使用机械摩擦联接器的用于旋转元件的扭矩传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种旨在安装在机动车辆中的旋转元件（2）上的扭矩传感器（1），所述扭矩传感器（1）包括布置在粘合材料层（4）上的至少一个应变量规（3）。玻璃层（4）搁置在由刚性材料制成的基板（5）的面上，该基板能够通过其与支撑玻璃层（4）的面相反的面来确保抵靠旋转元件（2）的摩擦保持，扭矩传感器（1）包括围绕玻璃层（4）和基板（5）的可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b），可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b）旨在围绕旋转元件（2）并且按压使基板（5）的所述相反的面抵靠旋转元件（2）。

Torque sensors for rotating elements using mechanical friction couplings

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用机械摩擦联接器的用于旋转元件的扭矩传感器
本专利技术涉及一种扭矩传感器，该扭矩传感器用于测量旋转元件的扭矩，其使用机械摩擦联接器。本专利技术还涉及旋转元件和这种扭矩传感器的组件，并且涉及用于将扭矩传感器安装在旋转元件上的方法。
技术介绍
通常，扭矩传感器包括布置在粘合材料层上的至少一个应变量规。所述至少一个应变量规发送根据旋转元件在力矩作用下所经受的扭转而变的电信号。通过电子装置接收和发送电信号可以测量旋转元件的扭矩。可以以各种方式执行对被认为是旋转元件的示例的驱动轴的扭矩的测量，这不是限制性的。最常见的方法之一在于将变形量规（最通常是金属线性类型）直接附接和/或粘附到相关轴上。然后将它们相对于轴的轴线以+/-45°的角度放置，以便对源自扭转的变形敏感。然后仅需将这些量规连接到合适的电子处理单元，以便重新获得代表施加在旋转元件（即驱动轴）上的扭矩的信号。一种派生的方法在于不将这些量规粘附到轴上，而是将它们强制按压在轴上，以便它们可以测量源自扭矩的变形。然后，这些变形通过摩擦作用传递到这些量规。对于被粘附的量规，这种类型的组装通常会由于存在胶黏剂而导致精度下降。在大多数情况下，这种胶黏剂是一种相当柔软的材料，且其以非线性方式变形，迅速超过弹性极限，导致出现明显的滞后误差。通常，相关的胶黏剂也是一种化学化合物，其随着时间的推移会相当不稳定，并且会趋于降低品质、变干、失去弹性，从而经常且逐渐地终结于变弱和断裂。最后，其他化学元素（例如变速器的油）的存在和与之接触会损坏该胶黏剂或量规本身，或至少加速它们的老化。关于被按压的量规，尽管该原理解决了由于使用胶黏剂而引起的问题（因为在这种情况下不必要），这些量规仍可能被变速器的侵蚀性的油和液体损坏。然而，应变量规是容易损坏的元件，并且不建议使其经受摩擦。用该原理实施的摩擦通常导致应变量规的逐渐劣化，在这种情况下是机械劣化。现有技术的方法所遇到的问题主要是由于胶黏剂引起的测量性能的降低、测量系统的寿命不足以及面对侵蚀性环境的低稳健性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是设计一种扭矩传感器，该扭矩传感器集成有至少一个应变量规以测量旋转元件上的扭矩，该扭矩传感器可以确保一个或多个应变量规与该元件的最佳接触，该接触必须是持久的抗性强的，并且一个或多个应变量规必须被保护不受外部侵害。为此，本专利技术涉及一种旨在安装在机动车辆中的旋转元件上的扭矩传感器，该扭矩传感器包括布置在粘合材料层上的至少一个应变量规，所述至少一个应变量规发送根据旋转元件在力矩作用下所经受的扭转而变的电信号，电信号的接收和发送允许在通过传输装置进行处理之后测量旋转元件的扭矩，其特征在于，粘合材料层搁置在由刚性材料制成的基板的面上，该基板能够通过其与支撑粘合材料层的面相反的面来确保抵靠旋转元件的摩擦保持，扭矩传感器包括围绕粘合材料层和基板的可拆卸且可调节的压力装置，可拆卸且可调节的压力装置旨在围绕旋转元件并且按压使基板的所述相反的面抵靠旋转元件。