[发明专利]具有在电极与触点销之间的电连接的压电力传感器

说明书

本发明涉及一种压电力传感器(1)，该压电力传感器包括壳体(10)，该壳体具有至少一个压电本体(11)和与该本体(11)电连接的电极(12)，其中，具有触点销(131)的联接装置(13)被固定或成形在所述壳体(10)上，以传递测量信号。触点销(131)与电极(12)导电连接。根据本发明，将螺旋压力弹簧(14)与触点销(131)导电连接作为压电力传感器(1)内部的电连接。在此，螺旋压力弹簧(14)能松脱地与电极(12)以如下方式导电地有效连接，即，触点销(131)具有与电极(12)的间距并且测量信号能够从电极(12)通过螺旋压力弹簧(14)和被联接的触点销(131)被导出压电力传感器(1)的壳体(10)并能够在联接装置(13)上被量取。

技术领域

本发明描述了一种压电力传感器，其包括壳体，该壳体具有至少一个压电本体和与该本体电连接的电极，其中，具有触点销的联接装置被固定或成形在该壳体上，以传递测量信号，并且其中，所述触点销与电极导电连接。

背景技术

在一些技术领域中使用了力传感器、尤其是压电力传感器，其包括至少一个压电本体。这类压电力传感器以不同的实施方式在市场上可获得，这些实施方式用于测量沿一个空间方向(Fz)的力的一个分量直至用于测量力和力矩(Fx，Fy，Fz，Mx，My，Mz)的六个分量。这些应用领域是装配技术(例如在点焊中和压力机中)中的力测量、切削力和变形力的测量中的力测量以及确定轨道车辆制动力的领域中的力测量。

已知的压电力传感器是所谓的压电测量垫片，这些已知的压电力传感器除了力测量之外也可以用于确定转矩或加速力。用于测量沿一个空间方向(z方向)的动态的和准静态的力Fz的这种由现有技术已知的压电测量垫片1在图1a和1b中示出并在下面被详细阐明。压电测量垫片1包括多件式壳体10，联接装置13固定或成形在该多件式壳体上。该壳体10一般由钢制成并具有盖和底。在壳体10中设置有中央留空部100，未示出的预紧螺栓能够贯穿该留空部。在这里，在壳体10中以环形设计方式叠置堆叠地布置两个压电本体11，11'。在这些分别设计为环形本体的压电本体11，11'之间有电极12。电极12具有电极本体120，该电极本体被构型为环形本体并且电极突出部(Elektrodenfahne)121径向导走地成形或焊接在该电极本体上。在该电极突出部121上焊接沿z轴方向弯曲的连接片122。

在壳体周向壁中挖出联接开口101，该联接开口引导到联接装置13的贯穿部130中。电极突出部121和连接片122穿过联接开口101伸入贯穿部130的内腔中，直至联接装置13的触点销131。触点销131借助于绝缘件132相对于贯穿部130的壁和壳体10电绝缘地固定地安装。触点销131通过连接片122与电极突出部121导电地材料配合地连接。

针对具有测量电子设备的压电测量垫片1的外部接缆，使用具有低电容的呈高绝缘同轴缆线形式的联接缆线。这些联接缆线在最小运动的情况下仅产生最小摩擦电。这类针对工业使用的联接缆线能够在市场上获得并能够简单地联接到压电测量垫片1的联接装置13上，由此能够从触点销131接收电荷信号。为了所述压电测量垫片1可以测量力，这些组件必须在壳体10中沿z方向彼此重叠按压地布置并且因此这些组件不可运动地焊接在壳体中。

为了测量操作，压电测量垫片1借助于预紧螺栓在预紧条件下被装到机器结构的两个平面平行的面之间。在沿z方向负载时，压电测量垫片1与起作用的力Fz成比例地给出电荷。通过作用于压电本体的力和充分利用压电效应，在负载时出现电荷信号，这些电荷信号通过电极12横越贯穿部130地被引导到触点销131上，在那里，电荷信号能够在压电力传感器1之外被接收并能被继续处理。