JP7105295B2 - Wim力変換器及びそのようなwim力変換器のハウジング・プロファイル - Google Patents
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Description
c2=a2+b2=(a-x)2+(b+y)2
この式を垂直拡張yについて解くと、以下のようになる。
a>b、すなわちnを正の百分率として、a=(1+n)bである場合、以下が当てはまる。
この式は、任意の正の百分率nについて解くことができ、ここで、垂直拡張yの量は常に水平圧縮xの量よりも大きい。
これが図6によるモデル化された円形管状部分2’に適用されるとき、取り付け力軸Xに沿った引張剛性εkは、円半径rと取り付け力Mとの積を、水平圧縮xで除算した値である。したがって、円形の管状部分2’の引張剛性εkは、以下のようになる。
さらに、図7によるモデル化された楕円形管状部分2’はしたがって、取り付け力軸Xに沿った引張剛性εeは、長半軸aと取り付け力Mとの積を、水平圧縮xで除算した値である。したがって、楕円形の管状部分2’の引張剛性εeは、以下のようになる。
2 管状部分
2’ モデル化された管状部分
3 力導入フランジ
4 力固定フランジ
5 圧電測定構成
20 壁領域
22 空洞
23 遷移領域
25 取り付け領域
26 取り付け部材
30 力導入面
40 力固定面
50 圧電測定素子
51 電極
100 力変換器
200 内面
210 外面
230 遷移線
251 補強高さ
252 取り付け点
253 補強点
260 内側力導入面
261 垂直距離
261++ 拡張垂直距離
500 外側力導入面
551 垂直高さ
α20 壁領域角度
α23 遷移領域角度
α25 取り付け領域角度
a 長半軸
a- 残留圧縮長半軸
a-- 圧縮長半軸
b 短半軸
b+ 残留拡張短半軸
b++ 拡張短半軸
c 斜辺
C 中心点
D 圧縮力
F1 第1の焦点
F2 第2の焦点
n 正の百分率
K 力
M 取り付け力
P23 頂点
P20 転換点
P25 参照点
R 半径方向軸
R25 補強半径
r 円半径
V 機械的プレストレス
W20 壁厚
W23 遷移壁厚
W25 補強壁厚
x 水平圧縮
X 取り付け力軸
XY 断面平面
Y 力導入軸
y 垂直拡張
Z 張力
Claims (15)
- ハウジング・プロファイル(1)と、圧電測定構成(5)とを備えるWIM力変換器(100)であって、前記圧電測定構成(5)は、測定されるべき反力(K)の影響下で分極電荷を発生させ、前記ハウジング・プロファイル(1)は、管状部分(2)と、前記管状部分(2)の内部の空洞(22)とを備え、前記反力は、力導入軸(Y)に沿って前記ハウジング・プロファイル(1)を介して前記圧電測定構成(5)に作用し、前記圧電測定構成(5)は、前記力導入軸(Y)に沿った機械的プレストレス(V)の下で前記空洞(22)内に取り付けられ、取り付け力軸(X)に沿って作用する取り付け力(M)を前記管状部分(2)に加えることができ、前記圧電測定構成(5)を前記空洞(22)内に取り付けるために、前記管状部分(2)は、加えられる取り付け力(M)によって、前記力導入軸(Y)に沿って拡張することができ、前記力導入軸(Y)及び前記取り付け力軸(X)によって規定される断面平面(XY)において、前記管状部分(2)は、前記取り付け力軸(X)に沿って延在する長半軸(a)及び前記力導入軸(Y)に沿って延在する短半軸(b)を有する楕円の形状であることを特徴とする、WIM力変換器(100)。
- 前記管状部分(2)は、外面(210)及び中心点(C)を有し、前記外面(210)は、前記中心点(C)から外方に向かって楕円形に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記管状部分(2)は、少なくとも1つの取り付け領域(25)及び内面(200)を備え、前記取り付け領域(25)は前記取り付け力軸(X)上にあること、及び、前記取り付け領域(25)内で、前記内面(200)は、前記中心点(C)に向かって凹状になるように形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記取り付け領域(25)は、前記内面(200)上で2つの転換点(P20)の間に延在すること、及び、前記内面(200)上で、前記取り付け領域(25)は一定の凹状補強半径(R25)を有することを特徴とする、請求項3に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記取り付け領域(25)は、半径方向軸(R)に沿って、取り付け領域角度(α25)にわたって延在すること、又は、前記取り付け領域(25)は、補強高さ(251)にわたって前記力導入軸(Y)に沿って延在することを特徴とする、請求項3又は4のいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記管状部分(2)は、複数の壁領域(20)を有し、前記壁領域(2)内の前記外面(210)は、前記中心点(C)から外方に向かって楕円形に形成されており、前記壁領域(20)内の前記管状部分(2)の内面(200)は、前記中心点(C)から外方に向かって楕円形に形成されていること、及び、前記壁領域(20)は、壁厚(W20)を有し、前記壁厚(W20)は実質的に一定であることを特徴とする、請求項3から5までのいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記壁領域(20)は、壁厚(W20)を有すること、前記取り付け領域(25)は、補強壁厚(W25)を有すること、及び、前記補強壁厚(W25)は、前記壁厚(W20)よりも大きいことを特徴とする、請求項6に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記取り付け領域(25)は、前記内面(200)上で2つの転換点(P20)の間に延在すること、及び、転換点(P20)において、前記取り付け領域(25)は壁領域(20)と連続していることを特徴とする、請求項6又は7のいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記力導入軸(Y)に沿った前記圧電測定構成(5)の寸法は、前記空洞(22)と比較して垂直方向にオーバーサイズになるように製造されることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記力導入軸(Y)に沿って、前記空洞(22)は、内側力導入面(260)によって境界を定められること、前記内側力導入面(260)は、互いからの垂直距離(261)を有すること、前記圧電測定構成(5)は、前記力導入軸(Y)に沿って垂直高さ(551)を有すること、及び、前記垂直距離(261)と前記垂直高さ(551)との間の差が、前記垂直方向のオーバーサイズであることを特徴とする、請求項9に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記圧電測定構成(5)を前記空洞(22)内に取り付けるために、前記短半軸(b)を、前記力導入軸(Y)に沿って、拡張短半軸(b++)まで拡張することができ、前記拡張の大きさは少なくとも、前記垂直方向のオーバーサイズ、並びに、前記力導入軸(Y)に沿った前記管状部分(2)及び前記圧電測定構成(5)の製造公差程度であることを特徴とする、請求項9に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記圧電測定構成(5)は、拡張短半軸(b++)を有する前記管状部分(2)内に取り付けることができることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記取り付けられた圧電測定構成(5)を有する前記拡張短半軸(b++)は、残留拡張短半軸(b+)まで変形することができ、前記残留拡張短半軸(b+)の拡張の量は、前記力導入軸(Y)に沿った前記圧電測定構成(5)の寸法の前記空洞(22)に対する垂直方向のオーバーサイズ、並びに、前記力導入軸(Y)に沿った前記管状部分(2)及び前記圧電測定構成(5)の製造公差と同じであることを特徴とする、請求項12に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記取り付けられた圧電測定構成(5)を有する前記拡張短半軸(b++)は、力導入軸(Y)に沿って作用する取り付け力(M)を解放することによって、前記残留拡張短半軸(b+)まで変形することができること、及び、前記残留拡張短半軸(b+)が、前記機械的プレストレス(V)を発生させることを特徴とする、請求項13に記載のWIM力変換器(100)。
- 前記長半軸(a)が、前記短半軸(b)よりも実質的に5%大きいことを特徴とする、請求項1から14までのいずれか一項に記載のWIM力変換器(100)のためのハウジング・プロファイル(1)。
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