与被粘附的一个或多个应变量规的现有技术相比，本专利技术避免了由于这种粘附而引起的任何问题，即：一个或多个应变量规的剥离的问题、胶黏剂的老化的问题以及由于胶黏剂层的插入而导致每个应变量规无法接收施加在旋转元件上的扭转的问题。因此，根据本专利技术，不使用胶黏剂或用于固定的任何粘合元件，从而提供了以下好处，即：不存在添加至信号的滞后、较少的老化或更好地控制的老化，以随着时间的推移保持更好的性能。此外，由于可拆卸且可调节的压力装置，可以容易地移除传感器，从而例如在发生故障时可以更换传感器。与与旋转元件直接接触的一个或多个应变量规的现有技术相比，本专利技术避免了引起应变量规损坏的磨损，该应变量规通过与旋转元件的直接接触而直接经受该元件的扭转。一个或多个应变量规不与旋转元件直接接触，以便增加一个或多个应变量规的寿命，因为它们没有经受摩擦磨损。基板在一方面一个或多个应变量规和另一方面旋转元件之间实现插入功能。基板是相当刚性的，用于经得起与旋转元件的摩擦并将扭转传递至应变量规。因此，基板保护应变量规免受由于旋转元件上的摩擦引起的磨损。这构成了根据本专利技术的扭矩传感器获得的第一效果。此外，基板和旋转元件之间的摩擦接触与所选基板材料使基板具有微型表面放大器的作用，并改善了扭转的检测。基板与旋转元件的接触表面大于一个或多个应变量规与旋转元件的接触表面。然而，使该表面尽可能小允许增加压力，并因此改善摩擦，从而导致更好地检测旋转元件的扭转。可以选择具有特定的材料和表面处理的基板，特定的材料和表面处理在基板和旋转元件之间提供更好的摩擦，而这种可能性对于由应变量规制造商预先限定的一个或多个应变量规的材料来说是不存在的。这构成了根据本专利技术的扭矩传感器获得的第二效果。将基板与粘合材料层以及至少部分地围绕由一个或多个应变量规形成的检测部分的可拆卸且可调节的压力装置相结合，可以保护一个或多个应变量规免受诸如油的喷射的外部侵蚀。这构成了根据本专利技术的扭矩传感器获得的第三效果。基板和旋转元件之间的摩擦有利地可通过可拆卸且可调节的压力装置进行调节，特别是通过将压力装置作为两部分彼此抵靠地夹紧。因此，有大的自由度可以调节这种摩擦。可拆卸且可调节的压力装置可以移除，这允许扭矩传感器的方便的安装和拆卸，而这是被粘附的应变量规无法实现的。至少部分地围绕基板和粘合材料层的压力装置有助于保护设置在粘合材料层上的一个或多个应变量规。因此，对于本专利技术，在布置在粘合材料层上的一个或多个应变量规、用于与旋转元件摩擦的基板以及压力装置之间存在强大的协同作用，该协同作用有助于获得对扭矩传感器的内部（且尤其是对一个或多个应变量规的）的最大的保护，同时允许对旋转元件和扭矩传感器之间的摩擦进行最佳调节。一个或多个应变量规的耐用性得到了提高，且一个或多个应变量规得到了更好的保护，并且获得了在制造过程中一个或多个应变量规的更好的可达性（这乍看之下是不相容的）。由于去除了可能包含对环境有害的成分的胶黏剂，因此获得了环境效益。借助于可调节的压力装置以在基板和旋转元件的接收基板的部分之间提供最佳的摩擦，并且借助于特定的基板选择，存在使传感器适应待测量的大范围的扭矩值的许多可能性，这是由于调整由一个或多个应变量规所观测到的应变的水平，通过改变基板的构造且特别是其厚度以及由压力装置施加在基板上的压力。有利地，可拆卸且可调节的压力装置由彼此延伸以形成完整壳体的两个壳体部分形成，螺纹杆类型的固定装置将两个壳体部分彼此固定，两个壳体部分将基板和粘合材料层容纳在其内部。名称“壳体部分”不一定意味着两个部分是等同的，但是它们是互补的，以便当它们端对端放置时形成完整的壳体。壳体部分通过围绕基板和粘合材料层来保护它们。由于壳体部分所形成的压力装置是相对于旋转元件对称地布置的两个壳体部分的形式，因此便于将它们引入到旋转元件和扭矩传感器的其余部分周围。