本发明专利技术涉及一种用于布置在机器元件(3)的呈管状的空腔(2)中的测量设备(1)，该测量设备带有具有变形区域(13)的变形体(4)，其中，在变形体(4)的两个相对而置的端部(5)处固定有各一个压入环元件(6)，其中，变形体(4)能够以压入力通过压入开口(10)被引入到机器元件(3)的呈管状的空腔(2)中，从而使得作用于机器元件(3)的机械作用可借助于压入环元件(6)被进一步作用至变形体(4)的变形区域(13)且可由被固定在变形区域(13)处的传感器设备(15)来检测。压入环元件(6)至少区段式地具有如此较小的环元件厚度(11)，从而使得变形体(4)可被可靠地引入到呈管状的空腔(2)中且可力配合相连接地安放在该空腔中，而呈管状的空腔(2)的空腔周缘(9)卵形或椭圆形地(或者说非圆状或非圆形地)成型或具有较高的公差偏差，如其例如在管子的情形中所存在的那样。子的情形中所存在的那样。子的情形中所存在的那样。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于布置在空心体的呈柱形的内腔区段中的测量设备
[0001]本专利技术涉及一种用于检测带有呈柱形的内腔区段的空心体的机械应力的测量设备，其中，该测量设备具有带有变形区域的可被力传递地固定在呈柱形的内腔区段中的变形体和传感器设备，该传感器设备被固定在变形区域中且可检测由于空心体的机械应力传递到变形体上的机械应力和变形区域的由此迫使的变形。
技术介绍
[0002]由实践已知现代的技术，其例如被称作物联网或被称作工业4.0且此外具有如下目的：将物理对象、各个机械部件或整个设施彼此联网且借助于信息和通讯技术让其可自动化地共同工作。联网的且共同工作的部件由此应可更高效且更有针对性地被控制和监控，其中，所使用的器件的生产率可被提高。对于这些技术的成功使用而言的必要的前提条件是对于各个部件的相关物理测量变量的检测。基于这些测量变量，机器元件或过程可被监控或调节且例如机器和设施的预测性维护可被执行。这些预测可以部件的当前负荷或工作负载和机器或者设施的效率作为对象，从而使得即将发生的故障可被提早识别出或在设施中的可能的故障原因可被更容易地识别出。但是类似地也可为了如下检测物理测量变量：取决于由人所施加的应力操控马达，从而例如可辅助地运行手动操纵的、电辅助的车辆。
[0003]在许多应用领域中需要所谓的智能机器元件或者设施部件，在其中相关物理测量变量可被检测且可作为数字信息被传递至数据处理设备。对于相关物理测量变量而言的示例可以是作用到机器元件上的力、转矩、位置参数亦或转速。
[0004]针对智能部件示例性地在文献WO 2013/012870 Al中描述了一种转矩传感器，其被安置在主轴中，在主轴的相对而置的端部处可安装各一个曲柄臂，其中，转矩传感器借助于应变测量片(Dehnungsmessstreifen)检测且在电子装置中处理由曲柄臂作用于主轴上的力和转矩。转矩传感器在空心体(例如踏板曲柄)的柱形内腔中的力配合的固定通常要求在空心体中的尽可能精确预设的配合部(Passung)，呈套管状构造的转矩传感器可被压入到该配合部中。由于在呈管状的空心体(例如焊接的、拉制的或压制的管子)处通常不可避免的制造公差，空心体的内壁的造型不足够精确地被预设，从而使得呈套管状的或呈杆状的传感器体无法容易地力配合地固定在空心体的内腔中且始终需要特殊的配合部。由实践同样已知对于压入传感器而言的不同的应用示例，在其中呈药丸状的测量设备被形状匹配地或者形状配合地压入到相应的配合部中，所述配合部例如被引入到压力机支架中。对在制造不仅配合部而且须被压入到配合部中的呈套管状的传感器体的情形中的精度的要求是较高的且导致相应较高的制造成本。此外，配合部仅可被引入到机械部件的由外部可直接接近的区域中，从而使得转矩传感器在机械部件处的空间布置严重受限。如此，例如转矩传感器与端侧间隔地在呈管状的空心体的内腔中的布置通常是不可能的，因为在呈柱形的内腔区段中不可能构造成合适的配合部。当其是焊接的、拉制的或压制的管件时，该管件以技术上可能的制造公差具有对于压接连接而言不充分的基本精度并且由于在管区域中的
圆度偏差、壁厚波动和偏心率也排除继续加工，这尤其是这种情况。在102015106933Al中描述了转矩传感器可如何布置且被固定在呈管状的空心体的内腔中的一种可行方案。然而，为此呈管状的空心体须以特殊的工艺且以合适的工具来制造，且同时转矩传感器须被固定在内腔中，由此空心体的制造变得非常复杂。此外，转矩传感器不可布置在已制成的呈管状的空心体内的任意位置处，从而使得转矩传感器在须根据经认证的方法来制造的经认证的空心体中的布置是不可行的。
技术实现思路
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种用于检测空心体的机械应力的测量设备，其可鲁棒地且成本高效地被放置在具有大公差的半成品或者机器元件的呈管状的空腔中。
[0006]该目的根据本专利技术由此来实现，即，在变形体的两个相对而置的端部处布置有各一个可弹性变形的压入环元件且压入环元件至少区段式地具有如此较小的环元件厚度，从而使得压入环元件适配于空心体的内壁且被力配合地压紧到内壁处，从而使得空心体的机械应力经由压入环元件被传递到变形体上且引起变形体的变形区域的利用传感器设备可检测的变形。环元件厚度相应于在径向处在内部的压入环元件内表面与径向处在外部的压入环元件外表面之间的在径向方向上测得的间距。
