(57)【要約】基本的に円筒形の測定域に、異なるように具現化された測定凹部または異なるように具現化された測定ダイアフラムを有するトルク検知フランジ、または一般的にはトルク測定値記録計が提供される。この方法において、異なる測定域を容易に実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に測定凹部が配置される基本的に円筒形の測定域と、前記測定域内の応力および／または変形を測定する測定値変換器とを備えるトルク測定フランジであって、少なくとも２つの測定凹部が、異なるように具現化されることを特徴とするトルク測定フランジ。
【請求項２】
少なくとも２つの測定凹部が、異なる深さを呈することを特徴とする、請求項１に記載のトルク測定フランジ。
【請求項３】
少なくとも２つの測定凹部が、異なる断面を呈することを特徴とする、請求項１または２に記載のトルク測定フランジ。
【請求項４】
基本的に同一に具現化された測定凹部が、前記トルク測定フランジの回転軸に対して、対称的、好ましくは回転式に対称的に配置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項５】
少なくとも１つの測定凹部が、基本的に部分的に円筒形の凹部床を呈することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項６】
少なくとも１つの測定凹部が、円筒形形態から逸脱する凹部床、好ましくは平坦な凹部床を呈することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項７】
少なくとも１つの測定凹部が、前記測定凹部がそこに向かって配向される、前記円筒形測定域の面に一致する面を備える凹部床を呈することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項８】
少なくとも１つの測定凹部が、丸みを帯びた断面を呈することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項９】
少なくとも１つの測定凹部が、矩形、さらに角が丸められた断面の正方形を呈することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１０】
各測定凹部に対して、測定値変換器が設けられることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１１】
少なくとも１つの測定凹部が、半径方向内側に開口することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１２】
少なくとも１つの測定凹部が、凹部床から始まり変化し、好ましくは拡大または狭くなることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１３】
中に測定ダイアフラムが配置され、回転軸の周囲に配置される測定域と、前記測定ダイアフラム内の応力および／または変形を測定する測定値変換器とを備えるトルク測定フランジであって、少なくとも２つの測定ダイアフラムが、異なるように具現化されることを特徴とするトルク測定フランジ。
【請求項１４】
少なくとも２つの測定ダイアフラムが、異なる厚みを呈することを特徴とする、請求項１３に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１５】
少なくとも２つの測定ダイアフラムが、異なる形状を呈することを特徴とする、請求項１３または１４に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１６】
同一の測定ダイアフラムが、前記回転軸に対して対称的、好ましくは回転式に対称的に配置されることを特徴とする、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１７】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、部分的に円筒形であることを特徴とする、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１８】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、円筒形形態から逸脱し、好ましくは平坦であることを特徴とする、請求項１３から１７のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項１９】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