有利地，两个壳体部分具有不同的尺寸，基板和粘合材料层容纳在尺寸较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旨在安装在机动车辆中的旋转元件（2）上的扭矩传感器（1），所述扭矩传感器（1）包括布置在粘合材料层（4）上的至少一个应变量规（3），所述至少一个应变量规（3）发送根据旋转元件（2）在力矩作用下所经受的扭转而变的电信号，信号的接收和发送允许在通过传输装置（14）进行处理之后测量旋转元件（2）的扭矩，粘合材料层（4）搁置在由刚性材料制成的基板（5）的面上，该基板能够通过其与支撑粘合材料层（4）的面相反的面来确保抵靠旋转元件（2）的摩擦保持，扭矩传感器（1）包括围绕粘合材料层（4）和基板（5）的可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b），可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b）旨在围绕旋转元件（2）并且按压使基板（5）的所述相反的面抵靠旋转元件（2），所述传感器的特征在于，可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b）由彼此延伸以形成完整壳体的两个壳体部分（6a，6b）形成，螺纹杆类型的固定装置（7）将两个壳体部分（6a，6b）彼此固定，两个壳体部分（6a，6b）将基板（5）和粘合材料层（4）容纳在其内部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171024 FR 17600251.一种旨在安装在机动车辆中的旋转元件（2）上的扭矩传感器（1），所述扭矩传感器（1）包括布置在粘合材料层（4）上的至少一个应变量规（3），所述至少一个应变量规（3）发送根据旋转元件（2）在力矩作用下所经受的扭转而变的电信号，信号的接收和发送允许在通过传输装置（14）进行处理之后测量旋转元件（2）的扭矩，粘合材料层（4）搁置在由刚性材料制成的基板（5）的面上，该基板能够通过其与支撑粘合材料层（4）的面相反的面来确保抵靠旋转元件（2）的摩擦保持，扭矩传感器（1）包括围绕粘合材料层（4）和基板（5）的可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b），可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b）旨在围绕旋转元件（2）并且按压使基板（5）的所述相反的面抵靠旋转元件（2），所述传感器的特征在于，可拆卸且可调节的压力装置（6a，6b）由彼此延伸以形成完整壳体的两个壳体部分（6a，6b）形成，螺纹杆类型的固定装置（7）将两个壳体部分（6a，6b）彼此固定，两个壳体部分（6a，6b）将基板（5）和粘合材料层（4）容纳在其内部。


2.根据前一项权利要求所述的扭矩传感器（1），其特征在于，两个壳体部分（6a，6b）具有不同的尺寸，基板（5）和粘合材料层（4）容纳在尺寸较大的壳体部分（6a）中。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的扭矩传感器（1），其特征在于，彼此固定的两个壳体部分（6a，6b）具有圆形的外周，外周上固定有不完整或完整的第一冠（12），其具有的外径大于或不大于两个壳体部分（6a，6b）的外周，壳体部分（6a，6b）和不完整或完整的第一冠（12）旨在与所述元件一起被驱动旋转。


4.根据前一项权利要求所述的扭矩传感器（1），其特征在于，不完整或完整的第一冠（12）包括通过肋（8）连接到壳体部分（6a，6b）中的至少一个的外缘，肋（8）中的每一个具有面向所述壳体部分（6a，6b）中的至少一个的弯曲端（8a），以便被至少部分地施加抵靠外周并且通过至少一个连接元件（9）固定在外周上，第一冠（12）具有用于接收由传输装置（14）有线传输的信号的装置以及信号的电磁发送装置。


5.根据前一项权利要求所述所述的扭矩传...

【专利技术属性】
技术研发人员：SD文扎尔，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR