电力传动元件、扭矩测量装置和飞轮组件制造方法及图纸

具有曲轴的测量装置和用于测定作用在该曲轴上的径向力的测力元件(load cell)，该测力元件具有用于接收轴承环的接收套管和用于将测力元件连接在传动装置外壳内的紧固环(fastening ring)。在紧固环上提供轴向支撑区域，用于轴向支撑第一轴承的外环。另外，提供用于接收该接收套管的径向力的测量区域，其将该该接收套管与该紧固环连接。应变传感器与至少两个该测量区域连接。评估电子元件与该应变传感器连接。感器连接。感器连接。

【技术实现步骤摘要】
电力传动元件、扭矩测量装置和飞轮组件
[0001]本说明书第一方面公开了用于测定作用在曲轴上的径向力的测力元件(load cell)。
[0002]美国2007/051187公开了一种负载传感轴承组件(load sensing bearing assembly)，该组件包括具有弹簧区域的法兰装置，其用于测定轴承外环上的径向力、推力和倾斜力矩。
[0003]US 4,900,165 A公开了一种轴承支撑系统，其通过用开槽内环保留轴承以可控制的方式接收轴的轴承的推力负载，该内环借助多个周向分开的支撑物用径向分开的外环支撑，该支撑物径向易弯曲并且轴向不易弯曲。
[0004]US 2011/187179 A1公开了一种轮轴承部件，具有第一元件并且具有第二元件，该第一单元包括由轴承装置支撑的圆柱形部分，并且该第一单元包括径向延伸的凸缘部分，该第二元件包括用于使轮辋中心定位的瓣(flaps)。
[0005]根据本说明书的测力元件包括用于接收轴承环的圆柱形接收套管和用于将测力元件连接在传动装置外壳内的紧固环(fastening ring)。该环尤其可以是滚动轴承的外环。测力元件的紧固环通过连接区域或测量区域被连接到接收环(receiving ring)上。提供测量区域，用于接收接收套管的径向力，该径向力从轴承的环被传递到测量区域。
[0006]应变传感器(Strain sensors)被安装在至少两个测量区域内，例如粘住的应变计。再者，测力元件包括轴向支撑区域，其被提供在紧固环上用于轴向支撑轴承的外环或用于接收轴向力。在此，轴向力在平行于接收套管的纵向方向上是一致的，并且径向力垂直于接收套管的纵向方向。
[0007]尤其是，该测力元件可被配置以接收径向地位于接收套管内部的轴承，其中轴承的外环与接收套管的内表面接触并且测量区域和轴向支撑区域可径向地向内地连接到紧固环上。
[0008]该轴向支撑区域通过径向狭槽(radial slots)与测量区域分开，其中该轴向支撑区域通过圆周狭槽(circumferential slot)与接收套管分开。
[0009]尤其是，该测量区域可包括形成为角形架(angle bracket)的测量凸耳(measuring lug)，其中该角形架尤其可包括径向区域和邻接该径向区域的轴向区域。这个形状很适合在径向力的作用下产生可控的变形。
[0010]该径向区域被连接到紧固环并且该轴向区域被连接到接收套管。尤其是，该径向区域可以以大约90度的角度被布置到轴向区域。
[0011]根据一个进一步的实施方案，该轴向区域与接收套管的圆柱形内表面齐平。
[0012]尤其是，该轴向支撑凸耳可被布置使得它们越过接收套管的内表面径向地向内伸出。结果，轴承可被引到接收套管中使得轴承的环(尤其外环)紧靠在伸出区域并且作用在轴承上的轴向力被传递到测力元件上并且通过紧固区域传递。
[0013]根据一个进一步的实施方案，至少一个应变传感器被布置为应变计。根据一个进一步的实施方案，应变传感器被连接到每一个测量区域，尤其是，该应变传感器可各自被连接到测量区域的径向区域。
[0014]根据一个进一步的实施方案，至少两个测量区域包括用于连接应变传感器的变低的区域(lowered areas)，从而该应变传感器很容易被放置并且避免损坏。
[0015]根据一个具体的实施方案，测力元件包括4个测量区域，其以90度的间隔布置。结果，在一方面，可以实现被接收在测力元件中的轴承的良好支撑并且在另外一方面，测量限定的径向力成为可能，根据测量，作用在曲轴上的扭矩可被计算，该曲轴通过轴承被支撑。
[0016]尤其是，该紧固环可包括紧固区域，其中提供固定孔，该固定孔适合用于将该紧固环拧紧到外壳上。
[0017]再者，该紧固环可包含凹槽，其中测量区域被布置在凹槽中。在这种情况下，该测量凸耳，界定该测量凸耳的狭槽和轴向支撑区域可具体地被设计尺寸使得角范围(包括测量凸耳和界定该测量凸耳的狭槽)与轴向支撑区域的角范围大致符合。
[0018]根据一个实施方案，在圆周方向的测量区域的角范围(angular extent)小于或等于30度。结果，可实现良好的可变形性并且施加的径向力与界定清楚的方向符合。
