[发明专利]力测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种力测量设备，用于综合测量尤其径向压力机或夹头的至少三个在中心作用的径向力，它包括与测量轴线同心、具有至少一个应变件的应变件装置。

背景技术

在许多工业应用中，尤其涉及径向压力机和夹头，可以在中心，亦即朝中心测量轴线，作用三个或更多个径向力。在径向压力机中，出现的这些径向力可例如由现有的一些压钳确定。有必要获知所述径向力它们在空间综合测量意义上的总体，并由此能确定一个体现叠加所作用的径向力的作用力。

由DE68915875T2已知一种设备，用它将流动介质沿径向作用在肋状保持架的多个肋上的力，转换为与肋耦合的压杆的增强的轴向作用力。为了将径向力转换为轴向力，肋借助弹簧预紧，弹簧的弹性紧度随时间逐渐减小。这同样适用于用弹性材料制成的肋。借助压杆的轴向力可以操纵开关。DE68915875T2尚未启示将该设备使用于力测量。而且这种设备也不能良好地适用于测量力，因为众多弹性元件的挠性对测量精度起不利的作用。此外，按该发明的这些肋很弱，它们不能承受大的力量。尤其当如作为替代方式同样应设置的这些肋能相互回转地固定时，此设备没有能力能经受住并能测量如它们例如在径向压力机中或在使用夹头时出现的那种大的力。

DE4025353A1公开了两个基本上圆柱形的传感器，用于测量垂直作用在它们各自外表面上的力。在这里规定，传感器例如推入一个孔内，以便在其中连续测量径向力的变化。按一种实施形式，传感器为此有对径向力产生反应的管状压电双晶体。这种方案非常昂贵。按另一种实施形式，采用一种注油的传感体。若径向力作用在传感体上，则处于其内部的油经受压力改变，通过压阻式传感器传输这种压力改变。为了通过所说明的这两个传感器测量力，需要机电转换装置，不可能用纯机械装置直接测量。此外，这些传感器更适用于长期动态的力变化，而不那么适用于短时改变的径向力，如在径向压力机或夹头中出现的那样。

通过US4259863A展示了一种非常昂贵的设备，用于借助多个传感器和弹簧，测量在x、y和z轴内以及围绕这些轴的力和弯矩。然而该设备只是有严格条件限制地适用于检测径向力。

从权利要求1的前序部分引出的DE1059687B教导了一种用于测量多个彼此平行地预紧的缆线的平均应力的设备。在此，作为对于在彼此平行地预紧的缆线中的该平均应力的度量，确定对于分开这些缆线所需的力。该设备为此目的具有：长形的、沿着轴线延伸的、在轴向上可弹性形变的应变件；多个围绕该应变件布置的、被缆线接触的、作用于该应变件的肘杆；以及用于测量应变件的长度变化的装置。在此，通过由应变件中沿轴线张紧的缆线形成的弦的振动特性来确定应变件的长度变化，该弦在端侧固定在两个扩张件上。弦的随长度应变改变的频率是借助安装在该应变件本身上的、也用于弦的振动激励的电磁体来采集的。

DE1020050500787A1公开了一种连接元件，其适于测量垂直力。该连接元件具有可以被该垂直力作用的构件，该构件布置在两个弹性预紧的、锥形的、在水平轴线上可移动的板片之间。这两个板片在轴线上相对于彼此的移动程度即为作用于该构件的轴向力的度量。

KR1020090120326A涉及确定在管轴向应变情况下该管中的应力，和/或涉及确定轴向应变的管的材料特性。

在这方面还有DE10051010A1和EP419129构成本发明其他的背景技术，不过并没有呈现前言提及类型的应变件装置。通过DE10051010A1展示了一种力测量工具，其中将两个杆匹配于四芯压头的挤压几何结构，在挤压时这两个杆作用在压力传感器上。EP0419129A1展示了一种压力机，它有设置在压力机内的力测量设备，例如应变测量带。

援引的这些设备中没有一个能在前面提及的意义上以令人满意的方式用简单的装置实施准确而可靠地综合测量，尤其在径向压力机或夹头中。

发明内容

鉴于由现有技术已知的设备上述疑难问题、限制和缺点，本发明的目的是创造一种简单的力测量设备，用它可以更好地综合测量径向力，尤其在径向压力机或夹头中。

此目的通过按权利要求1所述的力测量设备达到。按本发明的力测量设备，通过与前言所提及特征的功能性组合，其特征在于，所述力测量设备包括至少三个沿周向彼此间隔的加压件，其中，两个扩张件与所述至少一个应变件在该应变件的端侧连接，加压件通过加压斜面支承在扩张件的对应的滑动斜面上，在两个扩张件的第一个上固定传输件，以及测量传感器作用在两个扩张件中第二个与传输件之间。