CH667734A5 - Kraftwandler. - Google Patents

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CH667734A5
CH667734A5 CH3101/82A CH310182A CH667734A5 CH 667734 A5 CH667734 A5 CH 667734A5 CH 3101/82 A CH3101/82 A CH 3101/82A CH 310182 A CH310182 A CH 310182A CH 667734 A5 CH667734 A5 CH 667734A5
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CH3101/82A
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Shih-Ying Lee
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Setra Systems Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors

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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftwandler und insbesondere auf einen Kraftwandler mit hohem Auflösungsvermögen.
Bei einer bekannten Art des Erfassens von Kraft oder von Gewicht wurde von der Möglichkeit einer Rückkopplung Gebrauch gemacht, bei der eine bewegliche Spule in einem feststehenden Magnetfeld zum Einsatz kam. Die Spule ist entlang einer Fühlachse bewegbar und wird mit einem Strom betrieben, der ausreicht, eine feste Position entlang der Fühlachse aufrechtzuerhalten. Bei diesem Aufbau liefert der Spulenstrom eine Messung von Kräften, die zur Verlagerung der Spule aufgebracht werden. Zwar ist dieser Aufbau im allgemeinen leistungsfähig, jedoch ist die Ausgestaltung des Kraftfühlers relativ komplex und entsprechend kostenaufwendig.
Eine weitere bekannte Ausführungsform besteht in einer Dehnungsmess-Kraftmessdose. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Genauigkeit der Kraftmessdose durch die Hysterese, die Kriechdehnung des Messdosen-Sensormaterials sowie auch durch den Einfluss dieser Faktoren auf das Verbundmaterial für den Sensor begrenzt.
Bei noch einer weiteren Fühleranordnung wird eine Kraftmessdose mit variabler Kapazität verwendet, in der ein Paar einander gegenüberliegender, im wesentlichen paralleler leitfähiger Platten derart miteinander verbunden sind, dass die zu messende Kraft ein Trennen dieser einander gegenüberliegenden Leiterplatten bewirkt, welches proportional zu einer angelegten Kraft ist. Während diese Vorgehens weise im Prinzip zufriedenstellt, gibt es im Rahmen des Standes der Technik keine erfolgversprechenden Anordnungen, welche die Fühlplatten über einen Kraftbereich hinweg adäquat parallel halten.
Mithin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen verbesserten Kraftwandler mit einem Kraftsensor zu schaffen, bei dem die Messgrösse aufgrund einer variablen Kapazität festlegbar ist.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 definiert. Ausführungsformen davon gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Bei der erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe wird eine zu messende Kraft an die Summierglieder parallel zu einer ersten Bezugsachse aufgebracht. Sobald diese Kraft auf die Summierglieder aufgebracht ist, deformieren sich die Brückenglieder aufgrund ihrer Biegsamkeit. Indem sich die Brückenglieder deformieren, werden Sensorelemente, die von Fühlabschnitten getragen werden, in Richtung einer ersten Bezugsachse zueinander verlagert, während ihre parallele Stellung beibehalten wird. Die Kapazität eines Sensorelementes in der Form eines Plattenkondensators, der durch leitfähige Elemente gebildet wird,
kann auf herkömmliche Weise gemessen werden. Der gemessene Kapazitätswert ist umgekehrt proportional zum Abstand der Platten und damit zu der zu messenden Kraft. Die Kraftwandler nach der Erfindung weisen eine relativ niedrige Hysterese und eine sehr geringe Kriechdehnung unter Belastung auf, wenn beispielsweise der Kraftwandler einen monolithischen Aufbau aus Quarz besitzt. Bei dieser Ausführungsform besteht eine vergleichsweise niedrige thermisch bewirkte Kapazitätsänderung für vorgegebene auf die Summierglieder aufgebrachte Kräfte. Der Kraftwandler spricht in erster Linie auf die Nutzkraft von einer einzigen Fühlachse (erste Bezugsachse) an, und besitzt einen vergleichsweise hohen Rückweisungs-Faktor für Kräfte und Momente innerhalb anderer Ebenen.
Der Kraftwandler nach der Erfindung kann als Kraftfühler in Form einer Kraftmessdose zum direkten Messen von Kraft verwendet werden. Wahlweise kann der Wandler auch eingesetzt werden, um andere Kräfte, wie Trägheitskräfte (wenn er in Verbindung mit einer Masse verwendet wird), zu messen oder Drücke, wenn er in Verbindung mit einer Membran eingesetzt wird.
Details der Erfindung werden in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform eines Kraftwandlers nach den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 2 eines der Kraft-Summierglieder und Brückenglieder der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 3 und 3A abgewandelte Ausführungsformen eines Kraft-Summiergliedes nach den Merkmalen der Erfindung, Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform eines Kraftwandlers nach den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform eines Kraft-Summiergliedes nach den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 6A eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6B und 6C eine Endansicht bzw. eine Aufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 6A und
Fig. 7 bis 10 abgewandelte Ausführungsformen nach den Merkmalen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Kraftwandlers 10 nach der Erfindung. Der Wandler 10 umfasst ein Paar längliche Summier-Glieder 12 und 14 rechtwinkligen Querschnitts, die sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse 16 erstrecken. Das längliche Glied 12 ist auch in Fig. 2 gezeigt. Die Glieder 12 und 14 besitzen komplementäre Flächenabschnitte IS und 2S an ihren benachbarten Seiten. Wie dargestellt bestehen die Endflächen der Summier-Glieder 12 und 14 aus diesen Flächenabschnittpaaren, obwohl bei anderen Ausführungsformen die Flächenabschnitte lediglich ein Bereich der benachbarten Enden sein können.
Bei der gezeigten Ausführungsform besitzen die Flächen der Glieder 12 und 14 ebene Bereiche 20 bzw. 22, die wie später beschrieben, als Fühlabschnitte gestaltet und dort als solche bezeichnet werden. Sie sind in Richtung einer ersten Bezugsachse 30 orientiert, die senkrecht zur Mittelachse 16 steht, und voneinander abgesetzt. Die ebenen Bereiche 20 und 22 liegen parallel zu einer zweiten Bezugsachse 24, die ihrerseits senkrecht zu den Achsen 16 und 30 steht. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die ebenen Bereiche 20 und 22 auch parallel zur Mittelachse 16, obwohl bei anderen Ausführungsformen die ebenen Bereiche bezüglich dieser Achse 16 unter einem Winkel geneigt sein können. Wie dargestellt, sind die Bereiche 20 und 22 parallel zur Achse 30 und senkrecht zur Achse 16 ausgeführt, obwohl auch andere Ausrichtungen dieser Bereiche verwendet werden können. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Glieder 12 und 14 im wesentlichen identisch. Diese Glieder sind zur Bildung des Wandlers 10 miteinander verbunden.
Die Glieder 12 und 14 umfassen jeweils zwei ebene Schlitze, die sich von den Flächenabschnitten IS und 2S aus in parallel zu den Achsen 16 und 24 liegenden Ebenen erstrecken. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Gliedes 12, ähnlich der in den Fig. 1 und 2, bei der jedoch die Schlitze nicht in parallel zu den Achsen 16 und 24 liegenden Ebenen verlaufen. Fig. 3A zeigt eine Ausführungsform des Gliedes 12, welches ähnlich ist wie das in den Fig. I und 2, bei der jedoch die Abschnitte 12a und 12b, die durch die Schlitze begrenzt werden, in Richtung der Mittelachse 16 abgeschrägt sind und sich zur komplementären Fläche hin erstrecken.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind beide Schlitze in jedem der Glieder 12 und 14 von gleicher Tiefe. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch in jedem der Glieder 12 und 14 ein Schlitz der Tiefe A vorgesehen sein,
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und der andere Schlitz kann die Tiefe B besitzen, wobei die Summe aus A + B einem vorbestimmten Wert entspricht. Ausserdem besitzen die beiden Schlitze im Glied 12 in Richtung der Achse 30 einen gegenseitigen Abstand voneinander, so dass das obere Brückenglied 12a und das untere Brückenglied 12b des Gliedes 12 (d.h. die durch die Schlitze und anderen Flächen des Gliedes 12 begrenzten Brückenglieder) vergleichsweise flexibel gegenüber Belastungsmomenten sind, die um parallel zur Achse 24 liegende Achsen aufgebracht werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Glieder 12 und 14 im wesentlichen identisch. Daher werden die beiden Schlitze des Gliedes 14 so betrachtet, dass sie ein «oberes» Brückenglied 14a und ein «unteres» Brückenglied 14b festlegen.
Die parallelen Fühlabschnitte 20 und 22 der Glieder 12 und 14 tragen jeweils eines von im wesentlichen ebenen elektrisch leitfähigen Elementen 34 und 36.
Die oberen Brückenglieder 12a und 14b der Glieder 12 bzw. 14 sind durch ein Verbindungsglied 42, und die unteren Brük-kenglieder 12b und 14a der Glieder 12 bzw. 14 sind durch ein weiteres Verbindungsglied 44 miteinander verbunden. Bei dem sich ergebenden Aufbau sind die Flächenabschnitte IS und 2S der Glieder 12 und 14 wechselseitig in Richtung der Achse 16 versetzt, und die einander gegenüberliegenden leitfähigen Oberflächen der Glieder 34 und 36 sind wechselseitig in Richtung der Achse 30 versetzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Glieder 12 und 14 aus Quarz und die Verbindungsglieder 42 und 44 bestehen ebenfalls aus Quarz, so dass die Glieder insgesamt zur Bildung einer monolithischen Struktur zusammengeschmolzen werden können. Bei abgewandelten Ausführungsformen können andere Materialien, wie Titan-Silikat, Keramikwerkstoffe oder andere dielektrische Materialien Verwendung finden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst der Wandler auch ein starres Stützglied 50, das unverschiebbar am Glied 14 befestigt ist, sowie ein starres Krafteinleitungsglied 52, das fest am Glied 12 angebracht ist. Diese Glieder 50 und 52 können auch aus Quarz und mit den entsprechenden Gliedern 12 und 14 verschmolzen sein. Das Stützglied 50 ist mit der oberen ebenen Oberfläche eines Wandler-Stützelements 56 verbunden.
Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, welche ähnlich aufgebaut ist wie die in Fig. 1, wobei jedoch die Glieder 50 und 52 Metallglieder sind, die mechanisch (mittels Schrauben 58a und 58b) mit den länglichen bzw. Summiergliedern 12 und 14 in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführungsform halten Spannungs-Trennuten 59a und 59b die Spannung von den Befestigungsschrauben ab.
Im Betrieb des Wandlers nach Fig. 1 wird eine zu messende Kraft, die durch den Pfeil 60 angezeigt ist, entlang der Achse 30 auf das Krafteinleitungsglied 52 gegeben. Diese Kraft wird auf den (in der Darstellung) linken Abschnitt des Gliedes 12 übertragen. Entsprechend der auf das Krafteinleitungsglied 52 aufgebrachten Kraft wird eine gleich grosse und entgegengerichtete Kraft (angezeigt durch den Pfeil 62) an das Stützglied 50 an der oberen Fläche des Stützelements 56 aufgebracht. Diese letztgenannte Kraft wird auf den (in der Darstellung) rechten Abschnitt des Gliedes 14 übertragen. In Abhängigkeit von dem an den Wandler 10 angelegten Kräftepaar biegen sich die oberen und unteren Brückenglieder des Wandlers 10 derart aus, dass die leitfähigen Elemente 34 und 36 um einen dem Betrag des an den Wandler gelegten Kraftpaars entsprechenden Abstand voneinander getrennt werden, während ihre Parallellage beibehalten wird. Der Kapazitätswert des Kondensators, der durch die Elemente 34 und 36 gebildet wird, kann auf herkömmliche Weise gemessen werden und liefert ein Mass für die auf das Glied 52 aufgebrachte Kraft.
Da der Wandler 10 in hohem Masse widerstandsfähig ist gegenüber Momenten und Kräften, die in anderen Richtungen als entlang der Achse 30 aufgebracht werden, braucht das angelegte Kräftepaar (veranschaulicht durch die Pfeile 60 und 62) nicht entlang der Achse 30 zu liegen. Beispielsweise ist bei Kräften, die in Richtung der zum Teil gestrichelten Pfeile 60' und 62' nach Fig. 1 aufgebracht werden, die Abstandsveränderung zwischen den leitfähigen Elementen 34 und 36 umgekehrt proportional der angelegten Kraftkomponente in Richtung der Achse 30.
Während des Ausbiegens der oberen und unteren Brückenglieder herrscht in diesen eine Spannung. Bei der dargestellten Ausführungsform wirkt aufgrund der Symmetrie des Systems, bei dem die Schlitztiefen A und B gleich gross und die Glieder 12 und 14 sich im wesentlichen entsprechen, die durch die Ver-bingunsglieder 42 und 44 geschaffene Verbindung als Biege-spannungs-Umlenkbereich, d.h., dass an diesen Stellen die Biegemomente Null sind. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen beispielsweise die Schlitztiefen A und B unterschiedlich sind, und speziell wenn eine der Schlitztiefen A oder B Null ist, erscheint die Verbindung der Elemente nicht an diesen Spannungsumlenkbereichen. Die in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform besitzt jedoch diese Eigenschaft. Unter diesen Umständen wird die durch die Verbingunsglieder 42 und 44 geschaffene Verbindung geringfügig spannungsbela-stet, und somit kann eine kostengünstige Verbindung verwendet werden, die von vergleich weise niedriger Qualität ist.
Wenn die Vorrichtung nach der Erfindung z.B. aus Quarz aufgebaut ist, kennzeichnet sich der Kraftwandler 10 durch eine sehr niedrige Hysterese und eine sehr geringe Kriechdehnung unter Belastung aus und besitzt einen Genauigkeitsindex in der Grössenordnung von IO-5 bis 10~6. Zudem ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch eine relativ niedrige thermisch bedingte Kapazitätsänderung.
Der Kraftwandler 10 spricht im allgemeinen nur auf eine Nutzkraft entlang einer einzigen Achse 30 an und behält ein relativ hohes Abweisungsverhältnis für Kräfte in anderen Ebenen aufrecht. Die Elemente 12 und 14 in der Zeichnung können einfach aus einem rechtwinkligen länglichen Quarzblock hergestellt werden, der zur Bildung der komplementären Flächen ausgeschnitten wird. Die beiden Blöcke besitzen solche komplementären Flächen, dass lediglich ein Schlitzpaar ausgeschnitten zu werden braucht, um die oberen und unteren Brückenglieder zu bilden. Die die Brückenglieder begrenzenden Schlitze können an einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Fühlabschnitts, wie dargestellt, oder an ein und derselben Seite ausgebildet werden.
Die Blöcke werden zur Bildung eines Wandlers miteinander verbunden, indem die Brückenglieder z.B. durch Schmelzen mit den Summiergliedern 12 und 14 zusammengebaut werden, um eine unempfindliche monolithische Struktur auszubilden. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können andere Materialien einschliesslich Metalle für die Glieder 12 und 14 Verwendung finden, vorausgesetzt, dass mindestens eines der Elemente 34 und 36 gegenüber dem anderen Element isoliert ist. Die Glieder 50 und 52 können aus Metall oder einem anderen Material bestehen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Summierglieder 12 und 14 zur Verwendung bei der Erfindung, die in einem einzigen Schnitt gebildete Komplementärflächen besitzt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Glied 14 im wesentlichen identisch mit dem Glied 12. Die leitfähigen Elemente 34 und 36 liegen an einander gegenüberliegenden Abschnitten der ebenen Bereiche bzw. Fühlabschnitte 20 und 22 zwischen den jeweiligen Schlitzen der Glieder 12 und 14. Die Arbeitsweise eines Wandlers dieses Aufbaus ist im wesentlichen dieselbe wie die anhand der Fig. 1 beschriebene, bis auf einen Kosinus-Skalenfaktor für die Kapazität. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können beispielsweise die Glieder 12 und 14 im allgemeinen kreisförmige Querschnitte im Gegensatz
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zu den rechteckigen Querschnitten, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt sind, besitzen.
In den Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 sind eine Reihe alternativer Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In diesen letztgenannten Figuren besitzen die Elemente, welche denen 5 nach den Fig. 1 bis 3 entsprechen, dieselben Bezugszeichen. In den Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 wird der Wandler 10 im allgemeinen aus zwei Summiergliedern 12 und 14 in der Form von Abschnitten einer zylindrischen Stange gebildet, die sich entlang einer Mittelachse 16 erstreckt, wobei die beiden Abschnitte an io ihren benachbarten Enden komplementäre Flächen aufweisen. Die komplementären Flächen umfassen zumindest ein Paar einander gegenüberliegender Bereiche 20 und 22, die in einer parallel zur ersten Bezugsachse 30 liegenden Richtung zueinander versetzt und parallel zur zweiten Bezugsachse 24 liegen. Bei die- 15 sen Ausführungsbeispielen sind die daraus resultierenden Fühlabschnitte 20 und 22 eben. Bei abgewandelten Ausführungsformen können die bezüglichen Bereiche 20 und 22 auch anders als eben geformt sein, z.B. könnten sie als sphärische Bereiche ausgebildet sein. Jeder ebene Bereich 20 und 22 trägt ein ebenes 20 elektrisch leitfähiges Element 34 und 36.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 erstrecken sich im wesentlichen gleich lange parallele obere und untere Brückenglieder 70 und 72 zwischen die Glieder 12 und 14 und verbinden diese untereinander. Diese Brük- 25 kenglieder 70 und 72 sind um parallel zur Achse 24 liegende Achsen vergleichsweise flexibel.
Die Brückenglieder 70 und 72 sind an ihren jeweiligen Enden mit einem der Summierglieder 12 und 14 über Rippen verbunden, die von den Gliedern 12 und 14 abstehen. Das Brük- 30 kenglied 70 liegt in einer die Achsen 76 und 78 enthaltenden Ebene, welche parallel zu Achse 24 liegen, und das Brückenglied 72 ist entlang der Achsen 80 und 82 angebracht, welche parallel zur Achse 24 verlaufen. Die Achsen 76 und 78 sind um den gleich grossen Abstand von der Achse 16 entfernt wie die 35 Achsen 80 und 82. Ausserdem besitzen die Achsen 76 und 80 im wesentlichen denselben Abstand entlang der Achse 30 wie die Achsen 78 und 82. Bei sämtlichen Ausführungsformen nach den Fig. 6A, 6B, 6C und 7 bis 10 können die Elemente aus einem einzigen Material, wie Quarz bestehen, und zur Bildung einer monolithischen Struktur verschmolzen werden.
Wie dargestellt, liegen die oberen und unteren Brückenglieder 70 und 72 an gegenüberliegenden Seiten der Glieder 12 und 14. Bei abgewandelten Ausführungsformen können die Brük-kenglieder 70 und 72 an ein und derselben Seite der Glieder 12 und 14 liegen, beispielsweise bei einem Aufbau ähnlich dem in Fig. 6A, bei dem das Brückenglied 72 (und die Achsen 80 und 82) oberhalb liegen würden und über Rippen mit dem Brückenglied 70 verbunden wären.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6A bis 6C weisen die Brückenglieder 70 und 72 Verlängerungsabschnitte an jedem Ende, welches mit den Summiergliedern 12 und 14 über Rippen verbunden ist, auf. Die sich dadurch ergebenden Verbindungen, bei denen die Brückenglieder an einem der Glieder 12 und 14, an Abstand voneinander besitzenden Stellen (entlang der Achse 16) befestigt sind, besitzen eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Kraftmomenten. Durch diese den Kraftmomenten entgegenwirkende Art der Anbringung der verbindenden Abschnitte an einem der Glieder 12 und 14 werden die Spannungen an den Verbindungsstellen herabgesetzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 wird ein Paar diagonal gegenüberliegender, dem Kraftmoment Widerstand bietender Verbindungen zusammen mit einem Paar diagonal, sich den Kraftmomenten nicht speziell widersetzender Verbindungen verwendet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wird ein Paar einander gegenüberliegender, dem Kraftmoment Widerstand bietender Verbindungen zusammen mit einem Paar genau gegenüberliegender Verbindungen, die nicht sich dem Kraftmoment widersetzend ausgeführt sind, verwendet.
Die Ausführungsform nach Fig. 9 ist ähnlich der nach Fig. 7, bis auf die Ausbildungen der Komplementärflächen der Summierglieder 12 und 14 in einer Ebene mit einer einzigen Schnittfläche.
Die Ausführungsform nach Fig. 10 ist ähnlich der nach Fig. 7 mit Ausnahme der keilförmig ausgebildeten Brückenglieder 70 und 72.
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3 Blätter Zeichnungen

Claims (26)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Kraftwandler, gekennzeichnet durch
    A) ein Paar einander gegenüberliegender starrer Kraft-Summierglieder (12, 14), von denen jedes ein Sensorelement (34, 36) enthält, das zwischen den beiden Summiergliedern angeordnet ist, wobei die Sensorelemente zueinander parallele Fühlabschnitte (20, 22) mit einander nahe gegenüberliegenden Oberflächen besitzen, und ferner längs einer Achse gegeneinander versetzt sind, die senkrecht zu den genannten Fühlabschnitten steht, wobei die Richtung dieser Achse eine erste Komponente längs einer Mittelachse (16), eine zweite Komponente längs einer ersten Referenzachse (30) und eine dritte Komponente längs einer zweiten Referenzachse (24) aufweist, wobei
    B) jedes der Summierglieder (12, 14) erste Brückenglieder (12a, 14b; 70) enthält, die sich gegenüber den Summiergliedern (12, 14) erstrecken, und bezüglich einer Horizontalebene parallel zu einer zweiten Bezugsachse (24) biegsam sind, dass die zweite Bezugsachse (24) senkrecht zur Mittelachse (16) und zur ersten Bezugsachse (30) verläuft, und die ersten Brückenglieder ansonsten im wesentlichen starr sind und ferner
    C) zweite Brückenglieder (12b, 14a; 72) aufweist, die sich gegenüber den Kraft-Summiergliedern (12, 14) erstrecken, und bezüglich einer Horizontalebene parallel zu der zweiten Bezugsachse (24) biegsam und ansonsten starr sind, wobei die Relativbewegung der Fühlabschnitte (20, 22) bezogen ist auf die auf die Summierglieder aufgebrachten Kräfte.
  2. 2. Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Fühlabschnitt (20, 22) als Sensorelement ein elektrisch leitfähiges Element (34, 36) vorgesehen ist, dass diese leitfähigen Elemente einander gegenüberliegende, im wesentlichen parallele Kondensatorflächen bilden, die in Richtung der ersten Bezugsachse (30) zueinander versetzt sind, zum Zweck, dass die Kapazität der leitfähigen Elemente von den auf die Summierglieder einwirkenden mechanischen Kräften abhängig ist.
  3. 3. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Kondensatorflächen eben sind und parallel zur zweiten Bezugsachse (24) liegen.
  4. 4. Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Brückenglieder (12a, 14b; 12b, 14a) etwa gleich lang sind und dass die Abstände zwischen den Enden dieser Brückenglieder etwa gleich gross sind.
  5. 5. Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten und zweiten Brückenglieder (12a, 14b; 12b, 14a) auf gegenüberliegenden Seiten der Fühlabschnitte (20, 22) befinden.
  6. 6. Kraftwandler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summierglieder (12, 14) und die Brückenglieder (12a, 14b; 12b, 14a) monolithisch sind.
  7. 7. Kraftwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summierglieder (12, 14) und die Brückenglieder (12a, 14b; 12b, 14a) aus dielektrischen Materialien hergestellt sind.
  8. 8. Kraftwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Material Quarz ist.
  9. 9. Kraftwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Material ein keramischer Werkstoff ist.
  10. 10. Kraftwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Summierglieder (12, 14) Metallteile sind.
  11. 11. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Summierglieder (12,14) Metallteile sind und dass zumindest eines der leitfähigen Elemente (34, 36) gegenüber dem es tragenden Fühlabschnitt (20, 22) isoliert ist.
  12. 12. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Elemente (34, 36) dünne Filme sind.
  13. 13. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorflächen eben sind und parallel zur Mittelachse (16) verlaufen.
  14. 14. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorflächen eben sind und bezüglich der Mittelachse (16) unter einem Winkel geneigt verlaufen.
  15. 15. Kraftwandler nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Fühlabschnitte (20, 22) eben sind und parallel zu der zweiten Bezugsachse (24) verlaufen.
  16. 16. Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fühlabschnitte (20, 22) eben sind und parallel zur Mittelachse (16) verlaufen.
  17. 17. Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fühlabschnitte (20, 22) eben und bezüglich der Mittelachse (16) unter einem Winkel geneigt sind.
  18. 18. Kraftwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Summierglieder (12,14) entlang einer gemeinsamen Mittelachse (16) erstrecken und die Fühlabschnitte (20, 22) als zumindest teilweise parallele, zueinander komplementäre Flächen an ihren benachbarten Seiten ausgebildet sind, und jedes Summierglied ein Paar Rechteckschlitze aufweist, die sich von seinen einander zugewandten Stirnflächen weg erstrecken, so dass der erste Rechteckschlitz eine erste Tiefe (A) und der zweite Rechteckschlitz eine zweite Tiefe (B) besitzt, wobei der zweite Schlitz vom ersten Schlitz einen Abstand in Richtung der ersten Bezugsachs (30), die senkrecht zur Mittelachse (16) verläuft, besitzt, und dass Mittel (42, 44) zum Verbinden der oberen Brückenglieder (12a, 14b) jeweils eines Summiergliederpaares (12, 14) und der unteren Brückenglieder (12b, 14a) des Summiergliederpaares (12, 14) vorhanden sind.
  19. 19. Kraftwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze des Summiergliederpaares (12, 14) parallel zueinander liegen.
  20. 20. Kraftwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass von den zumindest teilweise parallelen, zueinander komplementären Flächen zumindest eine eben ist und parallel zur zweiten Bezugsachse (24) verläuft, welche ihrerseits senkrecht zur Mittelachse (16) steht.
  21. 21. Kraftwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass beide der zumindest teilweise parallelen, zueinander komplementären Flächen eben und bezüglich der Mittelachse (16) unter einem Winkel geneigt sind.
  22. 22. Kraftwandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise parallelen, zueinander komplementären Flächen erste und zweite ebene Flächenabschnitte (IS, 2S) aufweisen, die parallel zur ersten Bezugsachse (30) und unter einem Winkel geneigt zur Mittelachse (16) verlaufen, dass diese ersten und zweiten Flächenabschnitte entlang der Mittelachse (16) zueinander versetzt sind, wobei der erste Flächenabschnitt (IS) einen ersten Schlitz und der zweite Flächenanschnitt (2S) einen zweiten Schlitz aufweist, dass die zumindest teilweise parallelen, zueinander komplementären Flächen einen dritten ebenen Flächenabschnitt (3S) zwischen den ersten und zweiten Flächenabschnitten (IS, 2S) besitzen, und dass dieser dritte Flächenabschnitt (3S) das leitfähige Element trägt (Fig. 2).
  23. 23. Kraftwandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Flächenabschnitt (3S) im wesentlichen parallel zur Mittelachse (16) und zu der ersten (30) und zu der zweiten Bezugsachse (24) verläuft.
  24. 24. Kraftwandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Flächenabschnitt (3S) im wesentlichen parallel zur zweiten Bezugsachse (24) verläuft und bezüglich der Mittelachse (16) unter einem Winkel geneigt ist.
  25. 25. Kraftwandler nach einem der Ansprüche 19, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (A, B) der Schlitze gleich gross ist.
  26. 26. Kraft wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und unteren Brückenglieder (12a, 14b; 12b, 14a) in Richtung der Mittelachse (16) abgeschrägt sind und sich zu den zumindest teilweise komplementären Flächen hin er5
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    strecken, und ferner sich die Schlitze des Summiergliederpaares (12,14) parallel zur Mittelachse (16) erstrecken.
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