轴向隔开的法兰(8、9)连同位于所述法兰之间的力矩传递及测量区域(10)，所述装置具有至少一个至少一侧的校准杠杆(11)用于校准，所述校准杠杆不是安装在其中一个轴法兰(5、6)上，而是可安装在所属的传感器法兰(8、9)上，在校准杠杆的背对传感器轴线(12)的外端部(13)上与传感器轴线(12)隔开规定距离地可安装至少一个校准重量，其特征在于，校准重量在校准杠杆(11)上的虚拟的作用点至少近乎位于旋转平面(17)内，或相对于扭矩传感器(7)位于旋转平面(17)内部，所述旋转平面由支承校准杠杆(11)的传感器法兰(9)的面向校准杠杆(11)的外接触面(14)形成并且垂直于传感器轴线(12)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，校准杠杆(11)曲柄形弯曲地构成，其中曲柄形弯曲部(19)在位于传感器法兰(9)上的固定点附近。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，曲柄形弯曲部(19)位于内部。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，校准杠杆(11)由至少两个基本上笔直的部分(20、21、22)构成，它们沿着传感器轴线(12)的方向彼此偏置地组装。
5.如权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，校准重量的虚拟的作用点在轴向和/或径向方向上可调节。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，校准重量的虚拟的作用点的所述调节通过实际的重量支座(23)的可调节的固定和/或校准杠杆(11)的各部分(20、21、22)相互之间可调节的组装实现。
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