DE3643996A1 - Zwischenlagespaltsonde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Meßinstrumente, und zwar insbesonde­ re Instrumente zum Messen der Dicke eines Spalts.

Alle gegenwärtigen Herstellungstechniken für die Herstel­ lung von Flugzeugflugzellen (d.h. von Flugzeugen, soweit sie noch ohne das zugehörige Triebwerk sind) erfordern ein strukturelles Anbringen von Zwischenlagen an Zwischenflä­ chen bildenden Oberflächen, an denen die Entstehung von To­ leranzen eine reine Linien- bzw. Flächenpassung verhindert bzw. unmöglich macht. Die gegenwärtige Technik besteht dar­ in, laminiertes bzw. geschichtetes Zwischenlagematerial von Hand zurechtzuschneiden, um eine Zwischenlage zu erzeu­ gen, die so bemessen ist, daß sie den Spalt zwischen den Oberflächen, welche Zwischenflächen bilden, ausfüllt. Nach­ dem eine von Hand durchgeführte Passung und Konturierung vollendet ist, wird das Zwischenlageprofil mit einer Flug­ zeugblechschere getrimmt bzw. zugerichtet. Da diese Technik zeitaufwendig und arbeitsintensiv ist, ist sie unerwünscht teuer. Sie ist auch deswegen unerwünscht, weil diese Tech­ nik von der Erfahrung und Sachkenntnis, der Gewandtheit, der Fertigkeit und des Könnens derjenigen Person abhängt, welche die Zwischenlage herstellt, was von Einzelperson zu Einzelperson variiert.

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um die Nach­ teile zu überwinden, die mit der vorstehenden Technik ver­ bunden sind. Ein Vorschlag bestand darin, Zwischenlagemut­ terformen auszubilden und das Ergebnis dazu zu verwenden, die notwendigen Zwischenlagen zu erzeugen. Obwohl diese Technik in einigen Situationen brauchbar ist, ist sie unter anderen Umständen unbrauchbar, insbesondere dort, wo der mittels einer Zwischenlage auszufüllende Spalt sehr eng ist. Weiter müssen die Mutterformzwischenlagen für jede indivi­ duelle Zwischenflächensituation von Hand zugeschnitten wer­ den.

Um die vorstehenden und andere Nachteile zu überwinden, sind Vorschläge gemacht worden, den Spalt zwischen den Oberflächen, in die eine Zwischenlage eingefügt werden soll, zu messen und die erhaltene Information für das Er­ zeugen einer Zwischenlage zu verwenden. Eine Einrichtung nach dem Stand der Technik zum Messen von Zwischenflächen­ spalten ist ein relativ großes elektromechanisches Werkzeug. Das Werkzeug weist eine Zwei-Stück-Sonde auf, die Lippen hat, welche für das Einführen in den Spalt, dessen Dicke gemes­ sen werden soll, geeignet sind. Der Meßteil der Einrich­ tung umfaßt einen Elektromotor, der zum Bewegen der Sonden­ stücke voneinander weg an die Sonde angekoppelt ist, und einen Schaftwinkelkodierer zum Messen des Abstands zwischen den Spitzen der Sonde. Abgesehen davon, daß diese Einrich­ tung ein unerwünscht großes und mühsames Handwerkzeug ist, hat die Einrichtung den Nachteil, daß sie den Spalt nur an einer einzigen Stelle pro Einführung mißt. Eine Einpunkt­ messung ist jedoch unerwünscht, weil wenigstens drei Spalt­ messungen in sehr genau lokalisierten, im Abstand voneinan­ der befindlichen Positionen, welche genau bezüglich des Randes des Spalts lokalisiert sind, durchgeführt werden müssen, da diese wenigstens drei Spaltmessungen erforder­ lich sind, um alle Information zu erhalten, die zum Bestim­ men des planaren bzw. ebenen bzw. keilförmigen Profils ei­ ner Zwischenlage benötigt werden. Genauer gesagt sind drei Spaltmessungen an genauen Stellen notwendig, weil ein Zwi­ schenflächenspalt, der dreidimensional ist, in zwei Rich­ tungen abgeschrägt sein kann bzw. sich in zwei Richtungen verjüngen kann. Eine elektromechanische Einpunktmeßeinrich­ tung ist daher unerwünscht, weil sie manuell zu drei ge­ nauen Positionen bewegt werden muß, um die drei Messungen zu erhalten. Eine genaue manuelle Positionierung ist nicht nur teuer, weil sie zeitaufwendig ist, sondern eine mehrfa­ che manuelle Positionierung einer Einpunktmeßeinrichtung hat eine größere Wahrscheinlichkeit, daß Fehler entstehen, als das bei einer einzigen manuellen Positionierung einer Mehrpunktmeßeinrichtung der Fall ist.

Es sind auch Mikrowellen, Profilometer und optische Meßein­ richtungen vorgeschlagen worden, um die Dicke von Zwischen­ flächenspalten zu messen, die durch Zwischenlagen ausge­ füllt werden müssen. Alle diese Vorschläge haben, wie das oben beschriebene mechanische System, den Nachteil, daß sie Messungen nur an einer einzigen Stelle pro Messung liefern. Wegen der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten, die mit Einpunkt- bzw. -stellenmeßeinrichtungen verbunden sind, ist es schwierig, die von solchen Einrichtungen erzeugte Infor­ mation dazu zu benutzen, eine Werkzeugmaschinenanordnung zu steuern, die so ausgebildet ist, daß sie auf der Basis von genauen Meßinformationen automatisch eine Zwischenlage er­ zeugt. Außerdem sind viele der Spaltmeßeinrichtungen nach dem Stand der Technik relativ sperrig, umfangreich und vo­ luminös, so daß sie unbrauchbar sind, wenn sich der Spalt, dessen Dicke gemessen werden soll, in der Nähe einer benach­ barten Struktur befindet, wie beispielsweise einem tragen­ den Bauteil, einer Zelle, oder sonstigen anderen Teilen der Flugzeugflugzelle, die fest eingebaut sind.

Es sei nun die vorliegende Erfindung näher beschrieben und erläutert:

Mit der Erfindung wird eine Sonde für die Verwendung zum Bestimmen der Dicke eines Zwischenflächenspalts zur Verfü­ gung gestellt, d.h. eines Spalts zwischen zwei einander zu­ gewandten Komponenten. Die Sonde weist eine Wellenfeder auf, die in oder an einem Ende eines dünnen, flachen, lang­ gestreckten Stücks aus elastischem Material ausgebildet oder angeordnet ist. Die Wellenfeder weist wenigstens drei Sinuswellen auf, die einen Spitze-zu-Spitze-Abstand haben, der größer als die maximale Dicke der zu messenden Spalte ist. Auf der Wellenfeder sind auf dem Boden der konkaven Mulden, die von jeder der Sinuskurven bzw. -wellen gebildet sind, Spannungs- bzw. Dehnungsmeßsensoren angebracht bzw. befestigt. Jede Mulde trägt wenigstens zwei Spannungs- bzw. Dehnungssensoren, die so ausgerichtet sind, daß sie die Radial- und Umfangsspannung bzw. -dehnung fühlen bzw. detektieren, die auf die Wellenfeder ausgeübt wird, wenn die Wellenfeder in einem Zwischenflächenspalt positioniert wird. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren sind so kombi­ niert, daß sie Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken bilden. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren steuern in einer kon­ ventionellen Weise die Größe des elektrischen Signalflusses durch die Brücke, so daß sie eine Messung liefern, die für die Kompression der Wellenfeder und infolgedessen für die Dicke des Spalts repräsentativ ist bzw. diese Kompression und Dicke angibt. Die Verwendung von wenigstens drei Sinus­ kurven bzw. -wellen liefert eine zweidimensionale Abschrä­ gungs- bzw. Verjüngungs-, wie auch eine Dickeninformation, da drei genau positionierte, im Abstand voneinander vorge­ sehene Dickenmessungen durchgeführt werden.

Gemäß anderen Aspekten der Erfindung ist das dünne, flache, langgestreckte Stück aus elastischem Material, in dem die Wellenfeder ausgebildet ist, extrem harter Stahl.

Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung befindet sich auf je­ der Seite des dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus elastischem Material, insbesondere Stahl, in dem die Wel­ lenfeder ausgebildet oder vorgesehen ist, eine dünne, fla­ che, langgestreckte Abdeckung, die verhindert, daß die Wel­ lenfeder in die Wände eines Spalts, dessen Dicke gemessen wer­ den soll, eindringt oder sich einschürft, wenn die Wellen­ feder eingeführt wird.

Gemäß anderen Aspekten der Erfindung ist die Wellenfeder mittels Fingerfedern gehaltert, die zwischen der Wellenfe­ der und dem Hauptkörper des dünnen, flachen, langgestreck­ ten Stücks aus elastischem Material, insbesondere Stahl, verlaufen, in welchem die Wellenfeder ausgebildet ist.

