专利名称：用于传输扭矩的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中所述类型的用于传输扭矩的设备。
背景技术：
特别在测量技术领域已知一些这种类型的设备，在该领域中这类设备在其输入端接收一个扭矩，然后将扭矩传输到设备的输出端，输入扭矩在输出端可以作为输出扭矩被接收。一个可旋转地支承的轴用于将输入扭矩传输到设备的输出端。为了支承所述轴，采用滚动轴承，亦可采用滑动轴承，它们如此构成，以至于获得一个极高的设备效率。在用于传输扭矩的设备的应用中，首先一个扭矩传输轴在输入侧与一个产生扭矩的驱动装置连接。在此，该驱动装置可以例如包括一个马达或一个变速马达组合，其中，可使用不同类型的马达和传动装置。此外，设备的输入扭矩还可以按不同的方式的方法产生并且不局限于通过一个马达或一个马达传动装置组合来产生扭矩。在用于传输扭矩的已知设备中，在用于传输扭矩的设备的输出端设置一个从动装置，该从动装置用于接收附寄(anliegende)在设备的输出端上的扭矩。在此，从动装置可以用于产生一个用以对设备进行加载的负荷。在用于传输扭矩的已知设备中，这种配置例如用于测量通过驱动装置产生的扭矩。在此，在用于传输扭矩的已知设备中，在设备的输出端设置一些测量装置，以便确定附寄在设备的输出端上的扭矩并且就此推断出通过驱动装置产生的扭矩。用于传输扭矩的已知设备具有一个扭矩传输轴、一个用于支承所述轴的轴承座和用于测量一个附寄在轴上的扭矩的测量装置。但已知设备具有的缺点是，为了测量附寄在轴上的扭矩，需要一个大的空间，这样可能意味着工作效率损失和测量误差，这些必须通过较大耗费的装置进行补偿。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种在权利要求1的前序部分中所述类型的用于传输扭矩的设备，在该设备中，结构尺寸大幅减小，这样所需空间也以同样方式可减小。这一任务将通过在权利要求1中所述的发明得以解决。本发明以这样的方式解决所述基本任务，即所述测量装置至少部分地集成到轴承座中。这样就可以基本上比较紧凑地构造该设备，以此，在设备结构尺寸方面和操作方面都产生优点。按照本发明，所述概念“结构件”也理解为一个组件或一个产品。借此，概念“结构件”亦可表明不同元件、结构件、组件和产品的一种作用关系。本发明的一种有利的进一步构成在于，所述轴具有一些用于一个附寄在轴上的扭矩的指示装置。借此给出的优点是以简单的方式可测量附寄在轴上的扭矩。本发明的另一种有利的进一步构成设定，所述指示装置具有至少一个磁化的轴区段。借此达到，直接在轴上可测量通过轴传输的扭矩，因此，可以排除例如机械的干扰量。此外，借此还达到，可减少为测量所需要的结构件。由EP 1 203 209 Bl和EP 1 483 551 Bl 已知在采用一段磁化的轴区段情况下的扭矩测量，因而，此处不更详细地进行说明。另一种优点在于，改善了该设备与通过要传输的扭矩作用到设备上的负荷的匹配。该设备与相应负荷的匹配可以以简单的方式由此实现，例如，扭矩传输轴由一个与期望的负荷匹配的轴更换。此外，例如在轴有毛病情况下，还可以快速地用一个新轴更换这个轴。因此，例如在不正确使用情况下，设备故障时间可以减至最短。本发明的另一种有利的进一步构成在于，所述磁化的轴区段被长期磁化。这样产生的优点是，轴具有一个恒定不变的磁场，这样可以费用合算地和足够精确地对通过轴传输的扭矩进行测量。此外本发明的另一种有利的进一步构成的轴承座还具有至少一个第一轴承和至少一个第二轴承，这样有利的进一步构成的特征在于，所述磁化的轴区段设置在第一和第二轴承之间。因此产生的优点是，该设备在其几何测量方面可以进一步减小，这样该设备的操作也同样得以改善。本发明的另一种有利的进一步构成在于，磁化的轴区段相对于第一和第二轴承等距设置。因此，扭矩传输轴可以对称地设置，这样能够实现所述轴的一种简单的调节和一种简化的更换。此外，本发明的另一种有利的进一步构成还在于，所述测量装置具有至少一个线圈，用于产生一个在改变附寄在轴上的扭矩时可变化的磁场。将一个扭矩附加到扭矩传输轴上导致，通过线圈产生的可变化的磁场受到影响。因此，以简单的方式可以推断出通过轴传输的扭矩，这样就可实现一种维护很少的设备。此外，该设备以这种方式还可以简单地且费用合算地进行校准。本发明的一种合乎目的的进一步构成在于，所述测量装置具有至少一个用于放大线圈馈电信号的线圈放大器。此外，本发明的另一种有利的进一步构成还设定，所述线圈放大器设置在轴承座上，优选集成到轴承座中。以这种方式可以将线圈放大器设置在极小的空间内。因此，同样也可以将在线圈放大器和线圈之间的距离设计得最小，这样就大大减少了线圈馈电信号的干扰。