具有在电极与触点销之间的电连接的压电力传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种压电力传感器(1)，该压电力传感器包括壳体(10)，该壳体具有至少一个压电本体(11)和与该本体(11)电连接的电极(12)，其中，具有触点销(131)的联接装置(13)被固定或成形在所述壳体(10)上，以传递测量信号。触点销(131)与电极(12)导电连接。根据本发明专利技术，将螺旋压力弹簧(14)与触点销(131)导电连接作为压电力传感器(1)内部的电连接。在此，螺旋压力弹簧(14)能松脱地与电极(12)以如下方式导电地有效连接，即，触点销(131)具有与电极(12)的间距并且测量信号能够从电极(12)通过螺旋压力弹簧(14)和被联接的触点销(131)被导出压电力传感器(1)的壳体(10)并能够在联接装置(13)上被量取。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了一种压电力传感器，其包括壳体，该壳体具有至少一个压电本体和与该本体电连接的电极，其中，具有触点销的联接装置被固定或成形在该壳体上，以传递测量信号，并且其中，所述触点销与电极导电连接。
技术介绍
在一些
中使用了力传感器、尤其是压电力传感器，其包括至少一个压电本体。这类压电力传感器以不同的实施方式在市场上可获得，这些实施方式用于测量沿一个空间方向(Fz)的力的一个分量直至用于测量力和力矩(Fx，Fy，Fz，Mx，My，Mz)的六个分量。这些应用领域是装配技术(例如在点焊中和压力机中)中的力测量、切削力和变形力的测量中的力测量以及确定轨道车辆制动力的领域中的力测量。已知的压电力传感器是所谓的压电测量垫片，这些已知的压电力传感器除了力测量之外也可以用于确定转矩或加速力。用于测量沿一个空间方向(z方向)的动态的和准静态的力Fz的这种由现有技术已知的压电测量垫片1在图1a和1b中示出并在下面被详细阐明。压电测量垫片1包括多件式壳体10，联接装置13固定或成形在该多件式壳体上。该壳体10一般由钢制成并具有盖和底。在壳体10中设置有中央留空部100，未示出的预紧螺栓能够贯穿该留空部。在这里，在壳体10中以环形设计方式叠置堆叠地布置两个压电本体11，11'。在这些分别设计为环形本体的压电本体11，11'之间有电极12。电极12具有电极本体120，该电极本体被构型为环形本体并且电极突出部(Elektrodenfahne)121径向导走地成形或焊接在该电极本体上。在该电极突出部121上焊接沿z轴方向弯曲的连接片122。在壳体周向壁中挖出联接开口101，该联接开口引导到联接装置13的贯穿部130中。电极突出部121和连接片122穿过联接开口101伸入贯穿部130的内腔中，直至联接装置13的触点销131。触点销131借助于绝缘件132相对于贯穿部130的壁和壳体10电绝缘地固定地安装。触点销131通过连接片122与电极突出部121导电地材料配合地连接。针对具有测量电子设备的压电测量垫片1的外部接缆，使用具有低电容的呈高绝缘同轴缆线形式的联接缆线。这些联接缆线在最小运动的情况下仅产生最小摩擦电。这类针对工业使用的联接缆线能够在市场上获得并能够简单地联接到压电测量垫片1的联接装置13上，由此能够从触点销131接收电荷信号。为了所述压电测量垫片1可以测量力，这些组件必须在壳体10中沿z方向彼此重叠按压地布置并且因此这些组件不可运动地焊接在壳体中。为了测量操作，压电测量垫片1借助于预紧螺栓在预紧条件下被装到机器结构的两个平面平行的面之间。在沿z方向负载时，压电测量垫片1与起作用的力Fz成比例地给出电荷。通过作用于压电本体的力和充分利用压电效应，在负载时出现电荷信号，这些电荷信号通过电极12横越贯穿部130地被引导到触点销131上，在那里，电荷信号能够在压电力传感器1之外被接收并能被继续处理。迄今为止，为了实现电极12通过电极突出部121和连接片122电连接于触点销131而借助于电阻焊接或激光焊接进行点焊。如图1c中示出的那样，第一压电本体11'和电极12定位在打开的壳体10的底中，其中，所述贯穿部130已经固定在壳体周向面上。电极突出部121和固定在其上的连接片122被这样地放置，使得它们穿过贯穿部130伸出所述壳体10并且连接片122贴靠在触点销131的端面之前。于是，可以将焊接电极S引导穿过联接开口101，使得连接片122可以被点焊在触点销131的端面上，电极12由此不能松脱地材料配合地与触点销131连接。因为所述压电测量垫片1被制造为具有几毫米至几厘米的直径，所以相应地困难的是，在壳体10打开的情况下进行所述点焊。由于可获得的压电测量垫片1的小型结构方式和各种尺寸变型方案，如今还不能自动地执行电极12与联接装置13的触点销131的电连接。在电阻焊接的情况下经常出现污染，这些污染干扰地作用于电极12与触点销131之间的连接的导电性。除了电极12和触点销131之间的不足的电接触之外，点焊时也可能会出现短路。如果这类不好的电连接没有在壳体10闭合且压力密封地焊接之前被发现，那么整个压电测量垫片1就不能使用。一般必须在执行所述电连接之后并在闭合所述壳体10之前手动进行对焊接的准确检查，这就导致了附加耗费。
技术实现思路
