Силоизмерительная система, силоизмерительное устройство, имеющее такую силоизмерительную систему, и способ с такой силоизмерительной системой
Изобретение касается силоизмерительной системы (3), в частности для воздействия на испытуемый образец контрольным параметром и/или для измерения оказываемой испытуемым образцом силы сопротивления, имеющей по меньшей мере один элемент (25) восприятия силы, первое крепежное устройство и элемент (27) передачи силы. При этом элемент (25) восприятия силы посредством первого крепежного устройства может крепиться с возможностью смещения на силоизмерительном механизме. При этом элемент (25) восприятия силы предназначен для того, чтобы измерять относительную силу, действующую между двумя областями восприятия силы, а именно, первой областью восприятия силы и второй областью (51) восприятия силы. При этом первое крепежное устройство через первую область восприятия силы может соединяться по технологии передачи силы с элементом (25) восприятия силы. При этом вторая область (51) восприятия силы может соединяться по технологии передачи силы с элементом (27) передачи силы посредством второго крепежного устройства. При этом элемент (27) передачи силы предназначен для того, чтобы воздействовать на испытуемый образец контрольным параметром. Второе крепежное устройство имеет магнит (37), который предназначен для того, чтобы удерживать элемент (27) передачи силы по меньшей мере в соединенном по технологии передачи силы со второй областью (51) восприятия силы состоянии. Технический результат заключается в исключении утери съемных элементов передачи силы, улучшении крепления элемента передачи силы и повышении точности измерений силы. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение касается силоизмерительной системы, в частности для воздействия на испытуемый образец с контрольным параметром и/или для измерения оказываемой испытуемым образцом силы сопротивления, силоизмерительного устройства, имеющего такую силоизмерительную систему, а также способа с такой силоизмерительной системой.
Силоизмерительные системы и способы с такой силоизмерительной системой уже известны. Они включают в себя опертый с возможностью смещения элемент восприятия силы, в частности силоизмерительный датчик, для определения силы, которая действует между двумя областями восприятия силы элемента восприятия силы. При этом элемент восприятия силы через первую область восприятия силы подвергается воздействию силы в направлении воздействия, вследствие чего обычно возникает движение элемента восприятия силы в направлении испытуемого образца. Для взаимодействия с испытуемым образцом элемент восприятия силы через вторую область восприятия силы соединен с элементом передачи силы, так что при взаимодействии с испытуемым образцом, в частности вследствие прямого контакта элемента передачи силы с испытуемым образцом, создается исходящая от испытуемого образца сила сопротивления, которая через вторую область восприятия силы вводится в элемент восприятия силы и противодействует силе, введенной через вторую область восприятия силы. При этом элемент восприятия силы предназначен для измерения относительной силы, действующей между двумя областями восприятия силы. Таким образом, при знании силы, воздействующей через первую область восприятия силы, и путем измерения относительной силы, действующей на элемент восприятия силы, может, таким образом, измеряться создаваемая испытуемым образцом сила сопротивления.
При этом соединительные элементы, в частности элемент передачи силы и адаптерные элементы, служащие для крепления элемента передачи силы на второй области восприятия силы, между второй областью восприятия силы и испытуемым образцом, по меньшей мере применительно к создаваемой относительной силе, выполнены жесткими, так что под нагрузкой они ни упруго, ни пластически значительно не подаются.
Обычно элемент передачи силы посредством штифта удерживается на таком адаптерном элементе, причем этот адаптерный элемент привинчен ко второй области восприятия силы. Чтобы удерживать элемент передачи силы на адаптере, штифт продевается через ввод в элементе передачи силы и другой, соосный ему ввод в адаптере, и, выходя из адаптерного элемента, подвергается воздействию прижимной силы посредством винта с накатанной головкой таким образом, что элемент передачи силы внутренней стороной ввода элемента передачи силы прижимается к штифту, так что элемент передачи силы надежно, в частности с зажатием удерживается на адаптерной части. В частности, при измерении силы в медикаментозной емкости участвующие конструктивные элементы силоизмерительной системы выполнены очень маленькими, чтобы они могли проникать в медикаментозную емкость и, в частности, воздействовать на расположенный в ней элемент пробки. Из-за этих размеров силоизмерительной системы и обусловленного ими маленького штифта при манипулировании силоизмерительной системой штифт часто теряется, так что бывает нужна соответствующая запасная часть. Кроме того, необходим дополнительный рабочий этап для фиксации элемента передачи силы, а именно, задействование винта с накатанной головкой. Также элемент передачи силы, в частности в латеральном направлении, то есть поперек, в частности перпендикулярно, направлению воздействия подвержен перекосам, из-за чего измерение силы искажается.
Кроме того, элемент восприятия силы в первой области восприятия силы посредством центрального винта, соосного направлению воздействия, привинчен к адаптерной пластине. При этом возникают дополнительные неточности.
Адаптерная пластина, со своей стороны, закреплена под углом на ползуновой части силоизмерительной стойки, причем этот угол удерживает адаптерную пластину в горизонтальном направлении на расстоянии от силоизмерительной стойки. Ползуновая часть может смещаться по силоизмерительной стойке, так что адаптерная пластина и вместе с тем элемент восприятия силы может смещаться в направлении протяженности силоизмерительной стойки, то есть в вертикальном направлении. Вследствие такого смещения, в частности смещения вниз, испытуемый образец посредством элемента передачи силы может подвергаться воздействию с каким-либо контрольным параметром. Крепление между адаптерной пластиной и силоизмерительной стойкой под указанным углом обычно реализовано также посредством штифта, из-за чего и в этом месте возникают неточности при измерении.
В частности, при измерениях сил в или на медикаментозных емкостях важна точность, и уже крайне малые неточности приводят к необходимости повторения измерения силы. Известные силоизмерительные системы не удовлетворяют в достаточной степени этим высоким требованиям к точности.
Задачей изобретения является создание силоизмерительной системы, у которой предотвращены названные недостатки.
Задача решается путем создания объектов независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения.
