本發(fā)明涉及一種液壓扭矩計(jì)。特別地，本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量航空器的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的扭矩的液壓扭矩計(jì)。

背景技術(shù)：

扭矩計(jì)是用于測(cè)量扭矩的設(shè)備，扭矩計(jì)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域、需要測(cè)量扭矩的裝備和所需的精確度以多種不同的形式出現(xiàn)。液壓扭矩計(jì)被頻繁地用在航空領(lǐng)域中。這些扭矩計(jì)例如通過(guò)中間小齒輪來(lái)運(yùn)行，該中間小齒輪具有螺旋狀的齒并且該中間小齒輪的旋轉(zhuǎn)引起軸向的推力，該推力與待測(cè)量的扭矩成比例。該軸向的推力被施加到活塞，該活塞被連接到中間小齒輪。

以根據(jù)被測(cè)量的扭矩的方式移動(dòng)的活塞使得在處于測(cè)量室中的由液壓回路供應(yīng)的油上施加壓力，直至由活塞施加在油上的壓力與由油施加在活塞上的壓力平衡為止。當(dāng)實(shí)現(xiàn)該平衡時(shí)，測(cè)量壓力的壓力傳感器使得能夠推導(dǎo)出所測(cè)量的扭矩。

如對(duì)于所有液壓系統(tǒng)的情況，為了正常地運(yùn)行，該類(lèi)型的液壓扭矩計(jì)需要在液壓回路與系統(tǒng)的其它部分之間進(jìn)行密封。以普遍的方式，這種密封是通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)通常由彈性體制成的O形圈密封件尤其添加到活動(dòng)的活塞產(chǎn)生的。為了確保密封，在活塞與室的壁之間的O形圈必須被壓縮到最小的程度。然而，這種壓縮產(chǎn)生了與所述壓縮成比例的摩擦力，這導(dǎo)致了不精確并且當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)可導(dǎo)致滯后現(xiàn)象。這導(dǎo)致了有效密封與無(wú)任何阻力以使得活塞能夠在室中自由移動(dòng)之間的沖突情況。

為了解決該問(wèn)題，提出了使用由諸如聚四氟乙烯(更加為人所知的是首字母縮寫(xiě)詞PTFE)之類(lèi)的各種材料制成的密封件，這樣使得能夠減小活塞與室之間的摩擦力的量。然而，將各種材料用于密封件未完全消除滯后現(xiàn)象并且可能產(chǎn)生其它的問(wèn)題，諸如尤其是長(zhǎng)期的密封損失。

發(fā)明目的

本發(fā)明目的在于至少克服已知的扭矩計(jì)的某些缺陷。

特別地，本發(fā)明目的在于在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中提供一種扭矩計(jì)，該扭矩計(jì)使得能夠消除由密封裝置導(dǎo)致的摩擦力。

本發(fā)明目的還在于在至少一個(gè)實(shí)施例中提供一種不產(chǎn)生滯后現(xiàn)象的扭矩計(jì)。

本發(fā)明目的還在于在至少一個(gè)實(shí)施例中提供一種扭矩計(jì)，該扭矩計(jì)確保了密封并且使得能夠減小在長(zhǎng)運(yùn)行階段期間產(chǎn)生的摩擦力的量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明涉及一種液壓扭矩計(jì)，其包括

-桿，該桿能夠在代表待測(cè)量的扭矩的軸向推力的作用下沿縱向方向平移，

-流體在其中流動(dòng)的液壓回路，

該液壓扭矩計(jì)的特征在于，所述扭矩計(jì)包括測(cè)壓艙，該測(cè)壓艙包括：

-壓力室，該壓力室由所述液壓回路供應(yīng)流體，

-密封的柔性的膜片，該膜片與壓力室中的流體接觸，該膜片在大致垂直于所述桿的平面中延伸，并且該膜片被剛性地連接到所述桿使得桿的縱向移動(dòng)使膜片變形，

-用于所述壓力室中的流體的排流口，該排流口連結(jié)到被支承在所述可移動(dòng)的桿的一個(gè)端部上的閥，以根據(jù)所述膜片的變形來(lái)調(diào)節(jié)所述壓力室中的流體的壓力。

因此，由于作為可移動(dòng)的桿的平移移動(dòng)的結(jié)果的膜片變形，根據(jù)本發(fā)明的扭矩計(jì)使得能夠確保包括流體的壓力室被密封，而不借助于進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件，否則該部件的摩擦力可能引起測(cè)量錯(cuò)誤(滯后)。在這種情況下密封是靜態(tài)的，并且僅膜片在連接到膜片的桿的移動(dòng)的動(dòng)量下變形。桿可通過(guò)其端部、通過(guò)穿過(guò)膜片的所述桿的邊緣或者通過(guò)所述桿與膜片之間的連接部件剛性地連接到膜片。排流口被連結(jié)到被支承在桿上的閥。這意味著閥具有與排流口互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)。換言之，口和閥被設(shè)計(jì)為能夠共同運(yùn)行。在實(shí)踐中，閥被設(shè)計(jì)為能夠覆蓋排流口并且因此能夠通過(guò)移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)壓力室中的流體的壓力。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，膜片由彈性材料制成，使得由所述可移動(dòng)的桿的平移移動(dòng)引起的膜片的變形形成彈性變形。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，所述桿為中空的并且構(gòu)成了所述液壓回路的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，扭矩計(jì)的尺寸被減小。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，所述中空的桿穿過(guò)所述柔性的膜片并且用于流體的所述排流口被設(shè)在所述中空的桿的端部上。

根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，扭矩計(jì)的尺寸被減小。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，扭矩計(jì)包括轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置適合于將代表待測(cè)量的扭矩的軸向的推力施加到桿。

根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，由轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生軸向的推力，以通過(guò)使得可移動(dòng)的桿能夠移動(dòng)的這種方式來(lái)與待測(cè)量的扭矩成比例。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，扭矩計(jì)包括用于根據(jù)所述流體的壓力確定扭矩的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，例如通過(guò)測(cè)量壓力值并且之后將該壓力值轉(zhuǎn)換，或者通過(guò)直接將壓力轉(zhuǎn)換為與扭矩有關(guān)的信息而不直接測(cè)量壓力值，流體的壓力使得能夠推導(dǎo)出待測(cè)量的扭矩。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，膜片被環(huán)包圍，該環(huán)通過(guò)保持襯圈被保持為與壓力室的肩部接觸。

根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，環(huán)、肩部和襯圈使得能夠以靜態(tài)的方式保持膜片就位，而不使所述元件移動(dòng)，并且這樣提供了有效的密封而不具有與摩擦力或滯后有關(guān)的問(wèn)題。

本發(fā)明還涉及一種包括旋轉(zhuǎn)軸的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，其包括根據(jù)本發(fā)明的液壓扭矩計(jì)，該液壓扭矩計(jì)適合于測(cè)量軸的扭矩。

本發(fā)明還涉及一種扭矩計(jì)和一種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該扭矩計(jì)和該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，上文或下文所述的全部或某些特征的組合。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀以下完全以非限制性示例的方式給出并且涉及附圖的說(shuō)明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中：

圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液壓扭矩計(jì)的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓扭矩計(jì)的運(yùn)行的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓扭矩計(jì)的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下的實(shí)施例為示例。即使說(shuō)明書(shū)提到一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但這不一定意味著每次參照均涉及同一實(shí)施例，或特征僅適用于單個(gè)實(shí)施例。不同實(shí)施例的單獨(dú)的特征還可被組合，以提供其它的實(shí)施例。

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液壓扭矩計(jì)10。所述液壓扭矩計(jì)尤其包括活塞12，該活塞可在代表待測(cè)量的扭矩的軸向推力的作用下沿縱向方向平移。軸向推力被傳遞到活塞的上部部分14并且被活塞的銷(xiāo)16傳遞到圓柱形的活塞頭18，該活塞頭與流體20接觸并且在中空的圓筒22內(nèi)移動(dòng)，該圓筒具有比活塞頭18的直徑稍大的直徑，以使得所述活塞能夠以最小量的游隙移動(dòng)。供應(yīng)液壓回路24使流體20流轉(zhuǎn)。在軸向推力的作用下，支承在桿的端部上的閥19的區(qū)域中的排流部段的閉合增大了圓筒22中的流體20的壓力，直至軸向推力平衡為止(當(dāng)代表待測(cè)量的扭矩的推力和流體20在活塞18的頭上的液壓推力完全相等時(shí))。當(dāng)實(shí)現(xiàn)該平衡時(shí)，流體20的壓力因此與待測(cè)量的扭矩高度成比例。

為了防止流體20行進(jìn)到液壓回路24外部，尤其是行進(jìn)到活塞的銷(xiāo)16移動(dòng)所在的部分中，活塞的頭18設(shè)有O形圈密封件26，該密封件包圍活塞的頭18并且使得能夠消除活塞的頭18與中空的圓筒22之間的游隙，以防止流體20由于壓縮而穿過(guò)活塞的頭18與中空的圓筒22之間的密封件。此外，由PTFE制成的襯圈被置于O形圈26與圓筒22之間。被壓縮的密封件26產(chǎn)生了摩擦力，該摩擦力對(duì)扭矩測(cè)量的質(zhì)量是不利的并且導(dǎo)致了滯后現(xiàn)象。

本發(fā)明使得能夠解決這些問(wèn)題。

因此，根據(jù)本發(fā)明的如圖2所示的實(shí)施例，扭矩計(jì)28包括桿30，該桿可在代表待測(cè)量的扭矩的軸向推力31的作用下沿縱向方向平移?？梢苿?dòng)的桿30被剛性地連接到柔性的膜片32。柔性的膜片32在大致垂直于桿30的平面中延伸。此外，所述膜片被密封地固定到壓力室36的側(cè)壁34。該壓力室36被從液壓回路40供應(yīng)流體38。膜片32將壓力室36與可移動(dòng)的桿30在其中移動(dòng)的空間42分開(kāi)。

軸向推力31代表待測(cè)量的扭矩。為了引起該軸向推力31，扭矩計(jì)28例如包括轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置適合于以根據(jù)待測(cè)量的扭矩的方式施加該軸向推力31。例如，這些轉(zhuǎn)換裝置可包括中間小齒輪，該中間小齒輪具有螺旋狀的齒并且位于其扭矩待測(cè)量的軸的直線(xiàn)上。通過(guò)中間小齒輪傳遞的扭矩憑借螺旋狀的齒產(chǎn)生了推力，該推力的沿旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的分量與該扭矩成比例：該法向分量為被傳遞到可移動(dòng)的桿30的軸向推力31。

可移動(dòng)的桿30由軸向推力31引起的移動(dòng)使得被剛性地連接到桿的膜片32變形。支承在桿30的端部上的閥48的區(qū)域中的排流部段的閉合增大了室36中的流體38的壓力，直至軸向推力平衡為止。換言之，在壓力室36中通過(guò)閥48調(diào)節(jié)流體38的壓力，該閥改變了用于通過(guò)口44進(jìn)行排流的部段。

壓力室36、膜片32和排流口44構(gòu)成了測(cè)壓艙46。

這種扭矩計(jì)的架構(gòu)防止了膜片32為可平移的。膜片僅能夠彈性地變形。結(jié)果，作為不可平移的膜片的結(jié)果，在已知的液壓扭矩計(jì)中與摩擦力和滯后有關(guān)的問(wèn)題被消除。

例如通過(guò)壓力傳感器測(cè)量流體38的壓力。所測(cè)量的壓力的信息例如可通過(guò)顯示單元傳遞到用戶(hù)。在那種情況下，如果用戶(hù)知曉或能夠基于所顯示的壓力值簡(jiǎn)單地推導(dǎo)出扭矩值，則顯示單元可直接顯示由傳感器測(cè)量的壓力值，或者該顯示單元顯示由用于基于所測(cè)量的壓力確定扭矩的裝置(例如計(jì)算機(jī)或另一個(gè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng))計(jì)算的扭矩值。

替代地，壓力值不是通過(guò)傳感器測(cè)量的，而是壓力自身使得扭矩值例如憑借適合的機(jī)構(gòu)通過(guò)在顯示單元上移動(dòng)的指針被顯示在顯示單元上，而非直接測(cè)量壓力值。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓扭矩計(jì)28的示意圖，并且再次示出了和詳述了在圖2中示出的元件?？梢苿?dòng)的桿30通過(guò)插接口連接到膜片32，可移動(dòng)的桿30的一個(gè)端部被推入該插接口中。在其中心處被穿透的插接口在其整個(gè)周緣上被密封地附接到膜片32并且構(gòu)成了閥48，該閥調(diào)節(jié)液壓排流，以這樣的方式來(lái)平衡室36中的壓力。膜片32延伸直至壓力室36的側(cè)壁34。膜片32被環(huán)50包圍，該環(huán)與壓力室36的側(cè)壁34的肩部52接觸。環(huán)50被保持通過(guò)保持襯圈54與肩部52接觸。環(huán)50、肩部52和襯圈54確保了系統(tǒng)被密封。與來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的活塞和密封件不同，環(huán)50、肩部52和襯圈54確保了密封同時(shí)為靜態(tài)的并且在調(diào)節(jié)流體38的壓力中不起作用。因此，所述元件不具有與現(xiàn)有技術(shù)的活塞密封系統(tǒng)相同的缺陷。

本發(fā)明尤其適合于被安裝在航空器的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中。