[0019]尤其是，测力元件是由金属整体制成的，其弹性地变形并且提供良好的稳定性和形状的稳定性。在此，“金属”是指金属材料并且尤其包括金属合金。
[0020]在进一步的方面，本说明书公开了用于测定作用在曲轴上的力的测量装置。该测量装置包括曲轴，该曲轴具有被布置在曲轴上的轴承和如上描述的测力元件。该测力元件的接收套管被布置在轴承的外环上并且该测力元件的轴向支撑区域在轴向方向上被支撑在轴承的外环上。
[0021]再者，评估电子元件(evaluation electronics)被连接到测力元件的应变传感器上，该评估电子元件被布置以根据应变传感器的信号测定作用在曲轴上的力。该曲轴尤其可以是踏板轴，但是，例如，也可以是活塞发动机的曲轴。
[0022]再者，本说明书公开了具有上述测量装置的传动装置。该传动装置包括传动装置外壳和曲轴，其中该曲轴通过第一轴承和第二轴承被安装在传动装置外壳中。
[0023]该第一轴承通过测量装置的测力元件被接收在传动装置外壳中。反过来，该测力元件通过紧固环被接收在传动装置外壳中。该接收套管接收第一轴承的外环并且该轴向支撑区域被支撑在第一轴承的外环上。
[0024]在传动装置中，尤其是，该曲轴可包括第一台阶和第二台阶，该第一台阶和第二台阶用于支撑轴承。该台阶可被形成例如因为该曲轴在中间相比在它的两端具有更大的直径。尤其是，测量装置的第一轴承的内环可停靠在踏板轴的第一台阶上并且第二轴承的内环可以停靠曲轴的第二台阶上，使得倾斜地安装的轴承的X型布置形成了。
[0025]在布置在曲轴上的轴承的X型布置中，作用在曲轴上的力通过轴承被向外传递。因此，测力元件可以被布置在评估电子元件附近更远的地方。另外，作用在被布置在输出侧轴承上的输出轴上的力也向外作用。因此，该输出轴可与转子轴保持一定距离，该转子轴被布置在输出轴的驱动侧。
[0026]对于接收轴向力，测量装置的第一轴承和测量装置的第二轴承可以具体被布置为单列角接触滚珠轴承(single
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row angular contact ball bearings)。根据一个实施方案，该第二轴承通过波形弹簧被支撑在踏板轴第二台阶或外壳上。
[0027]根据另一个实施方案，该第二轴承通过垫片盘(spacer disk)被支撑在踏板轴第二台阶上或外壳上。
[0028]另外，本说明书公开了具有上述特征的传动装置，还包括马达和连接到马达的减速齿轮，和连接到减速齿轮的空心输出轴。
[0029]在这种传动装置中，该曲轴被布置为踏板轴，并且第一轴承和第二轴承分别被布置为滚动轴承。该踏板轴穿过空心输出轴，并在踏板轴和空心输出轴之间放置飞轮，用于分离踏板轴和空心输出轴。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于测定作用在曲轴上的力的测量装置，包括：
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曲轴，其具有布置在所述曲轴上的轴承，
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测力元件，其用于测定作用在曲轴上的径向力，所述测力元件包括：
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接收套管，所述接收套管用于接收轴承的环，
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紧固环，所述紧固环用于将所述测力元件连接在传动装置外壳内，
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轴向支撑区域，所述轴向支撑区域被提供在所述紧固环上，用于轴向支撑所述轴承的环，
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测量区域，所述测量区域用于接收所述接收套管的径向力并且所述测量区域将所述接收套管与所述紧固环连接，其中应变传感器被连接到至少两个所述测量区域，
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其中所述测力元件的所述接收套管被布置在所述轴承的外环上，并且其中所述测力元件的所述轴向支承区域在轴向上被支撑在所述轴承的所述外环上，
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评估电子元件，所述评估电子元件被连接到所述测力元件的所述应变传感器上。2.根据权利要求1的所述的测量装置，其中所述轴向支撑区域通过径向狭槽与所述测量区域分开，并且其中所述轴向支撑区域通过圆周狭槽与所述接收套管分开。3.根据权利要求1或权利要求2所述的测量装置，其中所述测量区域包括形成为角形架的测量凸耳。4.根据权利要求3所述的测量装置，其中所述测量凸耳包括径向区域和邻接所述径向区域的轴向区域，其中，所述径向区域被连接到所述紧固环上，其中所述轴向区域被连接到所述接收套管上，并且其中所述径向区域相对所述轴向区域以大约90度的角度被布置。5.根据权利要求4所述的测量装置，其中所述轴向区域与所述接收套管的圆柱形内表面齐平。6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量装置，其中所述轴向支撑区域径向向内越过所述接收套管的内表面伸出。7.根据权利要求1至6中任一项所述的测量装置，其中至少一个所述应变传感器被配置为应变计。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量装置，其中应变传感器被连接到每一个所述测量区域。9.根据权利要求1至8中任一项所述的测量装置，其中至少两个所述测量区域包括用于连接所述应变传感器的变低的区域。10.根据权利要求1至9中任一项所述的测量装置，其中所述测力元件包括四个测量区域，所述四个测量区域以90度间隔被布置。11.根据权利要求1至10中任一项所述的测量装置，其中所述紧固环包括紧固区域，在所述紧固区域中提供固定孔。12.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中所述紧固环包括凹槽，并且其中所述测量区域被布置在所述凹槽中。13.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中所述测量凸耳的和界定所述测量凸耳的狭槽的角范围大致相当于所述轴向支撑区域的角范围。14.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中所述测量区域在圆周方向上的
角范围小于或等于30度。15.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中所述测力元件由金属整体制成。16.具有根据前述权利要求中任一项所述的测量装置的传动装置，所述传动装置具有传动装置外壳和曲轴，其中所述曲轴通过第一轴承和第二轴承被安装在所述传动装置外壳内，其中，所述第一轴承通过所述测量装置的所述测力元件被接收在所述传动装置外壳内，其中，所述测力元件通过所述紧固环被接收在所述传动装置外壳内，其中所述接收套管接受所述第一轴承的外环，并且其中所述轴向支承区域被支撑在所述第一轴承的所述外环上。17.根据权利要求16所述的传动装置，其中所述曲轴包括第一台阶和第二台阶并且其中所述测量装置的所述第一轴承的内环停靠在所述踏板轴的第一台阶上，并且其中所述第二轴承的内环停靠在所述曲轴的第二台阶上，以便形成倾斜安装的轴承的X型布置。18.根据权利要求16或权利要求17所述的传动装置，其中所述测量装置的所述第一轴承和所述测量装置的所述第二轴承各自被配置为单列角接触滚珠轴承。19.根据权利要求16至18中任一项所述的传动装置，其中所述第二轴承由波形弹簧支撑在所述踏板轴的所述第二台阶上或支撑在所述外壳上。20.根据权利要求19所述的传动装置，其中所述第二轴承进一步由垫片盘支撑在所述踏板轴的所述第二台阶上或支撑在所述外壳上。21.根据权利要求17至20中任一项所述的传动装置，进一步包括：马达、被连接到所述马达上的减速齿轮和被连接到所述减速齿轮上的空心输出轴，其中所述曲轴被配置为踏板轴，其中所述第一轴承和所述第二轴承各自被配置为滚动轴承，其中所述踏板轴穿过所述空心输出轴，并且其中飞轮被提供在所述踏板轴和所述空心输出轴之间，用于将所述踏板轴与所述空心输出轴解耦。22.具有根据权利要求21所述的传动装置的电驱动车辆，其中所述马达被配置为电动马达，并且其中所述电驱动车辆的电池被连接到所述电动马达上。23.用于测定作用在曲轴上的径向力的测力元件，所述测力元件包括：
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接收套管，所述接收套管用于接收轴承的环，
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【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼厄斯，
申请(专利权)人：TQ系统公司，
类型：发明
国别省市：