Задача решается, в частности, путем создания силоизмерительной системы, в частности для воздействия на испытуемый образец контрольным параметром и/или для измерения оказываемой испытуемым образцом силы сопротивления, которая имеет по меньшей мере один элемент восприятия силы, первое крепежное устройство и элемент передачи силы, при этом элемент восприятия силы посредством первого крепежного устройства может крепиться, в частности закреплен, с возможностью смещения на силоизмерительном механизме, при этом элемент восприятия силы предназначен для того, чтобы измерять относительную силу, действующую между двумя областями восприятия силы, а именно, первой областью восприятия силы и второй областью восприятия силы, при этом первое крепежное устройство может соединяться по технологии передачи силы с элементом восприятия силы через первую область восприятия силы, при этом вторая область восприятия силы может соединяться по технологии передачи силы с элементом передачи силы посредством второго крепежного устройства, при этом элемент передачи силы предназначен для того, чтобы воздействовать на испытуемый образец контрольным параметром. Силоизмерительная система отличается тем, что второе крепежное устройство имеет магнит, который предназначен для того, чтобы удерживать элемент передачи силы по меньшей мере в соединенном по технологии передачи силы со второй областью восприятия силы состоянии. Таким образом создан простой механизм крепления, который, в частности без привинчивания или других соответственно трудоемких рабочих этапов, соединяет по технологии передачи силы элемент передачи силы с элементом восприятия силы. Благодаря этому предотвращены, в частности, закругленные поверхности прилегания, которые возникают в области окружной поверхности винта и/или штифта. Благодаря этому высока также стабильность силоизмерительной системы.
Под элементом восприятия силы понимается, в частности, измерительное устройство, которое предназначено для измерения посредством сенсора силы растяжения и/или сжатия между первой областью восприятия силы и второй областью восприятия силы. Предпочтительно элемент восприятия силы выполнен в виде силоизмерительного датчика.
Под элементом передачи силы здесь понимается, в частности, элемент, который состоит из жесткого, то есть неподатливого при предписанном применении силоизмерительной системы материала или по меньшей мере посредством такого материала создает соединение между второй областью восприятия силы и точкой воздействии, которая предназначена при предписанном применении силоизмерительной системы для вступления в контакт с испытуемым образцом.
Элемент передачи силы выполнен предпочтительно в виде стержня и/или толкателя, который выполнен для проникновения в испытуемый образец, в частности в цилиндрическое полое тело. Для воздействия на испытуемый образец элемент передачи силы имеет предпочтительно имеющую точку воздействия торцевую поверхность, которая предпочтительно выполнена плоской и при предписанном монтаже в силоизмерительной системе и соответственно предписанном монтаже испытуемого образца в силоизмерительной системе обращена к испытуемому образцу таким образом, что торцевая поверхность расположена параллельно поверхности воздействия на испытуемый образец.
Под контрольным параметром здесь, в частности, понимаются сила, импульс, скорость, масса и/или время действия. Важно, чтобы этот контрольный параметр применялся в качестве меры измеряемой силы, предпочтительно мог пересчитываться в таковую. При этом контрольный параметр может применяться в качестве входной величины для воздействия на испытуемый образец. Определяемая сила сопротивления, которая предпочтительно определяется в зависимости от входной величины, то есть контрольного параметра, предпочтительно представляет собой соответствующую контрольному параметру величину, в частности силу и/или давление.
Первое и/или второе крепежное устройство выполнено предпочтительно в виде отдельного адаптерного элемента, который может крепиться на элементе восприятия силы, в частности в одной из областей восприятия силы. Кроме того, первое крепежное устройство может крепиться на расположенном, в частности, стационарно силоизмерительном механизме таким образом, чтобы первое крепежное устройство и/или элемент восприятия силы могли смещаться относительно силоизмерительного механизма. Второе крепежное устройство предпочтительно предназначено для того, чтобы крепить на крепежном устройстве элемент передачи силы. Это крепление производится по меньшей мере частично, предпочтительно исключительно с помощью магнита.
Альтернативно первое крепежное устройство выполнено цельно с элементом восприятия силы и/или силоизмерительным механизмом и/или второе крепежное устройство цельно с элементом передачи силы и/или элементом восприятия силы. И в этом случае предусмотрено, что второе крепежное устройство имеет магнит, который предназначен для того, чтобы удерживать элемент передачи силы на второй области восприятия силы. При этом магнит может быть выполнен на стороне элемента передачи силы, в частности цельно с ним, или на стороне элемента восприятия силы, в частности цельно с ним. Важно, чтобы он в соединенном предписанным образом состоянии элемента передачи силы со второй областью восприятия силы взаимодействовал с металлом и/или другим магнитом на соответственно противоположной стороне, чтобы удерживать элемент передачи силы на элементе восприятия силы.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что второе крепежное устройство выполнено в виде отдельно выполненной второй, в частности нижней адаптерной части. При этом второе крепежное устройство индивидуально подходящим образом согласовано с элементом передачи силы. В частности, при этом применимы уже известные силоизмерительные датчики, которые обычно не имеют магнита, при этом магнит расположен на втором крепежном устройстве, то есть на второй адаптерной части.
Эта вторая адаптерная часть предпочтительно расположена в направлении силы тяжести под элементом восприятия силы. Однако альтернативно возможно также, чтобы она была расположена над элементом восприятия силы или сбоку от него.
Предпочтительно вторая адаптерная часть своим концом, обращенном в предписанном смонтированном положении к элементу восприятия силы, может соединяться по технологии привинчивания с элементом восприятия силы во второй области восприятия силы, при этом особенно предпочтительно вторая область восприятия силы имеет вторую ответную поверхность прилегания, а вторая адаптерная часть вторую поверхность прилегания, при этом вторая поверхность прилегания и вторая ответная поверхность прилегания выполнены, чтобы по меньшей мере в отдельных областях плоско прилегать друг к другу и тем самым образовывать, в частности имеющую форму круглого кольца, контактную поверхность. Вторая поверхность прилегания и/или вторая ответная поверхность прилегания расположены предпочтительно симметрично и перпендикулярно направлению воздействия, по меньшей мере при воздействии силы. На своем обращенном к элементу восприятия силы конце адаптерная часть имеет предпочтительно магнит, посредством которого элемент передачи силы может удерживаться на адаптерной части.