、基本的に一定の厚みを呈することを特徴とする、請求項１３から１８のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２０】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、円形であることを特徴とする、請求項１３から１９のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２１】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、矩形、さらに正方形であり、角が丸められて具現化されることを特徴とする、請求項１３から２０のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２２】
各測定ダイアフラムに対して、測定値変換器が設けられることを特徴とする、請求項１３から１９のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２３】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、前記測定域上の半径方向外側に配置されることを特徴とする、請求項１３から２０のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２４】
前記測定値変換器が、膨張測定ストリップを包含することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２５】
前記測定値変換器が、磁気測定値変換器を包含することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２６】
少なくとも１つの測定値変換器が、前記測定域上の半径方向内側に配置されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【請求項２７】
少なくとも１つの測定値変換器が、前記測定域上の半径方向外側に配置されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のトルク測定フランジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク測定フランジに関する。
【背景技術】
【０００２】
定トルクまたは動トルクの測定は、多数の技術分野において直面する日常的な作業である。また多様な用途、設置状況および精度要件を包含するために、一般にトルク測定変換器と称される複数の既知のトルク検知フランジが存在する。
【０００３】
ドイツ特許第１９９３６２９３号は、基本的に円筒形の中空のシャフト部分が、２つの環状の円形の結合フランジの間に配置されるトルク測定フランジを記載する。この中空のシャフト部分が、トルク測定フランジの測定域を構成する。基本的に円筒形の壁が、３つの大きな測定凹部を組み込み、これにより、円筒形の内壁に３つの測定ダイアフラムが生じる。導入されたトルクが、測定ダイアフラムの比較的薄い壁の厚みにより相対的に大きな変形を誘発し、その結果、そこに付加された膨張測定ストリップにより、印加されたトルクの相対的に正確な計算が可能になる。トルクがより小さい場合、測定ダイアフラムは、半径方向内側に配置されてよい。より大きなトルクが測定される場合、ダイアフラムは半径方向外側に配置されてよい。また公報は、ポケット形状の凹部が互いに対向して配置され、これによりＨ形状をもたらす、または凹部は、半径方向に交互に配置され、その結果、凹部は、内部から始まり、円筒形形態の外側外装面に交互に続くことを提案する。
【０００４】
その他のトルク測定変換器は、ドイツ特許第１００５５９３３  Ａｌ、ドイツ特許第１９８２６６２９  Ａｌ、ドイツ特許第４４１２３７７  Ａ１、ドイツ特許第１９５２５２３１  Ｂ４、ドイツ特許第４２０８５２２  Ｃ２、欧州特許第０４６５８８１  Ａ２および欧州特許第０５７５６３４  Ａｌより既知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許第１９９３６２９３号
【特許文献２】ドイツ特許第１００５５９３３  Ａｌ
【特許文献３】ドイツ特許第１９８２６６２９  Ａｌ
【特許文献４】ドイツ特許第４４１２３７７  Ａ１
【特許文献５】ドイツ特許第１９５２５２３１  Ｂ４
【特許文献６】ドイツ特許第４２０８５２２  Ｃ２
【特許文献７】欧州特許第０４６５８８１  Ａ２
【特許文献８】欧州特許第０５７５６３４  Ａｌ
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、改良されたトルク測定フランジを提供することである。
本発明の第１の態様において、この目的は、中に測定凹部が配置される基本的に円筒形の測定域を備えるトルク測定フランジによって、および測定域内の応力および／または変形を測定する測定値変換器によって達成され、少なくとも２つの測定凹部が、異なるように成形されるおよび／または異なるように具現化される。
【０００７】
専門用語に関して、最初に説明されるべきは、「測定域」は、２つのフランジ様の接続領域の間に形成され、それらを互いに非直接的に接続する測定値変換器全体の領域とみなされる点である。例えば、装置または試験台上の２つの接続領域、すなわち詳細には２つのフランジにトルクが印加される際、測定域もそのトルクを受ける。測定域は通常円形、環状の円形、または断面が少なくとも基本的に円形または環状円形であり、トルクが周囲に作用する軸に対して垂直である。環状の円形断面が、最も遭遇することが多い。
【０００８】
「測定凹部」は、外装面の半径方向外側に組み込まれるおよび／または凹部として外装面の半径方向内側に組み込まれる。
【０００９】
本発明で採用される態様は、２つのこのような測定凹部を異なるように形成および／または具現化することを特徴とする。測定域内に半径方向内側凹部と、半径方向外側の凹部とが存在する場合、これらは共に、異なって成形された半径方向内側の凹部と、半径方向外側の凹部とであってよい。しかしながら、詳細には、形状が異なる半径方向外側の凹部は、半径方向内側の凹部の系統内でおよび／または半径方向外側の凹部の系統内で見ることができることが想像される。
【００１０】
凹部の形状がそれぞれ異なる結果として、個々の別個の測定凹部の測定地点に印加されたトルクが、それぞれ異なる変形および／または応力を誘発し、これにより例えば、単一のトルク測定フランジが、複数のより高度に分解された、または複数のそれぞれ異なって分解された測定域を可能にすることができる。
【００１１】
少なくとも２つの測定凹部が、異なる深さを呈することが好ましい。詳細には半径方向内側の測定凹部の系統および／または半径方向外側の測定凹部の系統内に、それぞれ異なる深さを有する別々の測定凹部を設けることで、凹部の半径方向外側または半径方向内側の残りの床に、すなわち好適な設計を与えられた測定ダイアフラム内に、それぞれ異なる膨張および応力を生成する。
【００１２】
２つの測定凹部は好ましくは、異なる断面を呈する。専門用語に関して、最初に説明されるべきは、凹部の「断面」は、特に凹部の材料の限界と、自由面としての円形の最小周辺部の間で、トルク測定フランジの軸に垂直な切断面を形成する面として理解される点である。具体的には、トルク測定フランジの軸に垂直な切断部は、少なくとも基本的に大規模な円筒形の壁によって形成される少なくとも２つの水平縁部を有し、半径方向内側または半径方向外側の床、すなわち基本的に測定ダイアフラムを呈することができる切断形状を測定凹部に形成し、水平縁部は、最も簡素な場合において半径方向に伸びることができる。これらの限定の範囲内の凹部の残りの自由面、および円筒形測定域上の外側および／または内側の円形の周辺部は、測定凹部の断面としてみなされる。
【００１３】
代替として、「断面」は、トルク測定フランジの軸に平行な面を有する所与の切断部を生じさせる、結果として生じる自由面とみなすことができる、または「断面」は、その形成中、トルク測定フランジの軸の回りに円筒形外装面を備えた切断部を生じさせる、結果として生じる自由面とみなすことができる。
【００１４】
２つの測定凹部が、異なる断面を呈する場合、印加されたトルクが、凹部の少なくとも１つの縁部領域でそれぞれ異なる膨張および／または応力の分配を誘発し、その結果、ここでも、それぞれ異なる度合いに対して分解された測定領域に対して容易に測定を行うことができる。
【００１５】
少なくとも基本的に均一に具現化された測定凹部は、好ましくは、トルクフランジの回転軸に対して対称的に、特に回転式に対称に配置される。好適な設計が与えられると、特にトルク測定フランジの全ての測定凹部が、同一かつ対称的に配置された凹部のそれぞれの系統に属する場合、同一または同様に具現化された測定凹部上の測定地点で、結果として同様の張力および／または膨張挙動が予想され得る。
【００１６】
少なくとも１つの測定凹部は好ましくは、少なくとも基本的に部分的に円筒形の凹部床を呈する。
【００１７】
専門用語に関して、上記は、以下のように説明される。トルク測定フランジは、印加されたトルクがその周りで測定される長手軸を有する。この軸の周りに、少なくとも基本的に円筒形の測定域の最小周辺部を表す外部円筒形外装面を想像することができる。一般に測定域は、円筒形測定域の円筒形の外装面がその半径方向外側面に厳密に一致するように、円筒形に半径方向外側に設計される。半径方向外側の測定凹部は、円筒形外装面から半径方向内側に延在し、各測定凹部は凹部壁および凹部床を有するが、後者は、明確な継ぎ目なしで一点に集まることができる。仮想の円筒形外装面の一部を表すように、測定凹部が空間的に曲げられる面を少なくとも部分的に呈する際、「部分的に円筒形の凹部床」は、自由に使える状態にある。可能性は、特に、円筒形の軸としてトルク測定フランジの軸を有する仮想の円筒形を含み、半径方向外側の測定凹部に与えられるその半径は、測定域の周辺の円筒形外装面のものより小さい。特に変形形態として可能なのは、ただし、その軸とその外部周辺外装面の間に、トルク測定フランジの軸と平行に位置する軸を備えた仮想の円筒形である。
【００１８】
トルク測定フランジに印加されたトルクを導き出すために、凹部床上の部分的に円筒形の面上、または凹部壁上で測定された膨張および／または応力状況間で高度に精密な変換を行うことができる。
【００１９】
部分的に円筒形の凹部床は、半径方向内側の測定凹部によって提示されてもよい。  
基本的に部分的に円筒形の凹部床に加えて、少なくとも１つの測定凹部は、円筒形形態から逸脱した凹部床、詳細には平坦な凹部床を呈することが提案される。平坦な凹部床上でも、膨張および／または応力と、測定されるべき印加トルク間の極めて厳密な変換が可能であることが理解される。さらに、測定ストリップを永続的に面に固定し易い。
【００２０】
測定凹部は、円筒形測定域の外部または内部周辺部からほとんどどのような深さにも逸脱してよいことが理解される。少なくとも１つの測定凹部が、測定凹部がそこに向かって配向される、円筒形測定域の面に一致する面を備えた凹部床を呈することが提案される。換言すると、半径方向外側の測定凹部が、測定域の内部の円筒形面にほぼ達する、または半径方向内側の測定凹部が、測定域の外部の円筒形外装にほぼ達するように、凹部は、測定域内の円筒形の半径方向の厚みを、測定凹部がほぼ完全に横切るように設計される。しかしながら、内側円筒形外装面と外側円筒形外装面の間の貫通領域として具現化されない、または少なくとも完全には具現化されず、凹部は必ず薄いダイアフラムを残す。このダイアフラムは、一半径方向側から見たとき、測定凹部の凹部床であり、他方の半径方向から見たとき、測定域の円筒形外装形状面、具体的には、半径方向内側または半径方向外側面の両方である。  測定ダイアフラム、すなわち測定凹部の凹部床の下に残る材料をかなり薄い面まで削減することとは、膨張および応力が強化されるため、印加されたトルクの再生が向上することになる。これは、トルクの高度に分解された測定を可能にする。
【００２１】
少なくとも１つの測定凹部が、丸みを帯びた断面を呈示することが好ましい。
【００２２】
この目的を達成するために 以下の専門用語の説明を設ける。「丸みを帯びた」断面は、特に円形の断面として理解される。しかしながら、拡張された解釈によれば、「丸みを帯びた」を任意の他の角のない断面、および好ましくは直線のない断面と解釈することも可能である。測定凹部の「断面」は特に、トルク測定フランジの長手軸に垂直に位置する切断面内に見られる。用語「断面」は、トルク測定フランジの長手軸の周囲の仮想円筒形外装面上の境界面の屈曲を含むように拡大することができる。また、トルク測定フランジの長手軸に平行に位置する切断面も可能である。
【００２３】
特に想定されるのは、トルク測定フランジの長手軸に平行な部分によって形成される円形断面を有するボアホールであり、ボアホールは、測定凹部を形成し、好ましくはトルク測定フランジの長手軸に対して半径方向に向けられたボアホール軸を備える。
【００２４】
また、累積的見地から有利な可能性は、少なくとも１つの測定凹部が、角が丸められた矩形の断面、特に角が丸められた正方形の断面を呈することである。
【００２５】
丸みを帯びた断面を有する測定凹部、および矩形、さらに角が丸められた正方形断面を有する測定凹部は共に、比較的容易に測定域内に組み込むことが可能であり、その結果、測定すべきトルクに曝される際、相対的によく知られた力の再配分が生じる。
【００２６】
それぞれの測定凹部が、測定値変換器を設けることが提案される。少なくとも各測定凹部が、測定値変換器ごとにそれぞれ異なる形態を呈することが有利と考えられる。
【００２７】
複数の測定値変換器、例えば膨張測定ストリップを設けることは、例えば、測定値を検証することを可能にする、または異なる測定値を平均化することができる。また厳密には、２つの同一のまたは異なる測定値変換器が、それぞれ異なって設計および／または具現化された測定凹部に配置される際、それぞれの測定値変換器は、それぞれ異なる分解レベルを有する特定のトルク範囲を測定することができることが予想される。
【００２８】
既に説明したように、少なくとも１つの測定凹部は、半径方向内側に開口してよい。このような測定凹部において、測定値変換器を、好ましくはそこに配置することができるように、凹部床は半径方向外側に位置する。
【００２９】
少なくとも１つの測定凹部の断面は、凹部床から始まり、好ましくは拡大または狭くなるように変化することが提案される。
【００３０】
本発明の第２の態様において、目的は、測定ダイアフラムを組み込み回転軸の周りに配置される測定域と、測定ダイアフラムの応力および／または変形を測定する測定値変換器とを備え、少なくとも２つの測定ダイアフラムが、異なるように成形および／または具現化されるトルク測定フランジによって実現される。
【００３１】
専門用語的見地から既に説明したように、「測定ダイアフラム」は、残りの円筒形の領域と比較して設計においてより薄い平坦な部分である。トルク測定フランジに印加されたトルクは、これらの薄い平坦な部分上で、および／またはこれらの薄い平坦な部分の周辺で増幅され測定され、その結果、極めて精密な結果を得ることができる。
【００３２】
異なる厚みを呈する少なくとも２つの測定ダイアフラムが提案される。
【００３３】
測定ダイアフラムの「厚み」は、半径方向の厚みとみなされる。後者は多くの場合、「材料の厚み」と称される。
【００３４】
膜の材料の厚みが既にそれぞれ異なっていることにより、トルク測定フランジ上に容易に識別可能な測定域を実現することが可能になる。
【００３５】
第２の測定ダイアフラムの異なる厚みの代わりにおよび累積的に、少なくとも２つの測定ダイアフラムが、異なる形状を呈することが提案される。後者は、測定フランジ軸の周囲の円筒形の面上に測定ダイアフラムを計画する際、または測定フランジ軸に平行な面上に測定ダイアフラムを計画する際の両方で形成することができる。これはまた、印加されたトルクによって容易に識別可能な膨張および／または応力挙動を実現することを可能にする。
【００３６】
同一の測定ダイアフラムは好ましくは、トルク測定フランジの長手軸に対して対称的に、特に回転式に対称的に配置される。このような構成において、同一に設計され対称的に配置された測定ダイアフラムは、個々の測定値変換器の測定値を検証するために容易に使用することができる。
【００３７】
少なくとも１つの測定ダイアフラムは、設計において部分的に円筒形であってよい。「部分的に円筒形の測定ダイアフラム」の用語の定義において、測定凹部の「部分的に円筒形の凹部床」に関する上記の説明を参照されたい。好適な構成が与えられた場合、測定凹部の凹部床は、測定ダイアフラムと同一である。したがって全体的に、部分的に円筒形の測定ダイアフラムに関して、部分的に円筒形の凹部床についての類似の記載が参照される。
【００３８】
部分的に円筒形の測定ダイアフラムの代わりにおよび累積的に、少なくとも１つの測定ダイアフラムが、円筒形形状から逸脱した、好ましくは平坦であることが提案される。幾何学的定義に関して、これと関連して、対応する凹部床に関する上記の説明が参照される。膨張測定ストリップなど測定値変換器は特に、平坦な測定ダイアフラム上に簡単に固定される。
【００３９】
少なくとも１つの測定ダイアフラムが、基本的に一定の厚みを呈示することが提案される。このようにして具現化された測定ダイアフラムにおいて、測定ダイアフラム上のどこに、膨張測定ストリップなどの測定値変換器を取り付けなければならないかに関する極端に厳密な要件は存在しない。これにより、異なる測定値変換器の値を互いに対して容易に比較することができる。
少なくとも１つの測定ダイアフラムは、好ましくは、円形の形状を有する。
【００４０】
専門用語に関して、測定フランジ軸の周辺の「円形形状」は、詳細にはトルク測定フランジの軸に平行な面上での計画、または円筒形外装形状の面上での半径方向の計画によって実現することができる。厳密には、計画平面に対して円形の測定ダイアフラムは、ボアホールを介して測定域の中に容易に組み込むことができる。
【００４１】
この機能を実現するための正確な数学的概念において、測定ダイアフラムは、「円形」である必要はないことに留意されたい。また測定ダイアフラムは、最良の可能な物理的推定において、数学的定義を反映することも必要ではない。むしろ、例えば、従来のボアホールを金属工作物に組み込む際に実現するタイプなど、少なくとも基本的に円形形状が存在する場合、既にそれで十分である。詳細には、ボアホール直径に対する半径は、およそ１０％の中央値付近で変動し、それでも円形としてみなすことができる。
【００４２】
多くの可能な実施形態によって、凹部壁に対する測定ダイアフラムの境界を画定することが困難であることが理解される。壁が、縁部として測定ダイアフラムを超えて中に進む場合、縁部を、測定ダイアフラムの画定境界とみなすことができる。別の態様において、局率および厚みの観点から、特定の領域上で均一性を維持する面は、測定ダイアフラムとして解釈されてよい。
【００４３】
少なくとも１つの測定ダイアフラムは矩形、詳細には正方形であり、好ましくは、角が丸められて具現化されることが提案される。このような形態はまた、比較的迅速に形成することができる。
【００４４】
測定値変換器は、好ましくは、各測定ダイアフラムに対して設けられる。測定値変換器は、有利には、それぞれ異なるように具現化または構成された測定ダイアフラムに設けることができる。両方ともトルク測定フランジでの個々の測定値の比較可能性を促進させ、これにより、測定精度を助長する。
【００４５】
少なくとも１つの測定ダイアフラムは、測定域上の半径方向外側に配置されてよい。測定ダイアフラムは、トルク測定フランジの軸に対して半径方向外側により大きな梃子を有するため、半径方向外側の測定ダイアフラムは、比較的わずかな力のみで、印加されたトルクを吸収することができる。
【００４６】
このようにして、より高いトルクに対しても精密な測定を行うことができる、またはダイアフラムを、極めて薄い設計で形成することができる。
【００４７】
可能な測定値変換器は特に、膨張測定ストリップおよび／または磁気測定値変換器を含む。膨張測定ストリップは、いくつかの実施例において上記で言及した。これらは完全にまたは部分的に、磁気測定値変換器または他の好適な測定デバイスによって、それぞれ置き換え可能であることが理解される。
【００４８】
特により小さいトルクを十分に測定することができるように、半径方向内側に位置する少なくとも１つの測定値変換器が測定領域に配置される場合が有利である。あるいはまたは累積的に、特により大きなトルクを測定するために、少なくとも１つの測定値変換器が、測定域上に半径方向外側に配置されることが有利である。様々な大きさの範囲のトルクを正確に取得するために、半径方向内側および半径方向外側の測定値変換器の組み合わせを使用することが大変好適であり得る。
【００４９】
また、測定ダイアフラムまたは測定凹部、ならびに半径方向内側の測定凹部または半径方向外側の測定ダイアフラムは、トルク測定フランジに有利な方法で、本発明の残りの特徴を独立して構成することができることが理解される。
【００５０】
本発明は、図面を参照して例示の実施形態、図面に基づいた以下のさらなる詳細で記載される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】深さが変化する測定凹部または厚みが変化する測定膜を備えた、トルク測定フランジのおよそ２／３を示す部分を図式的に示す斜視図である。
【図２】図１のトルク測定フランジの軸方向の高さの半分の切断面での、図１に具現化された完全なトルク測定フランジを貫通する図式的部分の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図面中のトルク測定フランジ１は基本的に、環状の円形ディスクとしての構成物であり、ボアホール４(例示的に示される）を備える一組の接続フランジ２、３で構成される。
シャフト、あるいは装置またはいくつかの他のデバイスの他の部品、例えば、測定作業台のトルク誘導シャフトが、結合ボアホール４を介して接続フランジ２、３に連結される。
【００５３】
トルク測定フランジ１の２つの接続フランジ２、３は、測定域５を備えた単一の部品として設計され、トルク測定フランジ１の基本的に円筒形の外装形状の壁６が、「測定域５」として設計される。
【００５４】
トルク測定フランジの作動中、トルク測定フランジ１の回転軸７の周囲のトルクが接続フランジ２、３に印加される場合、トルクは測定域５の中にも印加され、その結果、測定域５内の円筒形壁６内に膨張および応力が発生し、これにより、印加されたトルクの大きさに関する判定が可能になる。
【００５５】
これらの値を取得することができるように、トルク測定フランジ１は、測定域５の半径方向内側の円筒形外装形状面９またはその円筒形壁６に対して、全て半径方向内側に貼り付けられる、複数の膨張測定ストリップ８(例示的に示される）を備える。具体的には、８つの膨張ストリップ８が設けられ、すなわち、トルク測定フランジ１の回転軸７の周囲に対称的に配置される。
【００５６】
８つの凹部が、内面９と同軸に位置する半径方向外側に外装する円筒形の外装面１０で、測定域５の壁６の中に組み込まれ、その内４つは平坦な凹部(例示的に１１で示される）であり、４つは深い凹部（例示的に１２で示される）である。
【００５７】
平坦な凹部１１は、測定域５の壁６の外面１０において、深い凹部１２と交互に配置され、各系統、すなわち、平坦な凹部１１の系統または深い凹部１２の系統は、トルク測定フランジ１の軸７の周りに回転式に対称に配置される。
【００５８】
各凹部１１、１２は、その間に置かれる丸みを帯びた溝１５（例示的に示される）を備えた４つの平坦なそれぞれの壁１３、１４（例示的に示される）、ならびに平坦な凹部床１６、１７（例示的に示される）を有する。
【００５９】
平坦な凹部床１６、１７と測定域５の円筒形の内部面９の間で、深い凹部１２の下に相対的に薄い測定ダイアフラム１８（例示的に示される）が発生する、または平坦な凹部１１の下に相対的に厚い測定ダイアフラム１９（例示的に示される）が発生する。
【００６０】
膨張測定ストリップ８は、測定ダイアフラム１８、１９の半径方向内側に、各凹部１１、１２の半径方向に同心に固定される。膨張測定ストリップは、その軸方向の延長部において、凹部１１、１２より長い。対照的に、凹部１１、１２の床面１６は、トルク測定フランジ１の軸７の周りの接線方向延長部に対して、膨張測定ストリップ８より幅が広い。
【００６１】
測定域５内の凹部１１、１２は、印加されたトルクによる変形または応力を増幅し、その結果、測定域５内に設けられた測定値変換器８が、より感度のよい測定を有意に行うことができる。この場合において、凹部床１６、１７または測定ダイアフラム１８、１９は、これに対応してより大きな応力または変形を受ける場所を形成する。
【００６２】
平坦な測定凹部１１と深い測定凹部１２の深さが異なり面積が変わることで、測定域５内に、トルクの印加に対して異なる度合いまで反応する領域を生じさせ、その結果、トルク測定フランジ１が、複数の感度範囲を呈示することができる。
【００６３】
測定ダイアフラム１８、１９の利点は、測定値変換器８が基本的に、比較的正確に実施され得る剪断測定を行うことができる点である。
【００６４】
詳細には、凹部１１、１２の断面は、例示的に示される中央凹部軸２０に沿って位置するように、凹部の深さに垂直に測定されてよい。円筒形の測定域内に半径方向に配向された凹部の場合、断面は好ましくは、回転軸７に周りに配置された円筒形の面上で、または回転軸７に平行な切断面上で眺められる。２つのケースの後者の場合、深さは半径方向に測定される
これに関連して、用語「測定ダイアフラムの厚み」は、測定ダイアフラムの厚みを示し、測定ダイアフラムの形態は、その縁部によって決定される。
【００６５】
例示の実施形態は、より大きな偏向が半径方向外側に生じるため、付加的にトルク測定フランジの測定精度を上げることができる、半径方向外側の測定ダイアフラムまたは半径方向内側に開口する測定凹部を示してはいない。
【００６６】
凹部１１、１２の深さ２０に応じて凹部の断面を変えることによって、測定ダイアフラム１８、１９または測定域５の印加されたトルクに対する応に影響を及ぼすことが可能である。凹部１１、１２は、特に凹部床１６、１７に対して拡大するまたは狭くなってよく、または回転軸に対して半径方向に、および／または回転軸の周囲で半径に対して垂直の向きで、および／または回転軸に平行に配向または配置されない壁１３、１４を呈示することができる。断面の変更を適切に選択することにより、測定ダイアフラム１８、１９の応力信号および／または変形、凹部床１６、１７、または測定域５の他の組立体を強化することができ、これにより、機械デバイス、したがってトルク測定フランジ１全体の感度の向上を可能にする。
【００６７】
直接的な証拠として、例示の実施形態における測定ダイアフラムは、その表面にわたって変化する厚みを呈示する。これは、代替の例示の実施形態において、測定域の対向する面に対して、測定凹部の床を調整することによって、最小限にすることができる。同様の方法において、測定域の対向する面はこれに応じて機械加工され、各測定凹部の床に調整されてよい。このようにして、測定ダイアフラムは基本的に、平坦な外殻、すなわち、例えば円筒形の形態で提供されてよい。
【符号の説明】
【００６８】
１：トルク測定フランジ
２、３：接続フランジ
４：結合ボアホール
５：測定域
６：円筒形壁
７：回転軸
８：膨張測定ストリップ
９：円筒形外層形状面
１０：外層面
１１、１２：凹部
１３、１４：壁
１５：溝
１６、１７：凹部床
１８、１９：測定ダイアフラム
２０：中央凹部軸
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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