[0007]根据本专利技术的测量设备具有带有布置在其处的压入环元件的变形体，该变形体能够以压入环元件被力配合地固定在空心体的呈柱形的内腔区段中，而为此不需要精确预设的过盈配合。变形体以压入环元件被导入到空心体的内腔中且布置在期望的区域中或者在预设的内腔区段中。这例如通过端侧压入在热收缩的情况下(但也在没有热收缩的情况下)(也就是说接合配对物的额外的温度适配)发生。在此，可弹性变形的压入环元件适配于空心体内壁的走向且产生足够高的到内壁处的压紧力，从而使得变形体经由压入环元件被力配合地固定在空心体的内腔中且空心体的机械应力被传递到测量装置的变形体上。在此，空心体具有至少近似呈柱形的内腔或者空腔。由于较小的环元件厚度，压入环元件可适配于内壁的非理想地呈圆形的而是公差引起地不规则的且例如椭圆形的周缘走向。在此，环元件厚度适宜地被如此预设，使得改变压入环元件的造型的变形和对周围内壁的适配是可能的且同时产生足够高的复位力，利用该复位力引起相关的压入环元件对周围内壁的压紧力。
[0008]有利的是，压入环元件或者变形体由与空心体相同的材料构成，从而使得温差不导致压入环元件和空心体的明显不同的膨胀且由此在压入环元件与周围空心体之间的力配合的连接被削弱或被如此地影响，使得利用该测量设备不再可实现精确的测量。
[0009]在根据本专利技术的测量设备与空心体之间的无缝的且力配合的连接引起如下，即，作用到空心体上的机械力被压入环元件直接传递至变形体的变形区域，从而使得传感器设备可经由在变形区域中的变形体的由此引起的变形作为物理测量变量检测作用到变形区域上的机械力。
[0010]特别有利地根据本专利技术可设置成，压入环元件的较小的环元件厚度关于压入环元件的相应的环元件直径被预设在3％至25％的范围中。由于较小的环元件厚度，压入环元件具有以有利的方式被较大地预设的弹性变形能力。在压入过程期间，压入环元件可将弹性变形能力充分利用直至弹性极限。
[0011]此外，压入环元件可由合适的材料制成，所述材料在超出弹性极限的强制变形时在要担心压入环元件的损伤之前使得塑性变形成为可能。由实践也已知弹性极限作为材料的屈服极限。压入环元件可将弹性变形能力充分利用直至弹性极限，以便此外使得压入环元件的塑性变形成为可能。以该方式，压入环元件可充分利用其固有的对于径向力配合而言的全弹性变形能力，而不取决于空心体的内腔区段的给定情况。通过随后可能的塑性变形，使得压入环元件到空心体的内腔区段的内壁处的超出的且还更高的径向可适配性成为可能。
[0012]相比弹性形状变化的额外200％至300％的压入环元件的形状变化在合适的材料选择的情形中可容易地实现。在3％至25％的范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测带有呈柱形的内腔区段(2)的空心体(3)的机械应力的测量设备(1)，其中，所述测量设备(1)具有带有变形区域(13)的可被力传递地固定在所述呈柱形的内腔区段(2)中的变形体(4)和传感器设备(15)，所述传感器设备被固定在所述变形区域(13)中且能够检测由于所述空心体(3)的机械应力被传递到所述变形体(4)上的机械应力和所述变形体(4)的变形区域(13)由此迫使的变形，其特征在于，在所述变形体(4)的两个相对而置的端部(5)处布置有各一个可弹性变形的压入环元件(6)且所述压入环元件(6)至少区段式地具有如此较小的环元件厚度(11)，从而使得所述压入环元件(6)适配于所述空心体(3)的内壁(7)且被力配合地压紧到所述内壁(7)处，从而使得所述空心体(3)的机械应力经由所述压入环元件(6)被传递到所述变形体(4)上且引起所述变形体(4)的变形区域(13)的能够利用所述传感器设备(15)来检测的变形。2.根据权利要求1所述的测量设备(1)，其特征在于，所述压入环元件(6)的较小的环元件厚度(11)关于所述压入环元件(6)的相应的环元件直径(8)预设在3％至25％的范围中。3.根据权利要求1或权利要求2所述的测量设备(1)，其特征在于，所述压入环元件(6)由在超出弹性极限的强制变形的情形中允许塑性变形的材料构成。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，所述变形体(4)的处在压入方向(23)上的端部(5)具有径向于所述变形体(4)的纵向轴线(39)向内突出的至少一个贴靠面(40)，从而利用贴靠在所述突出的至少一个贴靠面(40)处的压入工具能够将所述测量装置(1)沿压入方向(23)压入到所述内腔区段(2)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，所述变形体(4)的变形区域(13)由连接两个所述压入环元件(6)的变形接片(12)构成，在其处固定有所述传感器设备(15)。6.根据权利要求5所述的测量设备(1)，其特征在于，连接所述两个压入环元件(6)的变形接片(12)沿着所述变形接片(12)的相应的纵向轴线至少区段式地逐渐变细。7.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，两个所述压入环元件(6)中的每个的至少一个周缘边缘具有压入倒角部(24)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：核心感应有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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