Под направлением воздействия здесь, в частности, понимается направление, в котором направлена сила, воздействующая на первую область восприятия силы, то есть, в частности, сила, исходящая от силоизмерительного механизма, а конкретно силоизмерительной стойки. Предпочтительно это направление совпадает со средней осью силоизмерительной системы, в частности элемента восприятия силы, второй адаптерной части и/или элемента передачи силы. Особенно предпочтительно направление воздействия ориентировано в направлении силы тяжести, то есть перпендикулярно вниз. Далее, направление воздействия предпочтительно ориентировано перпендикулярно торцевой поверхности элемента передачи силы.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что элемент передачи силы посредством магнита прижат к предпочтительно плоской опорной поверхности силоизмерительной системы. Таким образом обеспечено оптимальное воздействие силы, и точность силоизмерительной системы высока.
При этом ответная опорная поверхность элемента передачи силы прижата, в частности притянута магнитной удерживающей силой предпочтительно во второй области восприятия силы к элементу восприятия силы и/или ко второму крепежному устройству, в частности второй адаптерной части, вследствие чего здесь образован предпочтительно имеющий форму круглого кольца, плоский контакт между элементом передачи силы и второй адаптерной частью. Причем эта опорная поверхность является исключительно плоской и/или выполнена на элементе восприятия силы и/или на второй адаптерной части, при этом опорная поверхность особенно предпочтительно не имеет ступеней или скосов. Кроме того, при этом предпочтительно выполнено только сплошное поверхностное прилегание между элементом передачи силы и элементом восприятия силы.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что испытуемый образец выполнен в виде медицинского полого тела, в частности медикаментозной емкости, имеющей элемент пробки, а элемент передачи силы предназначен для того, чтобы по меньшей мере частично проникать во внутренний объем медицинского полого тела и в нем воздействовать на элемент пробки предпочтительно в направлении воздействия. При этом посредством силоизмерительного механизма могут надежно контролироваться удерживающие силы элемента пробки во внутреннем объеме медицинского полого тела. Именно у таких медицинских полых тел важно, чтобы контроль удерживающих сил осуществлялся особенно точно и без деформации пробки, так как деформация приводила бы к измененным удерживающим силам в полом теле, так что при измерении силы в этом случае не могли бы больше замеряться действительные удерживающие силы недеформированной пробки.
Итак, элемент передачи силы действует своей направленной в направлении воздействия торцевой стороной на элемент пробки, при этом направление воздействия предпочтительно ориентировано перпендикулярно торцевой стороне.
Под медицинским полым телом здесь понимается, в частности, шприц, карпула, ампула и/или колба.
По одному из усовершенствований предусмотрено, что элемент передачи силы имеет продольную протяженность, которая, вместе с продольной протяженностью элемента пробки, согласована с продольной протяженностью внутреннего объема или больше нее. При этом возможно, чтобы элемент передачи силы без затруднений полностью проникал во внутренний объем медицинского полого тела, так что при измерении силы может контролироваться максимальный путь смещения элемента пробки.
Предпочтительно элемент передачи силы имеет продолжение в виде стержня, которое соответствует этой длине. Это продолжение в виде стержня, в частности его обращенный к элементу пробки конец имеет предпочтительно, в частности плоскую, торцевую поверхность, имеющую диаметр, который максимально на 1 мм, предпочтительно максимально на 0,5 мм, предпочтительно максимально на 0,1 мм, предпочтительно максимально на 0,06 мм меньше диаметра пробки противоположной, при предписанном смонтированном положении, поверхности поперечного сечения пробки элемента пробки. При этом возможно особенно не деформирующее воздействие на элемент пробки элементом передачи силы.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что элемент передачи силы по меньшей мере в отдельных областях выполнен намагничиваемым и/или содержит нитрированную плазмой высококачественную сталь, при этом элемент восприятия силы или вторая адаптерная часть имеет магнит, и/или что элемент передачи силы имеет магнит, а элемент восприятия силы или вторая адаптерная часть по меньшей мере в отдельных областях выполнена намагничиваемой и/или содержит нитрированную плазмой высококачественную сталь. При этом элемент передачи силы может выполняться без магнита, благодаря чему силоизмерительная система применима гибко без высоких затрат. В частности, при этом множество разных элементов передачи силы, имеющих, в частности, разные торцевые поверхности, могут монтироваться на адаптерной части, при этом затраты являются низкими, и точность силоизмерительной системы высока.
Предпочтительно магнит расположен в гнездовой области адаптерной части, которая выполнена для помещения элемента передачи силы. В этом случае магнитные силы действуют на элемент передачи силы очень непосредственно, и стабильность в удерживаемом состоянии элемента передачи силы высока.
Альтернативно или дополнительно первое крепежное устройство относительно первой оси крепления и/или второе крепежное устройство относительно второй оси крепления выполнены по меньшей мере на отдельных участках вращательно-симметрично, в частности осесимметрично. Тем самым обеспечивается возможность особенно равномерной передачи сил и предотвращается также деформация элемента пробки.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что первое крепежное устройство имеет позиционирующий палец, который предпочтительно по меньшей мере на отдельных участках является цилиндрическим и/или по меньшей мере приблизительно без зазора, особенно предпочтительно без зазора, может вводиться, в частности в цилиндрический, ввод и во введенном состоянии может фиксироваться в нем посредством фиксирующего элемента таким образом, чтобы элемент восприятия силы был неподвижно установлен посредством фиксирующего элемента в направлении оси позиционирования позиционирующего цилиндра, которая предпочтительно совпадает с направлением воздействия. Тем самым гарантировано особенно равномерное воздействие на испытуемый образец, при этом, в частности, предотвращены перекосы силоизмерительной системы относительно испытуемого образца, в частности между испытуемым образцом и элементом передачи силы. Благодаря этому измерение силы является очень точным, и предотвращено повреждение испытуемого образца, в частности медицинской емкости, элементом передачи силы.
Ось позиционирования позиционирующего цилиндра ориентирована предпочтительно параллельно направлению воздействия, при этом она особенно предпочтительно совпадает со средней осью, в частности осью симметрии позиционирующего цилиндра и/или цилиндрического ввода. Благодаря этому реализована особенно аккуратная и точная передача силы.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что первое крепежное устройство выполнено в виде отдельно выполненной первой, в частности верхней адаптерной части, которая первой, в частности плоской поверхностью прилегания, в предписанном смонтированном положении в силоизмерительной системе, прилегает в первой области восприятия силы к элементу восприятия силы. При этом элемент восприятия силы может особенно просто монтироваться в соответствующем удерживающем элементе, в частности держателе контрольного устройства, при этом измерение силы в направлении воздействия не подвержено ошибке.
Предпочтительно первая поверхность прилегания первой адаптерной части, в частности поверхностно, прилегает к первой ответной поверхности прилегания элемента восприятия силы. Особенно предпочтительно первая поверхность прилегания образована ориентированной перпендикулярно направлению воздействия кольцевой поверхностью на одном, в частности нижнем, конце позиционирующего цилиндра, при этом первая ответная поверхность прилегания в неподвижно установленном состоянии позиционирующего цилиндра посредством фиксирующего элемента прижата к первой поверхности прилегания. Как первая поверхность прилегания, так и первая ответная поверхность прилегания ориентированы предпочтительно перпендикулярно оси позиционирования и/или перпендикулярно направлению воздействия и/или выполнены кольцеобразно. Особенно предпочтительно относительная сила, направление воздействия и/или средняя ось верхней адаптерной части, нижней адаптерной части, элемента восприятия силы, элемента передачи силы и/или фиксирующего элемента ориентированы по одной оси друг с другом.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что элемент восприятия силы имеет юстирующее средство, причем с помощью этого юстирующего средства может юстироваться ось восприятия силы элемента восприятия силы, которая в нагруженном состоянии совпадает с ориентацией относительной силы. Таким образом могут корректироваться перекосы и наклонно ориентированные конструктивные элементы на пути воздействия. Благодаря этому точность силоизмерительного механизма высока.
При этом предпочтительно первая ответная поверхность прилегания может наклоняться с помощью юстирующего средства относительно оси восприятия силы элемента восприятия силы, которая предпочтительно соответствует средней оси и/или ориентирована параллельно направлению воздействия. Тем самым может регулироваться ориентация элемента восприятия силы относительно силоизмерительного устройства, так что даже минимальные, при известных условиях обусловленные конструкцией отклонения в ориентации направления воздействия относительно средней оси элемента восприятия силы и/или относительной силы могут просто корректироваться с помощью юстирующего средства.
При этом юстирующее средство предпочтительно образовано по меньшей мере одним, в частности тремя винтами, так что здесь выполнено прилегание в трех точках, при этом указанный по меньшей мере один винт наклоняет первую ответную поверхность прилегания, которая здесь предпочтительно выполнена в виде, в частности верхней, плоской крышки, относительно второй ответной поверхности прилегания. При этом вторая ответная поверхность прилегания предпочтительно расположена на стороне элемента восприятия силы, противоположной первой ответной поверхности прилегания.
Предпочтительно в области прилегания, в которой вторая адаптерная часть прилегает ко второй области восприятия силы, выполнена вторая ответная поверхность прилегания, которая предпочтительно выполнена перпендикулярно направлению воздействия и плоско. Юстирующее средство выполнено предпочтительно таким образом, что с помощью юстирующего средства первая ответная поверхность прилегания может ориентироваться параллельно второй ответной поверхности прилегания. Тем самым создается особенно прямолинейная передача силы, так что точность силоизмерительного механизма высока.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что между элементом восприятия силы и элементом передачи силы может располагаться, в частности расположена по меньшей мере одна установочная шайба таким образом, что общая длина силоизмерительной системы может согласовываться с высотой вставления и/или длиной медицинского полого тела, предусмотренного для помещения в силоизмерительный механизм. Благодаря этому силоизмерительный механизм применим особенно гибко, и могут измеряться разнообразные медицинские полые тела без необходимости изменения силоизмерительного механизма в целом, в частности элемента передачи силы и/или адаптерных частей.
Если предусмотрена вторая адаптерная часть, установочная шайба может располагаться предпочтительно между второй адаптерной частью и элементом восприятия силы, так что расстояние между ними может согласовываться с высотой вставления и/или длиной медицинского полого тела.
Предпочтительно по меньшей мере два элемента восприятия силы расположены в силоизмерительной системе, в частности параллельно друг другу, при этом первый элемент восприятия силы предназначен для того, чтобы посредством указанной по меньшей мере одной установочной шайбы проникать в медикаментозную емкость, имеющую первую длину, и смещать в ней пробку, и при этом второй элемент восприятия силы предназначен для того, чтобы посредством по меньшей мере одной другой или без установочной шайбы вставляться в медикаментозную емкость, имеющую вторую длину.
Задача решается, в частности также путем создания силоизмерительного устройства, которое имеет по меньшей мере одну силоизмерительную систему по одному из описанных ранее примеров осуществления, силоизмерительный механизм, в частности силоизмерительную стойку, и по меньшей мере одно, предпочтительно три гнезда под испытуемые образцы, при этом силоизмерительная система имеет по меньшей мере один элемент восприятия силы, предпочтительно три таких элемента восприятия силы, при этом указанный по меньшей мере один элемент восприятия силы посредством по меньшей мере одного первого крепежного устройства закреплен на силоизмерительном механизме, при этом каждое указанное по меньшей мере одно гнездо под испытуемый образец предназначено для помещения одного испытуемого образца, и при этом силоизмерительный механизм предназначен для того, чтобы посредством элемента передачи силы силоизмерительной системы воздействовать на каждый испытуемый образец контрольным параметром и/или посредством элемента восприятия силы измерять силу, противодействующую контрольному параметру. При этом получаются преимущества, уже названные ранее в связи с силоизмерительной системой.
Задача решается, в частности также путем создания способа измерения силы с помощью силоизмерительной системы по одному из описанных ранее примеров осуществления, или силоизмерительного устройства по описанному ранее примеру осуществления, при этом контрольный параметр, в частности контрольная сила или контрольная скорость, вводится в элемент восприятия силы через первую и/или вторую область восприятия силы, при этом испытуемый образец, в частности концевая пробка в медицинском полом теле, подвергается воздействию контрольного параметра, и при этом определяется сила сопротивления испытуемого образца, в частности в зависимости от контрольного параметра и относительной силы, измеренной в силоизмерительной системе, в частности в элементе восприятия силы. Такой способ применения силоизмерительной системы по одному из описанных ранее примеров осуществления очень точен и не подвержен перекосам.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что элемент передачи силы по меньшей мере частично проникает во внутренний объем испытуемого образца, в частности в медицинское полое тело, при этом предпочтительно подвергается воздействию элемент пробки испытуемого образца. Таким образом посредством этого способа может определяться сила сопротивления элемента пробки испытуемого образца.
По одному из усовершенствований изобретения предусмотрено, что для определения силы сопротивления по технологии управления, в частности путем тарирования устройства, учитывается сила тяжести, действующая на вторую область восприятия силы, в частности сила тяжести элемента передачи силы и/или нижней адаптерной части. Такой учет силы тяжести особенно несложен, применим гибко и не требует никаких дополнительных конструктивных мер, в частности можно обходиться без предварительного создания ответной нагрузки, противоположной силе тяжести и по величине равной силе тяжести, на элемент восприятия силы или, соответственно, области восприятия силы.
Задача решается, в частности также путем создания адаптерной части для силоизмерительной системы по одному из описанных ранее примеров осуществления, при этом адаптерная часть в виде второй адаптерной части и вместе с тем в виде второго крепежного устройства предназначена для силоизмерительной системы и имеет магнит, который предназначен для того, чтобы удерживать элемент передачи силы силоизмерительной системы на второй области восприятия силы силоизмерительной системы. При этом получаются преимущества, уже названные ранее в связи со способом и силоизмерительной системой и силоизмерительным механизмом.
При этом указанная, в частности вторая, адаптерная часть, в смонтированном в силоизмерительной системе состоянии, образует с элементом восприятия силы, с одной стороны, и/или с элементом передачи силы, с другой стороны, соответственно плоские поверхности прилегания, которые ориентированы перпендикулярно направлению воздействия. Особенно предпочтительно между элементом восприятия силы и элементом передачи силы не выполнены никакие другие, в частности никакие неплоские поверхности прилегания.
Описания силоизмерительной системы, силоизмерительного устройства, способа и адаптерной части следует понимать как дополняющие друг друга. В частности, признаки силоизмерительной системы, силоизмерительного устройства и/или адаптерной части, которые были явно или неявно описаны в связи со способом, предпочтительно по отдельности или будучи скомбинированы друг с другом, являются признаками силоизмерительной системы, силоизмерительного устройства и/или адаптерной части. Предпочтительно силоизмерительная система, силоизмерительное устройство и/или адаптерная часть выполнены для выполнения по меньшей мере одного из описанных в связи со способом этапа способа. Этапы способа, которые были явно или неявно описаны в связи с силоизмерительной системой, силоизмерительным устройством и/или адаптерной частью, предпочтительно по отдельности или в комбинации друг с другом являются этапами одного из предпочтительных вариантов осуществления способа. В частности, в рамках способа предусмотрен предпочтительно по меньшей мере один этап, который получается из по меньшей мере одного признака силоизмерительной системы, силоизмерительного устройства и/или адаптерной части.
Далее изобретение поясняется подробнее с помощью чертежа. При этом показано:
фиг.1: силоизмерительное устройство, имеющее силоизмерительную систему по первому примеру осуществления;
фиг.2: нижняя адаптерная часть, имеющая удерживаемый магнитом элемент передачи силы силоизмерительной системы по второму примеру осуществления;
фиг.3: силоизмерительная система по второму примеру осуществления без элемента передачи силы, и
фиг.4: силоизмерительная система по второму примеру осуществления без элемента передачи силы на частично рассеченном изображении сбоку.
На фиг.1 показано силоизмерительное устройство 1 на виде спереди. Это силоизмерительное устройство 1 включает в себя силоизмерительную систему 3, силоизмерительную стойку 5, ползуновую часть 7, держатель 9 испытуемого образца, устройство 11 управления, а также другой держатель 13, посредством которого силоизмерительная система 3 удерживается на ползуновой части 7 силоизмерительной стойки 5.
Силоизмерительная система 3 предназначена предпочтительно для воздействия на удерживаемый, в частности в держателе 9 испытуемого образца, испытуемый образец контрольным параметром и/или для измерения оказываемой испытуемым образцом силы сопротивления. При этом силоизмерительная система 3 имеет по меньшей мере один элемент 25 восприятия силы, первое крепежное устройство и элемент 27 передачи силы, при этом элемент 25 восприятия силы посредством первого крепежного устройства может крепиться с возможностью смещения на силоизмерительном механизме, здесь, в частности, посредством ползуновой части 7 на силоизмерительной стойке 5. При этом элемент восприятия силы предназначен для того, чтобы измерять относительную силу, действующую между областями восприятия силы, а именно, первой областью восприятия силы и второй областью 51 восприятия силы. Кроме того, первое крепежное устройство может соединяться по технологии передачи силы через первую область восприятия силы с элементом 25 восприятия силы, а вторая область 51 восприятия силы с элементом 27 передачи силы посредством второго крепежного устройства, которое здесь, в частности, выполнено в виде второй, нижней адаптерной части 29. Элемент 27 передачи силы предназначен здесь для того, чтобы воздействовать на испытуемый образец с контрольным параметром. При этом второе крепежное устройство имеет магнит 37, который предназначен для того, чтобы удерживать элемент 27 передачи силы, по меньшей мере в соединенном по технологии передачи силы со второй областью 51 восприятия силы состоянии.
Силоизмерительная система 3 здесь посредством первого крепежного устройства, которое выполнено здесь в виде первой, в частности верхней адаптерной части 15, закреплена на другом держателе 13, при этом невидимый здесь цилиндрический позиционирующий цилиндр продет через соответственно цилиндрически выполненный ввод в другом держателе 13 и на своем верхнем конце 17 имеет резьбу 19, посредством которой он удерживается на держателе 13 по технологии привинчивания, в частности посредством пазовой гайки 21. Посредством пазовой гайки 21 он неподвижно установлен на другом держателе 13 и вместе с тем на силоизмерительной стойке 5 или, соответственно, ползуновой части 7 таким образом, что верхняя адаптерная часть 15 в вертикальном и в горизонтальном направлении жестко соединена с ползуновой частью 7. На противоположном верхнему концу 17 нижнем конце 23 верхней адаптерной части 15 эта верхняя адаптерная часть 15 неподвижно соединена по технологии передачи силы с первой областью восприятия силы элемента 25 восприятия силы. Элемент 25 восприятия силы здесь выполнен, в частности, в виде прямоугольного силоизмерительного датчика. Этот датчик предназначен для того, чтобы измерять относительную силу, действующую между первой областью восприятия силы и противоположной ей, здесь если смотреть в вертикальном направлении, второй областью 51 восприятия силы.
Эта относительная сила создается, когда силоизмерительная система 3 посредством ползуновой части 7 смещается на силоизмерительной стойке 5 вниз, пока элемент 27 передачи силы, который посредством второй, в частности нижней адаптерной части 29 закреплен по технологии передачи силы на второй области восприятия силы, не натолкнется на создающий сопротивление испытуемый образец, здесь, в частности, не изображенный элемент пробки медицинской емкости 31. Таким образом, нижняя адаптерная часть 29 служит здесь в качестве, в частности второго, крепежного устройства, которое соединяет по технологии передачи силы выполненный для воздействия на испытуемый образец элемент 27 передачи силы со второй областью восприятия силы элемента 25 восприятия силы, так что с помощью элемента 25 восприятия силы может измеряться относительная сила.
Элемент 27 передачи силы выполнен здесь, в частности, в виде толкателя, который на своем нижнем конце имеет плоскую воздействующую поверхность 33, распространяющуюся перпендикулярно направлению B воздействия. Направление воздействия совпадает здесь с центральной, общей средней осью M, которая распространяется посередине через элемент 27 передачи силы, нижнюю адаптерную часть 29, элемент 25 восприятия силы и верхнюю адаптерную часть 15. Благодаря этому создаются особенно равномерные воздействующие силы между элементом 27 передачи силы и элементом пробки медицинской емкости 31, так что точность измерения очень высока. Кроме того, силоизмерительная система 3 ориентирована таким образом, что средняя ось M дополнительно совпадает со средней осью элемента пробки и/или медицинской емкости 31, благодаря чему точность измерения тоже высока.
Для предотвращения деформации и вместе с тем неравномерной и искаженной силы сопротивления элемента пробки воздействующая поверхность 33 имеет почти такой же размер, как и противоположная ей поверхность элемента пробки в медицинской емкости 31, которая предпочтительно соответствует внутренней поверхности поперечного сечения медицинской емкости 31. При этом воздействующая поверхность 33 предпочтительно не больше, чем на 1 мм, предпочтительно не больше, чем на 0,5 мм меньше, предпочтительно не больше, чем на 0,1 мм меньше, предпочтительно не больше, чем на 0,06 мм меньше противоположной поверхности элемента пробки и/или внутренней поверхности поперечного сечения.
На фиг.2 показана нижняя адаптерная часть 29 и закрепленный на ней элемент 27 передачи силы на изображении в продольном сечении. Для удерживания элемента 27 передачи силы на нижней адаптерной части 29 и вместе с тем на не изображенном здесь элементе восприятия силы нижняя адаптерная часть 29 на своем нижнем, обращенном к элементу 27 передачи силы конце имеет магнит 37. Этот магнит 37 притягивает элемент 27 передачи силы, который предпочтительно в соседней с магнитом в осевом направлении области содержит нитрированную плазмой высококачественную сталь или состоит из нее, таким образом, что элемент 27 передачи силы его верхним концом 39 вместе с нижней адаптерной частью 29 образует имеющую форму круглого кольца, плоскую контактную поверхность 41. То есть нижняя адаптерная часть 29 имеет здесь плоско выполненную опорную поверхность, на которую опирается элемент 27 передачи силы соответственно плоско выполненной ответной опорной поверхностью, вследствие чего образуется имеющая форму круглого кольца, плоская контактная поверхность 41, так что точность силоизмерительной системы при измерении силы высока.
Кроме того, на фиг.2 хорошо различимо, что элемент 27 передачи силы в средней области 43, то есть между воздействующей поверхностью 33 и имеющей форму круглого кольца, плоской контактной поверхностью 41 выполнен уже, чем на конце, имеющем воздействующую поверхность 33. Благодаря тому, что в этой области элемент передачи силы радиально отодвинут, опасность перекоса и/или повреждения медицинской емкости 31 при вводе элемента 27 передачи силы в медицинскую емкость 31 снижена. Предпочтительно радиус элемента 27 передачи силы, если смотреть от воздействующей поверхности 33 к имеющей форму круглого кольца, плоской контактной поверхности 41, уменьшается непосредственно за воздействующей поверхностью 33, так что воздействующая поверхность 33 создана коническим участком элемента 27 передачи силы.
Благодаря имеющей форму круглого кольца контактной поверхности 41 получено гарантированное от перекоса прилегание, так что предотвращаются ошибки измерения при измерении силы.
Для фиксации элемента 27 передачи силы относительно адаптерной части 29 в радиальном, если смотреть относительно средней оси M, направлении, адаптерная часть 29 имеет штифтовое продолжение 45, которое предпочтительно выполнено цилиндрическим и имеет магнит. Это продолжение 45 выполнено для вставления в соответственно противоположно сформированную выемку 47 элемента 27 передачи силы. Предпочтительно здесь зазор между продолжением 45 и выемкой 47 ограничен до минимума, в частности меньше, чем до 0,1 мм, предпочтительно меньше, чем 0,05 мм, так что перекосы и обусловленные ими движения отклонения элемента 27 передачи силы при воздействии с контрольной силой предотвращены.
На фиг.3 показана силоизмерительная система 3 без элемента 27 передачи силы на изображении в перспективе, при этом силоизмерительная система 3 не закреплена на силоизмерительной стойке 5.
Силоизмерительная система 3 по второму примеру осуществления, которая изображена на фиг.3, наряду с центральным элементом 25 восприятия силы, также имеет верхнюю адаптерную часть 15, а также нижнюю адаптерную часть 29. Верхняя адаптерная часть 15 и здесь служит первым крепежным устройством для соединения по технологии передачи силы первой области восприятия силы элемента 25 восприятия силы, которая на фиг.3 расположена на обращенной от наблюдателя стороне элемента 25 восприятия силы, с силоизмерительным механизмом. Здесь верхняя адаптерная часть 15 имеет позиционирующий цилиндр 49, который продет через ввод для фиксации и может фиксироваться по технологии привинчивания на держателе 13, в частности посредством пазовой гайки 21. В этом отношении силоизмерительная система 3 по второму примеру осуществления соответствует силоизмерительной системе 3 по первому примеру осуществления.
Нижняя адаптерная часть 29 служит здесь вторым крепежным устройством для соединения по технологии передачи сил второй области 51 восприятия силы с не смонтированным на фиг.3 элементом 27 передачи силы. Для этого нижняя адаптерная часть 29 прилегает к элементу 25 восприятия силы таким образом, что между элементом 25 восприятия силы и нижней адаптерной частью 29 образована плоская контактная поверхность, которая распространяется перпендикулярно средней оси. На обращенном к наблюдателю конце нижней адаптерной части 29 на фиг.3, кроме того, различим магнит 37, который предназначен для того, чтобы вместе с цилиндрическим продолжением 45 нижней адаптерной части 29 удерживать элемент 27 передачи силы.
Для осевой ориентации верхней адаптерной части 15 по нижней адаптерной части 29 силоизмерительная система имеет юстирующее средство, которое включает в себя по меньшей мере один юстирующий винт. Указанный по меньшей мере один юстирующий винт в изображенном на фиг.3 примере осуществления расположен на обращенной от наблюдателя стороне, то есть обращенной к верхней адаптерной части 15 стороне элемента 26 восприятия силы. Предпочтительно здесь расположены три юстирующих винта, которые в окружном направлении расположены на одинаковых друг от друга расстояниях по линии периметра верхней плоской крышки 53, аналогично расположению трех видимых винтов 55. Посредством этого по меньшей мере одного юстирующего винта может юстироваться наклон верхней плоской крышки 53, в частности первой области восприятия силы, относительно средней оси M и вместе с тем относительно второй области восприятия силы, а также нижней адаптерной части 29 и в смонтированном состоянии элемента 27 передачи силы. Верхняя адаптерная часть 15 на обращенной от наблюдателя стороне плоско прилегает к верхней плоской крышке 53 и образует там другую, имеющую форму круглого кольца контактную поверхность, которая различима на частично рассеченном изображении на фиг.4 и образуется первой поверхностью 56 прилегания верхней адаптерной части 15 и первой ответной поверхностью 57 прилегания элемента 25 восприятия силы.
Верхняя адаптерная часть 15, как различимо на фиг.4 закреплена на цилиндрически выполненном продолжении 59 элемента 25 восприятия силы, предпочтительно привинчена. Таким образом верхняя адаптерная часть 15 неподвижно удерживается на элементе 25 восприятия силы, при этом посредством другой, имеющей форму круглого кольца контактной поверхности гарантирована высокая точность силоизмерительной системы, при этом осевая ориентация верхней адаптерной части 15 по нижней адаптерной части 29 не подвержена нарушениям.
Особенно предпочтительно все контактные поверхности, поверхности прилегания и/или ответные контактные поверхности по цепочке воздействия силы от верхней адаптерной части через элемент 25 восприятия силы через нижнюю адаптерную часть 29, элемент 27 передачи силы до испытуемого образца, в частности элемента пробки медицинской емкости 31, выполнены плоскими и распространяются перпендикулярно средней оси M. В частности, имеющая форму круглого кольца контактная поверхность 41 между нижней адаптерной частью 29 и элементом 27 передачи силы, воздействующая поверхность 33 элемента 27 передачи силы, первая ответная поверхность 57 прилегания элемента 25 восприятия силы, вторая ответная поверхность 61 прилегания элемента 25 восприятия силы во второй области 51 восприятия силы, а также две другие поверхности 63 прилегания между верхней адаптерной частью 15 или, соответственно, пазовой гайкой 21, с одной стороны, а с другой стороны, другим держателем 13, выполнены в форме круглого кольца, симметрично относительно средней оси M, параллельно друг другу и/или плоскими, при этом другие поверхности 63 прилегания предпочтительно распространяются каждая перпендикулярно средней оси M. Наряду с этими названными поверхностями прилегания в направлении средней оси предпочтительно не выполнены никакие другие поверхности прилегания. Таким образом создана особенно не подверженная ошибкам силоизмерительная система 3, посредством которой могут очень точно замеряться воздействующие на испытуемый образец силы и исходящие из него силы сопротивления.
Кроме того, между элементом 25 восприятия силы, в частности между второй областью 51 восприятия силы и элементом 27 передачи силы и/или испытуемым образцом, при предписанном смонтированном положении в силоизмерительном устройстве 1, не выполнены никакие резьбы для крепления по технологии привинчивания элементов друг к другу и никакие, в радиальном направлении относительно средней оси M, круглые контактные поверхности. Благодаря этому производится особенно точное измерение силы, и монтирование элемента 27 передачи силы может выполняться быстро и просто.
1. Силоизмерительная система (3), в частности для воздействия на испытуемый образец контрольным параметром и/или для измерения оказываемой испытуемым образцом силы сопротивления, имеющая по меньшей мере один элемент (25) восприятия силы, первое крепежное устройство и элемент (27) передачи силы, при этом элемент (25) восприятия силы выполнен с возможностью крепления посредством первого крепежного устройства с возможностью смещения на силоизмерительном механизме, при этом элемент (25) восприятия силы предназначен для того, чтобы измерять относительную силу, действующую между двумя областями восприятия силы, а именно, первой областью восприятия силы и второй областью (51) восприятия силы, при этом первое крепежное устройство выполнено с возможностью соединения через первую область восприятия силы по технологии передачи силы с элементом (25) восприятия силы, при этом вторая область (51) восприятия силы выполнена с возможностью соединения по технологии передачи силы с элементом (27) передачи силы посредством второго крепежного устройства, при этом элемент (27) передачи силы предназначен для того, чтобы воздействовать на испытуемый образец контрольным параметром, отличающаяся тем, что второе крепежное устройство имеет магнит (37), который предназначен для того, чтобы удерживать элемент (27) передачи силы по меньшей мере в соединенном по технологии передачи силы со второй областью (51) восприятия силы состоянии.
2. Силоизмерительная система по п.1, отличающаяся тем, что второе крепежное устройство выполнено в виде отдельно выполненной второй адаптерной части (29).
3. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что элемент (27) передачи силы посредством магнита (37) прижат к опорной поверхности силоизмерительной системы (3).
4. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что испытуемый образец выполнен в виде медицинского полого тела, имеющего элемент пробки, а элемент (27) передачи силы предназначен для того, чтобы по меньшей мере частично проникать во внутренний объем медицинского полого тела и в нем воздействовать на элемент пробки, предпочтительно в направлении (B) воздействия.
5. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что элемент передачи силы имеет продольную протяженность, которая вместе с продольной протяженностью элемента пробки согласована с продольной протяженностью внутреннего объема или больше нее.
6. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что элемент (27) передачи силы по меньшей мере в отдельных областях выполнен намагничиваемым и/или содержит нитрированную плазмой высококачественную сталь, при этом элемент (25) восприятия силы или вторая адаптерная часть (29) имеет магнит, и/или что элемент передачи силы имеет магнит, а элемент восприятия силы или вторая адаптерная часть по меньшей мере в отдельных областях выполнена намагничиваемой и/или содержит нитрированную плазмой высококачественную сталь.
7. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что первое крепежное устройство имеет позиционирующий палец (49), выполненный с возможностью введения во ввод и во введенном состоянии посредством фиксирующего элемента, в частности пазовой гайки (21), фиксирования в нем таким образом, чтобы элемент (25) восприятия силы был неподвижно установлен посредством фиксирующего элемента в направлении оси позиционирования позиционирующего цилиндра (49).
8. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что первое крепежное устройство выполнено в виде отдельно выполненной первой адаптерной части (15), которая первой поверхностью прилегания в предписанном смонтированном положении в силоизмерительной системе (3) прилегает в первой области восприятия силы к элементу (25) восприятия силы.
9. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что элемент (25) восприятия силы имеет юстирующее средство для юстировки с помощью этого юстирующего средства оси восприятия силы элемента (25) восприятия силы, которая в нагруженном состоянии совпадает с ориентацией относительной силы.
10. Силоизмерительная система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что между элементом (25) восприятия силы и элементом (27) передачи силы располагается по меньшей мере одна установочная шайба для согласования общей длины силоизмерительной системы (3) с высотой вставления и/или длиной медицинского полого тела, предусмотренного для помещения в силоизмерительный механизм.
11. Силоизмерительное устройство (1), отличающееся тем, что имеет по меньшей мере одну силоизмерительную систему по одному из пп.1-10, силоизмерительный механизм, в частности силоизмерительную стойку, и по меньшей мере одно гнездо под испытуемый образец, при этом силоизмерительная система (3) имеет по меньшей мере один элемент (25) восприятия силы, при этом указанный по меньшей мере один элемент (25) восприятия силы посредством по меньшей мере одного первого крепежного устройства закреплен на силоизмерительном механизме, при этом каждое указанное по меньшей мере одно гнездо (9) под испытуемый образец предназначено для помещения одного испытуемого образца, и при этом силоизмерительное устройство (1) предназначено для того, чтобы посредством элемента (27) передачи силы силоизмерительной системы (3) воздействовать на каждый испытуемый образец контрольным параметром и/или посредством элемента (25) восприятия силы измерять противодействующую контрольному параметру силу.
12. Способ измерения силы с помощью силоизмерительной системы (3) по одному из пп.1-10 или силоизмерительного устройства по п.11, имеющий следующие этапы:
- ввод контрольного параметра в элемент (25) восприятия силы через первую и/или вторую область (51) восприятия силы;
- воздействие на испытуемый образец этим контрольным параметром, и
- определение силы сопротивления испытуемого образца.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что элемент (27) передачи силы по меньшей мере частично проникает во внутренний объем испытуемого образца, при этом предпочтительно подвергается воздействию элемент пробки испытуемого образца.
14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что для определения силы сопротивления по технологии управления учитывается сила тяжести, действующая на вторую область (51) восприятия силы.
15. Адаптерная часть для силоизмерительной системы по одному из пп.1-10 или силоизмерительного устройства (1) по п.11, отличающаяся тем, что адаптерная часть в виде второй адаптерной части и второго крепежного устройства предназначена для силоизмерительной системы (3) и имеет магнит, который предназначен для того, чтобы удерживать элемент (27) передачи силы силоизмерительной системы (3) на второй области восприятия силы силоизмерительной системы (3).