此外，本发明的一种有利的进一步构成还设定，所述轴承座具有至少一个用于保持至少一个线圈的保持装置。借此产生的优点是，所述或各线圈可以以简单而精确的方式进行设置，从而用于校准设备的耗费可以减小。此外，本发明的一种有利的进一步构成还设定，所述线圈从保持装置上可取下，特别是在轴承座的安装状态，从保持装置上可取下。因此达到，例如用于更换线圈的时间耗费决定性地减少。此外，以此还可达到，设备可以快速地并且以简单的方式匹配于测量要求。 由此还可减少维修时间并且还可减少维修费用。此外，本发明的另一种有利的进一步构成还设定，所述测量装置具有至少一个集成到轴承座中的测量传感器。通过该测量传感器可以测定一个测量值，通过该测量值可以推断出通过轴传输的扭矩。在此有利的是，使用一个电子的测量传感器，它能够实现测量值的一种计算机支持的记录并且以此简化测量的后续评估。此外，本发明的另一种有利的进一步构成的特征在于，所述测量传感器是一个磁场传感器，用于探测通过附寄在轴上扭矩的变化而引起的磁场变化。以这种方式达到，磁场的一个变化是可测量的，以此可以推断出附寄在轴上的影响磁场的扭矩。因此可以几乎仅以电子技术进行所述测量，由此使设备的机械磨损最小化或消除。因而改善了设备的使用寿命。此外，本发明的一种有利的进一步构成还设定，所述轴的材料是可含有50NiCrl3 和/或45CrNiMol6。通过用于轴的以上述材料为基的材料选择达到，所述轴可很好地匹配于设备要求。此外，所述轴也可以很好地被加工，因而可以降低生产成本。另外还表明，所述材料很好地适合于轴的长期磁化。本发明的一种合乎目的的进一步构成还设定，所述轴至少区段性地经穿透淬火处理并且特别是至少区段性地按DIN EN 10109具有彡58HRC的硬度。通过轴的淬火处理，用于测量扭矩的机械特性得以改善，因此，设备的使用范围得以扩大。—种用于对传动系和/或传动系的结构件进行功能试验的按照本发明的试验台在权利要求16中给出。按照本发明的设备的一种在用于对特别是汽车的传动系和/或传动系的结构件进行功能试验的试验台中的应用在权利要求17中给出。
下面借助附图更详细地说明本发明，在该附图中示出了一个按照本发明的设备的一个实施例。在此，所有在专利权利要求中要求的、描述的和在附图中示出的特征以本身记载以及以相互任意组合都构成本发明的主题，而不依赖于其在专利权利要求中的概述以及其引用关系以及不依赖于其在附图中的说明或图示。
具体实施例方式附图的惟一幅图以细节减少的图示方式示出一个通过设备的实施例的垂直剖视图。 设备2的实施例具有一个轴承座4，一个扭矩传输轴6通过一个第一轴承8和一个第二轴承10可旋转地支承在该轴承座中。分别有一个凹槽球轴承用于第一轴承8和第二轴承10。扭矩传输轴6传输一个通过驱动装置产生的驱动扭矩12。为更简单明了起见，没有示出驱动装置和扭矩传输轴6与该驱动装置的连接。驱动扭矩12通过扭矩传输轴6传输并且作为在轴从动端部的从动扭矩14传出。 同样为简单表示起见，没有示出轴从动端部。扭矩传输轴6在第一轴承8和第二轴承10之间对称于一个中间面16配置。扭矩传输轴6在第一轴承8和第二轴承10的中间具有一个磁化的轴区段18，该轴区段设置在一个轴倒棱20中。对此，磁化的轴区段18相对于第一轴承8和第二轴承10等距设置。此外，在轴承座4中还设置一个产生一个电磁场的线圈22。线圈的轴线M平行于扭矩传输轴6的轴向方向定向并且与其隔开距离。此外，线圈22这样设置在轴承座4中，以至于在扭矩传输轴6加载荷时，通过线圈22产生的电磁场受到影响。一个线圈放大器沈用于线圈22的运行，该线圈放大器放大线圈馈电信号。线圈放大器沈又与一个信号源连接，为更明了起见，没有示出该信号源。线圈放大器沈设置在轴承座4上，该线圈放大器用螺纹固定在轴承座的外面上。 为更明了起见，线圈放大器在图中象征性地示出，这样其在轴承座上的配置没有图示出来。为了可更快地从轴承座4上取下线圈22，该线圈保持在一个保持装置中，该保持装置以这样的方式构成，即轴承座4具有一个缺口观，线圈22借助一个护盖30被固定到缺口中。因此，可以通过松开护盖30无损坏地更换线圈22。一个测量传感器用于测量通过线圈22产生的电磁场，该测量传感器直接设置在线圈22附近。通过测量传感器测量线圈22的电磁场，可以确定线圈22电磁场的变化。测量传感器在本实施例中与计算机支持的评估装置连接，为更明了起见，没有示出这些评估
直ο测量传感器通过一个磁场传感器32构成，通过该磁场传感器可以检测由于磁化的轴区段18的通过附寄的扭矩12变化的磁场而引起的电磁场变化。扭矩传输轴6在该本实施例中由材料50NiCrl3制成。此外，轴6经穿透淬火处理并且按照DIN EN 10109具有60HRC的硬度。磁化的轴区段18在本该实施例中沿轴6的轴向测量具有一个50mm的长度。此外， 轴倒棱20具有一个60mm的轴向长度。轴直径在这个区域是40mm。设备2并不局限于上述细节。也可以采用一个线圈对或多个线圈对取代一个线圈 22。优选采用两个线圈对，这两个线圈对沿径向绕磁化的轴区段18相互错位180°设置。此外，所述线圈22或各线圈可以按不同的方式进行定向，例如使线圈轴线M同心于轴6设置。按照本发明，设备2可以特别是一个用于对传动系和/或传动系的结构件进行功能试验的试验台的组成部分，例如一个用于对驱动装置进行功能试验的传动装置试验台的组成部分。在一种此类型的试验台中，设备2用于测量出现的扭矩，以便能够借助测量的扭矩对一个要试验的结构件例如一个传动装置是否满足预定要求提出报告。
权利要求
1.用于传输扭矩的设备，具有一个扭矩传输轴，具有一个用于支承所述轴的轴承座，和具有用于测量一个附寄在所述轴上的扭矩的测量装置，其特征在于，所述测量装置至少部分地集成到轴承座中。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述轴(6)具有用于一个附寄在所述轴 (6)上的扭矩(12)的指示装置。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述指示装置具有至少一个磁化的轴区段(18)。
4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，所述磁化的轴区段(18)被长期磁化。
5.按照权利要求3或4之一所述的设备，其中，所述轴承座(4)具有至少一个第一轴承(8)和至少一个第二轴承(10)，其特征在于，磁化的轴区段(18)设置在第一和第二轴承 (8、10)之间。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述磁化的轴区段(18)相对于第一和第二轴承(8、10)等距设置。
7.按照上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述测量装置具有至少一个线圈 (22)，用于产生一个在改变附寄在轴(6)上的扭矩(1 时可变化的磁场。
8.按照上述权利要求7所述的设备，其特征在于，所述测量装置具有至少一个用于放大线圈馈电信号的线圈放大器06)。
9.按照上述权利要求8所述的设备，其特征在于，所述线圈放大器06)设置在轴承座 ⑷上，优选集成到轴承座⑷中。
10.按照上述权利要求7至10之一所述的设备，其特征在于，所述轴承座(4)具有至少一个用于保持至少一个线圈02)的保持装置。
11.按照上述权利要求10所述的设备，其特征在于，所述线圈02)从保持装置上可取下，特别是在轴承座(4)的安装状态，从保持装置上可取下。
12.按照上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述测量装置具有至少一个集成到轴承座中的测量传感器。
13.按照上述权利要求12和权利要求3至11之一所述的设备，其特征在于，所述测量传感器是一个磁场传感器(32)，用于探测通过附寄在轴(6)上的扭矩(1 的变化而引起的磁场变化。
14.按照上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述轴(6)的材料是或含有 50NiCrl3 和 / 或 45CrNiMol6。
15.按照上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述轴(6)至少区段性地经穿透淬火处理并且特别是至少区段性地按照DIN EN10109具有彡58HRC的硬度。
16.用于对特别是汽车的传动系和/或传动系的结构件进行功能试验的试验台，其特征在于，试验台具有至少一个按照上述权利要求之一所述的设备。
17.按照权利要求1至15之一所述的设备的应用，用于对特别是汽车的传动系和/或传动系的结构件进行功能试验的试验台中。
全文摘要
本发明涉及一种用于传输扭矩的设备(2)，具有一个扭矩传输轴(6)和一个用于支承所述轴(6)的轴承座(4)，具有用于测量一个附寄在轴(6)上的扭矩的测量装置，所述测量装置至少部分地集成到轴承座(4)中。
文档编号G01L3/10GK102216748SQ200980144188
公开日2011年10月12日 申请日期2009年8月18日 优先权日2008年11月7日
发明者A·艾克, J·海德曼 申请人:蒂森克虏伯Egm有限公司