本专利技术的目的是以如下方式改善压电力传感器，即，可重复地在没有导电性问题的情况下实现电极与触点销之间的、布置在压电力传感器壳体中的电连接，此外还能比现有技术已知的电连接更简单地制造该电连接。该目的通过权利要求1的特征来解决。在根据本专利技术的力传感器中，将螺旋压力弹簧与触点销导电连接作为压电力传感器内部的电连接。螺旋压力弹簧能松脱地与电极以如下方式导电地有效连接，即，触点销具有与电极的间距。在此，根据本专利技术的测量信号可以从电极通过螺旋压力弹簧和被联接的触点销导出压电力传感器的壳体并能在联接装置上被量取。该装置的优点是，利用该连接，力不能从触点销传输到电极上，即使是在触点销上强烈地摇动。此外可以省略焊接，这是因为电极与螺旋压力弹簧之间的连接现在是能松脱的，即不是固定的。已证实的是，该连接始终非常可靠地保证了接触，尽管电极和螺旋压力弹簧仅仅是触碰。结合本专利技术，措辞“能松脱地”仅仅表示这样的情况，即，电极和螺旋压力弹簧不是不能松脱地彼此贴靠安置、尤其是没有彼此贴靠地焊接，就像由现有技术所已知的那样焊接。因为在这里涉及的是力传感器内部的连接，所以该能松脱的连接如果它已经完成，就再也不松脱。相应地，该能松脱的连接不应被混淆为实际上松脱的能松脱的连接，就像该实际上松脱的能松脱的连接在插拔连接中常见的那样，这些插拔连接被任意地连接和松脱。根据本专利技术的力传感器内部的本身能松脱的连接不好接近并因此在不破坏力传感器的情况下在技术上不能松脱。然而，当单独观察该连接时，该连接本身是能松脱的。附图说明随后结合附图来描述专利技术主题的一种优选实施例。相同的附图标记分别指相同的组件。图2和图3示出了根据本专利技术的实施方式。图1a示出了根据现有技术的、呈压电测量垫片形式的压电力传感器的部分剖开地示出的侧视图，而图1b示出了穿过图1a的压电测量垫片的电极的一部分、穿过具有焊接在其上的电极突出部的触点销的细节剖视图，没有示出压电本体，并且图1c在局部剖视图中示出了在闭合壳体之前连接片或电极突出部在触点销上的材料配合的固定。图2a示出了电连接的立体图，该电连接包括具有螺旋弹簧的触点销，在此插套了楔形的电极突出部，而...

【技术保护点】
一种压电力传感器(1)，包括壳体(10)，所述壳体具有至少一个压电的本体(11)和与所述本体(11)电连接的电极(12)，其中，具有触点销(131)的联接装置(13)被固定或成形在所述壳体(10)上，以传递测量信号，其中，所述触点销(131)与所述电极(12)导电连接，其特征在于，作为所述压电力传感器(1)内部的电连接，螺旋压力弹簧(14)导电地与所述触点销(131)连接并且所述螺旋压力弹簧(14)能松脱地与所述电极(12)以如下方式导电地有效连接，即，所述触点销(131)具有与所述电极(12)的间距并且测量信号能够从所述电极(12)通过所述螺旋压力弹簧(14)和被联接的所述触点销(131)被导出所述压电力传感器(1)的所述壳体(10)并能够在所述联接装置(13)上被量取。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.14 CH 1909/131.一种压电力传感器(1)，包括壳体(10)，所述壳体具有至少一个压电的本体(11)和与
所述本体(11)电连接的电极(12)，其中，具有触点销(131)的联接装置(13)被固定或成形在
所述壳体(10)上，以传递测量信号，其中，所述触点销(131)与所述电极(12)导电连接，其特
征在于，作为所述压电力传感器(1)内部的电连接，螺旋压力弹簧(14)导电地与所述触点销
(131)连接并且所述螺旋压力弹簧(14)能松脱地与所述电极(12)以如下方式导电地有效连
接，即，所述触点销(131)具有与所述电极(12)的间距并且测量信号能够从所述电极(12)通
过所述螺旋压力弹簧(14)和被联接的所述触点销(131)被导出所述压电力传感器(1)的所
述壳体(10)并能够在所述联接装置(13)上被量取。
2.根据权利要求1所述的压电力传感器(1)，其中，所述螺旋压力弹簧(14)机械脱耦地
贴靠在所述电极(12)上，使得力不能从所述触点销(131)传输到所述电极(12)上。
3.根据权利要求1或2所述的压电力传感器(1)，其中，所述电极(12)具有能导电的电极
突出部(121)，所述电极突出部被插入地运动地触碰地固定到所述螺旋压力弹簧(14)的回
旋圈之间。
4.根据权利要求3所述的压电力传感器(1)，其中，所述电极突出部(121)被至少部分地
设计为楔形。
5.根据权利要求3或4所述的压电力传感器(1)，其中，所述电极突出部(121)具有至少
一个倒钩(1210)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的压电力传感器(1)，其中，所述电极突出部(121)
具有L形构型，所述L形构型具有第一腿部(1211)和第二腿部(1212)，其中，所述第一腿部
(1211)和所述第二腿部(1212)布置为沿z方向彼此成角度并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·科勒，H·施耐德，W·德根，
申请(专利权)人：基斯特勒控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH