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Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein elastisches Übertragungselement eines Spannungswellengetriebes. Derartige Spannungswellengetriebe werden auch als Harmonic Drive, Wellgetriebe, Gleitkeilgetriebe oder Strain Wave Gear bezeichnet. Das elastische Übertragungselement wird auch als Flexspline bezeichnet und weist eine Außenverzahnung auf. Das elastische Übertragungselement weist zudem mindestens einen Dehnungsmessstreifen zur Messung einer mechanischen Spannung des elastischen Übertragungselementes auf. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Spannungswellengetriebe und einen Roboterarm sowie ein Verfahren zum Messen eines Drehmomentes an dem erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselement.
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In dem Artikel von Hashimoto, M. et al.: „A joint torque sensing technique for robots with harmonic drives“ in Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Ausgabe 2, Seiten 1034-1039, April 1991 ist ein Verfahren zum Messen eines Drehmomentes in einem Spannungswellengetriebe beschrieben. Zur Messung dienen Dehnungsmessstreifen, welche auf einem elastischen Übertragungselement des Spannungswellengetriebes angeordnet sind.
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Der Artikel von Taghirad, Hamid D. et al.: „Intelligent built-in torque sensor for harmonic drive systems“ in Proceedings of IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Sensing, Processing, Networking, Mai 1997, und die Dissertation von Taghirad, Hamid D.: „Robust torque control of harmonic drive systems“, Department of Electrical Engineering. McGill University, Montreal, 1997, zeigen einen Drehmomentsensor zur Messung eines Drehmomentes in einem Spannungswellengetriebe. Es wird ein Kalman-Filter angewendet, um hochfrequente Messsignalanteile zu eliminieren.
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Die
DE 10 2004 041 394 A1 zeigt eine Wellengetriebevorrichtung mit einem Drehmomentdetektionsmechanismus, welcher auf einem flexiblen Außenzahnrad mehrere Dehnungsmesser mit Widerstandsdrahtbereichen umfasst, die über Leitungsdrähte elektrisch angeschlossen sind.
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Die
JP 2000320622 A zeigt ein Wellengetriebe mit einem Drehmomentsensormechanismus, welcher an einem flexiblen Außenzahnrad einen Dehnungsmessstreifen umfasst, der über Leitungsdrähte elektrisch angeschlossen ist.
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Die
US 2004/0079174 A1 lehrt eine Drehmomentdetektionsvorrichtung für ein Wellengetriebe mit einer Dehnungsmesseinheit, welche ein Dehnungsmesseinrichtungsmuster aufweist. Das Dehnungsmesseinrichtungsmuster umfasst kreisbogenförmige Detektionssegmente A und B sowie drei Anschlussbereiche für eine externe Verdrahtung, von denen der eine zwischen den Detektionssegmenten ausgebildet ist und die anderen an den entgegengesetzten Enden derselben ausgebildet sind.
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Die
JP 2016-045055 A zeigt die Verwendung einer Wheatstoneschen Messbrücke mit Dehnungsmesstreifen auf einer rotierenden Welle eines Wellgetriebes.
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Aus der
US 6,840,118 B2 ist ein Drehmoment-Messverfahren zum Messen eines in einer Wellengetriebevorrichtung übertragenen Drehmomentes bekannt. In der Wellengetriebevorrichtung steht ein flexibles, kreisförmiges Außenverzahnungsrad teilweise im Eingriff mit einem starren Innenverzahnungsrad. Auf der Oberfläche des flexiblen Außenverzahnungsrades sind mehrere Sätze von Dehnungsfühlern befestigt.
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Die
CN 105698992 A betrifft ein hochgenaues Wellgetriebe mit einem eingebauten Drehmomentsensor. Der Drehmomentsensor umfasst u. a. eine Wheatstonesche Halbbrücke.
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Die
RU 2 615 719 C1 lehrt ein Wellgetriebe, welches zur Messung eines Drehmomentes ausgebildet ist.
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Die
WO 2010/142318 A1 zeigt ein Gerät zur Messung eines Drehmomentes in einem Wellgetriebe. Das Gerät umfasst mindestens einen Sensor zur Messung von Kräften zwischen einem Außenring mit Innenverzahnung und einem Gehäuse.
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In der
JP 6320885 B2 ist ein Drehmomentdetektionselement beschrieben, welches mehrere Dehnungsmessstreifen umfasst, die eine Wheatstonsche Brücke bilden. Die Dehnungsmessstreifen sind in Form eines musterartigen metallischen Filmes auf einer Oberfläche einer flexiblen folienartigen Isolierung angeordnet.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zur Messung eines Drehmomentes in einem Spannungswellengetriebe führen zu einem Drehmomentsignal, welches von der Drehposition des Wellengenerators abhängig und gestört ist. Der in Bezug auf das elastische Übertragungselement rotierende Wellengenerator weitet das elastische Übertragungselement partiell auf und überlagert somit die durch das Drehmoment verursachten Scherdehnungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, eine Messung einer mechanischen Beanspruchung in einem Spannungswellengetriebe zu ermöglichen, welche unabhängig von der Drehposition des Wellengenerators ist.
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Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein elastisches Übertragungselement gemäß dem beigefügten Anspruch 1. Die genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Spannungswellengetriebe gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 8, durch einen Roboterarm gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 9 und durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.
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Das erfindungsgemäße elastische Übertragungselement bildet eine drehmomentübertragende Komponente eines Spannungswellengetriebes. Das Spannungswellengetriebe kann auch als Harmonic Drive, Wellgetriebe, Gleitkeilgetriebe oder Strain Wave Gear bezeichnet werden. Das elastische Übertragungselement kann auch als Flexspline bezeichnet werden und ist bevorzugt durch eine Kragenhülse gebildet. Das elastische Übertragungselement ist bevorzugt zur Ableitung eines vom Spannungswellengetriebe zu übertragenden Drehmomentes ausgebildet.
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Das elastische Übertragungselement weist eine Außenverzahnung auf, die dazu ausgebildet ist, in eine Innenverzahnung eines starren Außenringes des Spannungswellengetriebes einzugreifen. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung weisen eine Differenz ihrer Zähnezahlen auf, die bevorzugt zwei beträgt.
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Auf dem elastischen Übertragungselement ist mindestens ein Dehnungsmessstreifen angeordnet, welcher zur Messung einer mechanischen Spannung des elastischen Übertragungselementes dient. Der mindestens eine Dehnungsmessstreifen dient bevorzugt zur Messung eines Drehmomentes, welches auf das elastische Übertragungselement wirkt.
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Erfindungsgemäß erstreckt sich der eine Dehnungsmessstreifen bzw. erstrecken sich die mehreren Dehnungsmessstreifen zumindest in ihrer Gesamtheit auf einem Umfang des elastischen Übertragungselementes. Bei dem Umfang kann es sich um einen axial innen angeordneten Umfang oder um einen axial seitlich angeordneten Umfang handeln. Der Umfang kann auf einer äußeren oder inneren Mantelfläche oder auf einer axialen Seitenfläche des elastischen Übertragungselementes angeordnet sein. Der Umfang umschließt zumindest einen radial inneren Abschnitt des elastischen Übertragungselementes. Der Umfang umschließt bevorzugt zumindest einen radial inneren Hohlraum des hohl ausgebildeten elastischen Übertragungselementes. Der eine Dehnungsmessstreifen bzw. die mehreren Dehnungsmessstreifen erstrecken sich zumindest in ihrer Gesamtheit vollständig um und über diesen Umfang des elastischen Übertragungselementes. Somit umschließt der eine Dehnungsmessstreifen bzw. umschließen die mehreren Dehnungsmessstreifen zumindest in ihrer Gesamtheit eine Achse des elastischen Übertragungselementes, in welcher das elastische Übertragungselement ein Drehmoment überträgt. Bevorzugt erstreckt sich der eine Dehnungsmessstreifen bzw. erstrecken sich die mehreren Dehnungsmessstreifen zumindest in ihrer Gesamtheit entlang eines Kreises, welcher konzentrisch und senkrecht zu der Achse des elastischen Übertragungselementes angeordnet ist. Bevorzugt erstreckt sich der eine Dehnungsmessstreifen bzw. erstrecken sich die mehreren Dehnungsmessstreifen zumindest in ihrer Gesamtheit geschlossen auf dem Umfang des elastischen Übertragungselementes, wobei allenfalls nicht mehr als technisch unvermeidbare Spalte zwischen den Dehnungsmessstreifen verbleiben. Die sich um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstreckenden Dehnungsmessstreifen weisen bevorzugt eine gleiche axiale Position auf.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Übertragungselementes besteht darin, dass durch eine aufwandsarm zu realisierende veränderte Anordnung des mindestens einen Dehnungsmessstreifens Störanregungen, welche durch einen rotierenden Wellengenerator des Spannungswellengetriebes verursacht werden, eliminiert werden. Werden diese Störanregungen über den Umfang des elastischen Übertragungselementes erfasst, so ergibt sich ein wellenförmiger Verlauf der Störanregung. Diese Störanregungen werden erfindungsgemäß dadurch eliminiert, dass die Dehnungen des mindestens einen Dehnungsmessstreifens über einen gesamten Umfang des elastischen Übertragungselementes integriert werden. Diese Integration kann umfänglich auf einen zylindrischen Bereich oder/und umfänglich auf einem kreisringförmigen Flanschbereich des elastischen Übertragungselementes erfolgen. Erfindungsgemäß gibt der einzelne Dehnungsmessstreifen bzw. geben die mehreren Dehnungsmessstreifen in der Summe ein Signal aus, welches dem Integral bzw. Mittelwert der Dehnung über den Umfang entspricht. Dieses Signal ist dann unabhängig von der Drehposition des rotierenden Wellengenerators und somit von dessen störenden Einflüssen befreit.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes bildet der mindestens eine Dehnungsmessstreifen eine Komponente eines Drehmomentsensors. Der Drehmomentsensor dient zur Messung eines auf das elastische Übertragungselement wirkenden Drehmomentes. Der mindestens eine Dehnungsmessstreifen ist über elektrische Verbindungen mit einer Messsignalverarbeitungseinheit des Drehmomentsensors verbunden. Die Messsignalverarbeitungseinheit umfasst bevorzugt Messsignalverstärker, Messsignaladditionseinheiten, Messsignalinverter, analoge Filter, digitale Filter, AD-Wandler, einen Mikroprozessor und Datenspeicher.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes sind mehrere der Dehnungsmessstreifen auf dem elastischen Übertragungselement angeordnet, die sich in ihrer Gesamtheit um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstrecken. Die mehreren Dehnungsmessstreifen umschließen in ihrer Gesamtheit diesen Umfang des elastischen Übertragungselementes vollständig.
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Das elastische Übertragungselement umfasst bevorzugt einen hohlzylinderförmigen Teil und einen sich in axialer Richtung daran anschließenden kreisring- bzw. scheibenförmigen Teil. Der hohlzylinderförmige Teil weist bevorzugt die Form einer Büchse auf. Auf dem hohlzylinderförmigen Teil ist die Außenverzahnung ausgebildet. Der kreisringförmige Teil weist bevorzugt die Form eines Kragens oder eines Flansches auf. Entsprechend weist das elastische Übertragungselement die Form einer Kragenhülse auf. Der kreisringförmige Teil dient dazu, eine Welle an das Übertragungselement zu koppeln, um ein Drehmoment auf die Welle zu übertragen. Der hohlzylinderförmige Teil und der kreisring- bzw. scheibenförmige Teil weisen eine gemeinsame Achse auf.
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Ist der eine Dehnungsmessstreifen bzw. sind die mehreren Dehnungsmessstreifen auf einem Umfang auf dem die Mantelfläche aufweisenden hohlzylinderförmigen Teil des elastischen Übertragungselementes angeordnet, so weist der eine Dehnungsmessstreifen bzw. weisen die mehreren Dehnungsmessstreifen in ihrer Gesamtheit bevorzugt die Form eines Zylindermantels auf. Ist der eine Dehnungsmessstreifen bzw. sind die mehreren Dehnungsmessstreifen auf einem seitlichen Umfang auf dem die axiale Seitenfläche bildenden kreisring- bzw. scheibenförmigen Teil des elastischen Übertragungselementes angeordnet, so weist der eine Dehnungsmessstreifen bzw. weisen die mehreren Dehnungsmessstreifen in ihrer Gesamtheit bevorzugt die Form eines Kreisringes auf.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes erstreckt auf mindestens zwei Umfängen des elastischen Übertragungselementes jeweils mindestens ein Dehnungsmesstreifen. Es sind somit mindestens zwei umfängliche Messungen möglich. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich eine erste Teilmenge der mehreren Dehnungsmessstreifen um einen Umfang des elastischen Übertragungselementes und es erstreckt sich eine zweite Teilmenge der mehreren Dehnungsmessstreifen um einen Umfang des elastischen Übertragungselementes. Die erste Teilmenge und die zweite Teilmenge der mehreren Dehnungsmessstreifen können sich jeweils auf dem hohlzylinderförmigen Teil oder auf dem kreisringförmigen Teil des elastischen Übertragungselementes erstrecken, oder sie können sich gemeinsam auf dem hohlzylinderförmigen Teil oder auf dem kreisringförmigen Teil des elastischen Übertragungselementes erstrecken. Somit weisen die erste Teilmenge und die zweite Teilmenge der mehreren Dehnungsmessstreifen jeweils die Form eines Zylindermantels bzw. eines Kreisringes auf. Die Formen des Zylindermantels bzw. des Kreisringes sind bevorzugt koaxial bzw. konzentrisch angeordnet.
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Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes mit mehreren der sich um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstreckenden Dehnungsmessstreifen sind diese Dehnungsmessstreifen bevorzugt um den Umfang des elastischen Übertragungselementes gleichverteilt angeordnet. Folglich weisen diese Dehnungsmessstreifen einen gleichen Mittelpunktswinkel in Bezug auf die Achse des elastischen Übertragungselementes auf.
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Die Anzahl der mehreren sich um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstreckenden Dehnungsmessstreifen beträgt bevorzugt vier oder ein Mehrfaches von vier. Entsprechend betragen die Mittelpunktswinkel der Dehnungsmessstreifen jeweils 90° bzw. 360°/(4·n).
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Die mehreren sich um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstreckenden Dehnungsmessstreifen bilden bevorzugt eine Wheatstonesche Brücke. Hierfür sind die Dehnungsmessstreifen entsprechend elektrisch verschaltet, wobei die Verschaltung als Vollbrücke oder auch als Halbbrücke ausgeführt sein kann.
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Bevorzugt sind die vier Dehnungsmessstreifen bzw. jeweils vier der Dehnungsmessstreifen als Wheatstonesche Brücke verschaltet.
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Alternativ bevorzugt beträgt die Anzahl der mehreren sich um den Umfang des elastischen Übertragungselementes erstreckenden Dehnungsmessstreifen zwei oder ein Mehrfaches von zwei. Bevorzugt sind die zwei Dehnungsmessstreifen bzw. jeweils zwei der Dehnungsmessstreifen als Wheatstonesche Halbbrücke verschaltet.
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Das erfindungsgemäße Spannungswellengetriebe weist einen Wellengenerator auf, welcher eine elliptische Scheibe und bevorzugt einen verformbarem Laufring umfasst. Die elliptische Scheibe besteht bevorzugt aus einem Stahl und bildet bevorzugt einen Antrieb des Spannungswellengetriebes. Das Spannungswellengetriebe umfasst weiterhin einen starren Außenring mit einer Innenverzahnung. Der Außenring ist bevorzugt hohlzylindrisch ausgebildet und wird auch als Circular Spline bezeichnet. Das Spannungswellengetriebe umfasst zudem das erfindungsgemäße elastische Übertragungselement. Das Spannungswellengetriebe umfasst bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes. Im Übrigen weist das Spannungswellengetriebe bevorzugt auch solche Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Übertragungselement beschrieben sind.
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Der erfindungsgemäße Roboterarm umfasst mindestens ein antreibbares Armelement, welches über das erfindungsgemäße Spannungswellengetriebe angekoppelt ist. Das mindestens eine antreibbare Armelement ist bevorzugt über eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebes angekoppelt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Messen eines Drehmomentes an dem erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselement eines Spannungswellengetriebes. Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zum Messen eines Drehmomentes an einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes, bei welcher sich mehrere der Dehnungsmessstreifen in ihrer Gesamtheit um einen Umfang des elastischen Übertragungselementes erstrecken. An jedem der Dehnungsmessstreifen wird ein Signal abgegriffen. Erfindungsgemäß wird eine lineare Kombination dieser Signale gebildet, um Störanregungen, welche durch den rotierenden Wellengenerator des Spannungswellengetriebes verursacht werden, zu eliminieren. Diese lineare Kombination der Signale ist bevorzugt durch eine Summe der Signale gebildet. Die lineare Kombination der Signale ist proportional zum Drehmoment.
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Das Verfahren ist bevorzugt weiterhin dazu ausgebildet, eine Drehposition des Wellengenerators ausgehend von den Signalen der einzelnen Dehnungsmessstreifen zu bestimmen. Die ermittelte Drehposition wird bevorzugt für eine Korrektur von Störeinflüssen, welche insbesondere aus Bauteiltoleranzen resultieren, verwendet. Zudem wird bevorzugt eine Drehgeschwindigkeit des Wellengenerators ausgehend von der ermittelten Drehposition bestimmt. Dies ist vorteilhaft, da die Signale der Dehnungsmessstreifen insbesondere bei einer hohen Drehzahl des Wellengenerators von der Drehgeschwindigkeit des Wellengenerators abhängig sind.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes;
- 2 einen Schaltplan einer Verschaltung von in 1 gezeigten Dehnungsm essstreifen;
- 3 einen Schaltplan einer alternativen Verschaltung der in 1 gezeigten Dehnungsm essstreifen;
- 4 eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes;
- 5 eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes;
- 6 eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes; und
- 7 eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes.
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1 zeigt ein eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes eines Spannungswellengetriebes. Das elastische Übertragungselement, welches auch als Flexspline bezeichnet wird, besitzt die Form einer Kragenhülse, sodass es einen büchsenförmigen Abschnitt 01 und einen sich daran anschließenden kreisring- bzw. flanschförmigen Abschnitt 02 aufweist. Auf dem büchsenförmigen Abschnitt 01 ist eine Außenverzahnung 03 (gezeigt in 6) ausgebildet, welche in eine Innenverzahnung (nicht gezeigt) eines Außenringes des Spannungswellengetriebes eingreift.
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Bei dieser ersten Ausführungsform sind auf dem kreisringförmigen Abschnitt 02 des elastischen Übertragungselementes vier Dehnungsmessstreifen 04 angeordnet, welche sich gemeinsam vollständig umfänglich um das elastische Übertragungselement erstrecken. Die vier Dehnungsmessstreifen 04 bilden einen geschlossenen Umfang an einer axialen Seitenfläche des elastischen Übertragungselementes. Da die vier Dehnungsmessstreifen 04 bei dieser ersten Ausführungsform seitlich auf dem kreisringförmigen Abschnitt 02 des elastischen Übertragungselementes angeordnet sind, weisen sie gemeinsam die Form eines Kreisringes auf, wobei jedes der vier Dehnungsmessstreifen 04 die Form eines Kreisringsegmentes besitzt.
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Ein erster Dehnungsmessstreifen 11 der vier Dehnungsmessstreifen 04, ein zweiter Dehnungsmessstreifen 12 der vier Dehnungsmessstreifen 04, ein dritter Dehnungsmessstreifen 13 der vier Dehnungsmessstreifen 04 und ein vierter Dehnungsmessstreifen 14 der vier Dehnungsmessstreifen 04 weisen jeweils einen Mittelpunktswinkel von 90° auf, da die vier Dehnungsmessstreifen 04 umfänglich gleichverteilt auf dem kreisringförmigen Abschnitt 02 des elastischen Übertragungselementes angeordnet sind.
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Mögliche elektrische Verschaltungen der vier Dehnungsmessstreifen 04 sind in 2 und 3 gezeigt.
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2 zeigt einen Schaltplan einer Verschaltung der in 1 gezeigten Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14. Die vier Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14 sind als Wheatstonesche Brücke, insbesondere als eine Vollbrücke linear verschaltet.
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3 zeigt einen Schaltplan einer alternativen Verschaltung der in 1 gezeigten Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14. Die vier Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14 sind als Wheatstonesche Brücke, insbesondere als eine Vollbrücke kreuzweise verschaltet.
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Alternativ können die vier Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14 als Wheatstonesche Brücke in Halbbrückenschaltung verschaltet sein, wobei der erste Dehnungsmessstreifen 11 und der zweite Dehnungsmessstreifen 12 eine erste Halbbrücke bilden und wobei der dritte Dehnungsmessstreifen 13 und der vierte Dehnungsmessstreifen 14 eine zweite Halbbrücke bilden.
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4 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes. Diese zweite bevorzugte Ausführungsform gleicht zunächst der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser darin, dass sie acht statt vier der Dehnungsmessstreifen 04 umfasst. Die acht Dehnungsmessstreifen 04 erstrecken sich gemeinsam vollständig umfänglich um das elastische Übertragungselement.
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Die acht Dehnungsmessstreifen 04 umfassen neben dem ersten Dehnungsmessstreifen 11, dem zweiten Dehnungsmessstreifen 12, dem dritten Dehnungsmessstreifen 13 und dem vierten Dehnungsmessstreifen 14 einen fünften Dehnungsmessstreifen 15, einen sechsten Dehnungsmessstreifen 16, einen siebenten Dehnungsmessstreifen 17 und einen achten Dehnungsmessstreifen 18.
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Die acht Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 sind bevorzugt als Wheatstonesche Brücke in Halbbrückenverschaltung verschaltet, wobei der erste Dehnungsmessstreifen 11 und der zweite Dehnungsmessstreifen 12 eine erste Halbbrücke bilden, wobei der dritte Dehnungsmessstreifen 13 und der vierte Dehnungsmessstreifen 14 eine zweite Halbbrücke bilden, wobei der fünfte Dehnungsmessstreifen 15 und der sechste Dehnungsmessstreifen 16 eine dritte Halbbrücke bilden, und wobei der siebente Dehnungsmessstreifen 17 und der achte Dehnungsmessstreifen 18 eine vierte Halbbrücke bilden.
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5 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes. Diese dritte bevorzugte Ausführungsform gleicht zunächst der in 4 gezeigten zweiten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser darin, dass sie nochmals acht der Dehnungsmessstreifen 04 umfasst. Die weiteren acht Dehnungsmessstreifen 04 erstrecken sich ebenfalls gemeinsam vollständig umfänglich um das elastische Übertragungselement und weisen gemeinsam die Form eines Kreisringes auf, welcher größer als der durch die ersten acht Dehnungsmessstreifen 04; 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 gebildete Kreisring ist, wobei die beiden Kreisringe konzentrisch und an einer gleichen axialen Position angeordnet sind.
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Die zwei mal acht Dehnungsmessstreifen 04 umfassen neben dem ersten Dehnungsmessstreifen 11, dem zweiten Dehnungsmessstreifen 12, dem dritten Dehnungsmessstreifen 13, dem vierten Dehnungsmessstreifen 14, dem fünften Dehnungsmessstreifen 15, dem sechsten Dehnungsmessstreifen 16, dem siebenten Dehnungsmessstreifen 17 und dem achten Dehnungsmessstreifen 18 einen neunten Dehnungsmessstreifen 19, einen zehnten Dehnungsmessstreifen 20, einen elften Dehnungsmessstreifen 21, einen zwölften Dehnungsmessstreifen 22, einen dreizehnten Dehnungsmessstreifen 23, einen vierzehnten Dehnungsmessstreifen 24, einen fünfzehnten Dehnungsmessstreifen 25 und einen sechszehnten Dehnungsmessstreifen 26.
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Die zwei mal acht Dehnungsmessstreifen 04 erlauben eine redundante Messung.
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6 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes. Diese vierte bevorzugte Ausführungsform gleicht zunächst der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser darin, dass die vier Dehnungsmessstreifen 04 auf dem büchsenförmigen Abschnitt 01 des elastischen Übertragungselementes angeordnet sind. Entsprechend weisen die vier Dehnungsmessstreifen 04 gemeinsam die Form eines Zylindermantels auf.
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7 zeigt eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Übertragungselementes. Diese fünfte bevorzugte Ausführungsform gleicht zunächst der in 4 gezeigten zweiten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser darin, dass sie vier weitere Dehnungsmessstreifen 04; 19, 20, 22 auf dem büchsenförmigen Abschnitt 01 des elastischen Übertragungselementes wie die in 6 gezeigte vierte Ausführungsform umfasst. Somit umfasst die gezeigte fünfte Ausführungsform sowohl auf dem büchsenförmigen Abschnitt 01 des elastischen Übertragungselementes, als auch auf dem kreisringförmigen Abschnitt 02 des elastischen Übertragungselementes jeweils sich gemeinsam vollständig umfänglich erstreckende Dehnungsmessstreifen 04.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- büchsenförmiger Abschnitt
- 02
- kreisringförmiger Abschnitt
- 03
- Außenverzahnung
- 04
- Dehnungsmessstreifen
- 05
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- 06
- -
- 07
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- 08
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- 09
- -
- 10
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- 11
- erster Dehnungsmessstreifen
- 12
- zweiter Dehnungsmessstreifen
- 13
- dritter Dehnungsmessstreifen
- 14
- vierter Dehnungsmessstreifen
- 15
- fünfter Dehnungsmessstreifen
- 16
- sechster Dehnungsmessstreifen
- 17
- siebenter Dehnungsmessstreifen
- 18
- achter Dehnungsmessstreifen
- 19
- neunter Dehnungsmessstreifen
- 20
- zehnter Dehnungsmessstreifen
- 21
- elfter Dehnungsmessstreifen
- 22
- zwölfter Dehnungsmessstreifen
- 23
- dreizehnter Dehnungsmessstreifen
- 24
- vierzehnter Dehnungsmessstreifen
- 25
- fünfzehnter Dehnungsmessstreifen
- 26
- sechszehnter Dehnungsmessstreifen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004041394 A1 [0004]
- JP 2000320622 A [0005]
- US 2004/0079174 A1 [0006]
- JP 2016045055 A [0007]
- US 6840118 B2 [0008]
- CN 105698992 A [0009]
- RU 2615719 C1 [0010]
- WO 2010/142318 A1 [0011]
- JP 6320885 B2 [0012]