Gemäß noch anderer Aspekte der Erfindung werden die Wellen­ feder und die Federfinger durch eine erste chemische Bear­ beitung eines dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus elastischem Stahl erzeugt, um die gewünschte Form zu erzeu­ gen. Nachdem der Bearbeitungsschritt vollendet ist, werden die Wellenfederwindungen bzw. -wellungen dadurch erzeugt, daß man die chemisch bearbeitete Wellenfeder in eine geeig­ net geformte Form, beispielsweise eine Matritze, ein Preß­ werkzeug, eine Gesenkform o.dgl., einfügt. Nachdem die Wel­ lenformen geformt worden sind, wird das dünne, flache, langgestreckte Stück aus elastischem Stahl, das die Wellen­ feder enthält, wärmebehandelt und vorbelastet bzw. -gespannt. Dann werden die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren auf den Böden der Mulden befestigt, die sich auf einer Seite der Wellenfeder befinden.

Gemäß anderer Aspekte der Erfindung wird ein Kanal bzw. ei­ ne langgestreckte Ausnehmung in den Hauptkörper des dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus elastischem Stahl ge­ fräst oder in sonstiger Weise, zum Beispiel chemisch, ein­ gearbeitet, der bzw. die zwischen der Wellenfeder und dem entfernten Ende des Hauptkörpers, das sich entfernt von der Wellenfeder befindet, verläuft. Leiter, die in dem Kanal bzw. der Ausnehmung angebracht bzw. befestigt sind, verbin­ den die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren mit Buchsen- oder Steckerelementen, die so ausgebildet sind, daß damit die Zwischenlagespaltsonde mit einer geeigneten elektronischen Schaltungsanordnung verbunden werden kann.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung ersieht, wird mit der Erfindung eine Zwischenlagespaltsonde zur Verfügung ge­ stellt, die dazu geeignet ist, die Dicke des Spalts zwi­ schen zwei miteinander zu verbindenden Elementen, wie bei­ spielsweise zwei Komponenten einer Flugzelle, zu messen. Da die Zwischenlagespaltsonde eine Wellenfeder aufweist, welche die Dicke an drei bekannten, im Abstand voneinander befindlichen Positionen mißt, liefert die Zwischenlagespalt­ sonde gleichzeitig alle Information, welche dazu benötigt wird, die Abschrägung, Verjüngung, Konizität, den Keilwin­ kel o.dgl. einer Zwischenlage in zwei zueinander senkrech­ ten Richtungen zu bestimmen, wenn die Sonde in einer bekann­ ten Position bezüglich den Rändern des Spalts angeordnet ist. Da die Sonde auf elektronischer Basis beruht und Ver­ bindungen zum Verbinden der Spannungs- bzw. Dehnungssenso­ ren mit einer externen Schaltungsanordnung aufweist, kann die Sonde in relativ kleiner Abmessung hergestellt werden. Wegen ihrer kleinen Abmessung kann die Sonde dazu verwen­ det werden, die Dicke von Spalten zu messen, die sich be­ nachbart von strukturellen Komponenten befinden, d.h. von Spalten, welche derart positioniert sind, daß Spaltmeßein­ richtungen nach dem Stand der Technik nicht verwendet wer­ den können.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger, besonders be­ vorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung, welche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Zwischenlagespaltsonden zeigen, zum besseren und umfassenderen Verständnis der Erfindung in nä­ heren Einzelheiten erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische bzw. perspektivische Darstel­ lung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Längsseitenaufrißansicht der Ausführungs­ form der Erfindung, die in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine dünne, flache, langge­ streckte Platte aus elastischem Stahl, in deren einem Ende eine Wellenfeder ausgebildet ist, welche einen Teil der Ausführungsform der Erfindung bildet, die in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 eine isometrische bzw. perspektivische Ansicht des Wellenfederteils des dünnen, flachen, langgestreck­ ten Stücks aus elastischem Stahl, das in Fig. 4 veran­ schaulicht ist;

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensorvollbrückenausrüstung bzw. -ausbildung, die zur Befestigung in den Mulden der Wellenfeder geeignet ist;

Fig. 7 ein Leiterdiagramm, das den Weg der Leiter für die Verbindung der in Fig. 6 veranschaulichten Span­ nungs- bzw. Dehnungssensorbrücke mit Anschlüssen zeigt;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht der Verbindung zwischen den Leitern der in Fig. 7 veranschaulichten Art und Spannungs- bzw. Dehnungssensoren der in Fig. 6 veran­ schaulichten Art;

Fig. 9 eine Aufsicht der Ausrichtung einer Halbbrücken­ sensorausrüstung bzw. -ausbildung, die dazu geeignet ist, in den Mulden der Wellenfeder befestigt zu werden; und

Fig. 10 ein Leiterdiagramm, das den Weg der Leiter zur Verbindung der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren der in Fig. 9 veranschaulichten Halbbrücke zeigt.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß unter einer Zwischenla­ ge im Sinne der Beschreibung und der Patentansprüche insbe­ sondere eine Zwischenscheibe, ein Klemmstück, ein Keil, ein Unterlegstück, eine Zwischenplatte, eine Unterlage, eine Zwischenlage, eine Beilage, eine Beilegescheibe o.dgl. ver­ standen werden soll.

In der nun folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen der Erfindung sei zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine gemäß der Erfindung ausgebil­ dete Zwischenlagespaltsonde veranschaulicht ist, die ein dünnes, flaches, langgestrecktes Stück aus elastischem Stahl 11 umfaßt, in dessen einem Ende eine Wellenfeder 13 ausgebildet ist. Das dünne, flache, langgestreckte Stück aus elastischem Stahl 11, in dem die Wellenfeder ausgebil­ det ist, ist auf beiden Seiten durch Abdeckungen 15 abge­ deckt, die auch aus dünnen, flachen, langgestreckten Stüc­ ken aus elastischem Stahl ausgebildet sind. Auf bzw. an dem Ende der von dem Wellenfederstück aus elastischem Stahl 11 und den Abdeckungsstücken aus elastischem Stahl 15 aus­ gebildeten Sandwich-Platte bzw. Schichtung, das sich ent­ fernt von der Wellenfeder 13 befindet, ist ein Verbinder- bzw. Steckerblock 17. Der Verbinder- bzw. Steckerblock 17 weist eine Mehrzahl von sich nach auswärts erstreckenden erhabenen, insbesondere stiftförmigen, Verbinder- bzw. Ver­ bindungselementen 19 auf, die in der Ebene der Sandwich- Platte bzw. der Schichtung liegen.

Vorzugsweise ist das Wellenfederstück aus elastischem Stahl 11 ein Stück aus korrosionsbeständigem Stahl 17-7 PH, das eine Dicke hat, die nicht größer als 0,254 mm ist,und das chemisch in der unten beschriebenen Art und Weise gefräst bzw. zugeschnitten und verarbeitet ist. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat das Rohmaterialstück, aus dem das Wellenfederstück aus elastischem Stahl ausgebildet wird, ein rechteckiges Ende und ein halbkreisförmig-bogenförmiges Ende. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, weist eine Seite des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl eine Mul­ de 21 auf, die aus drei verschiedenen Bereichen 23, 25 und 27 gebildet ist. Der erste Muldenbereich 23 befindet sich in dem kreisförmigen Ende des Stücks aus elastischem Stahl. Der erste Muldenbereich ist halbkreisförmig entlang einem Rand, der parallel zu und ein wenig einwärts von dem halb­ kreisförmigen Ende des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl 11 verläuft. Nach ihrem parallelen Verlauf zu den Rändern des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl konver­ gieren die Ränder des ersten Muldenbereichs 23 nach ein­ wärts und enden am Beginn des zweiten Muldenbereichs 25. Der zweite oder mittige Muldenbereich 25 verläuft entlang der Mittellängsachse des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl 11. Der zweite Muldenbereich 25 endet an dem dritten Muldenbereich 27, der rechteckig entlang dem rechteckigen Ende des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl 11 ver­ läuft. Auf diese Weise sind die Muldenbereiche 23, 25 und 27 von einem dickeren Randbereich begrenzt, der ein Paar von relativ breiten Schenkeln hat, von denen je einer auf je einer Seite des zweiten Muldenbereichs 25 liegt, und ei­ nen dünnen gekrümmten Schenkel, der sich um den Umfang des halbkreisförmigen Endes des Wellenfederstücks aus elasti­ schem Stahl 11 erstreckt. Vorzugsweise hat, nachdem die Mulden bearbeitet bzw. herausgearbeitet worden sind, der dickere Randbereich die Dicke des Rohmaterials, und die Ba­ sis des Muldenbereichs hat eine Dicke von vorzugsweise 0,1 bzw. 0,1016 mm oder weniger.

Die Wellenfeder weist wenigstens drei vollständige Sinusoide bzw. Sinuskurven von gleicher Länge auf. In Fig. 3 ist der Ort der Sinuskurventäler bzw. -mulden durch das Symbol (-) angegeben. Die Sinuskurvenberge oder -vorsprünge sind durch das Symbol (+) angegeben. In der dargestellten Ausführungs­ form der Erfindung sind ein Wellental und ein Wellenberg auf der Längsmittellinie des Wellenfederstücks aus elasti­ schem Stahl 11 derart positioniert, daß sich das Tal (auf der Muldenseite) dem halbkreisförmigen Rand des Wellenfeder­ stücks aus elastischem Material 11 am nächsten befindet.

Die übrigen Berge und Täler sind abwechselnd entlang der Wellenfeder 13 in gleichen Winkelpositionen bzw. in glei­ chen Winkelabständen angeordnet, d.h. in Positionen, die um 60° voneinander getrennt sind.

Die Wellenfeder 13 und sechs Federfinger 29 a-f, welche die Wellenfeder halten, sind in dem Wellenfederstück aus ela­ stischem Stahl 11 dadurch erzeugt, daß geeignet geformte bogenförmige Öffnungen in dem ersten Muldenbereich 23 che­ misch herausgefräst bzw. herausgearbeitet worden sind. Ge­ nauer gesagt wird der innere Rand der Wellenfeder 13 durch ein zylindrisches Loch 31 begrenzt, dessen Mitte koaxial zur Mitte des halbkreisförmigen Randes des Wellenfeder­ stücks aus elastischem Stahl ist. Der äußere Rand der Wel­ lenfeder 13 wird durch die inneren Ränder eines inneren Satzes von drei im Abstand voneinander angeordneten inne­ ren bogenförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c von gleichem Radius und gleicher Bogenlänge begrenzt. Die Abstände bzw. Zwischenstege zwischen den inneren bogenförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c sind infolgedessen um 120° im Abstand von­ einander angeordnet. Gesehen von der Seite der Mulde her befindet sich ein Abstand bzw. Zwischensteg am Mittelpunkt zwischen jedem Tal (-) und Berg (+), wenn man sich im Uhr­ zeigersinn bewegt (d.h. wenn man sich vom jeweiligen Tal ausgehend im Uhrzeigersinn bewegt). Wenn man sich dagegen im Gegenuhrzeigersinn bewegt (d.h. vom jeweiligen Tal aus­ gehend), dann befinden sich keine Abstände bzw. Zwischen­ stege zwischen den Tälern (-) und Bergen (+). Vielmehr be­ findet sich dann zwischen jedem Tal (-) und Berg (+) ein kurzer, sich nach auswärts erstreckender Radialschlitz 35 a, 35 b und 35 c.

Die inneren Ränder der Fingerfedern 29 a-f sind durch die äußeren Ränder der inneren bogenförmigen Schlitze 33 a, 33 b und 33 c begrenzt. Die äußeren Ränder der Fingerfedern 29 a-f sind durch die inneren Ränder eines äußeren Satzes von drei im Abstand voneinander angeordneten bogenförmigen Schlitzen 37 a, 37 b und 37 c von gleichem Radius und gleicher Länge be­ grenzt. Die Mitte des äußeren Satzes der drei im Abstand voneinander angeordneten Schlitze 37 a, 37 b und 37 c ist ko­ axial zu der Mitte des inneren Satzes von bogenförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c. Die Abstände bzw. Zwischenräu­ me zwischen dem äußeren Satz von bogenförmigen Schlitzen 37 a, 37 b und 37 c bzw. zwischen den Schlitzen dieses Satzes befinden sich dort, wo sich die Radialschlitze 35 a, 35 b und 35 c befinden, welche sich von dem inneren Satz von bogen­ förmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c nach auswärts erstrec­ ken. Infolgedessen befinden sich die Abstände bzw. Zwischen­ räume zwischen dem äußeren Satz von bogenförmigen Schlitzen 37 a, 37 b und 37 c bzw. zwischen den Schlitzen dieses Satzes an den Mittelpunkten des inneren Satzes von bogenförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c bzw. an den Längsmittelpunkten der Schlitze dieses Satzes, und die Abstände bzw. Zwischen­ stege zwischen dem inneren Satz von bogenförmigen Schlitzen bzw. zwischen den Schlitzen dieses Satzes befinden sich an den Mittelpunkten des äußeren Satzes von bogenförmigen Schlitzen bzw. an den Längsmittelpunkten der Schlitze die­ ses äußeren Satzes. Die sechs vorstehend erwähnten Finger­ federn 29 a-f werden durch die Bereiche begrenzt bzw. gebil­ det, welche zwischen den inneren und äußeren Sätzen von bo­ genförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c sowie 37 a, 37 b und 37 c und zwischen den Radialschlitzen 35 a, 35 b und 35 c lie­ gen, sowie von den Abstandsbereichen bzw. Zwischenstegen zwischen dem inneren Satz von bogenförmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c bzw. zwischen den Schlitzen dieses Satzes.

Nachdem das Wellenfederstück aus elastischem Stahlrohmate­ rial so bearbeitet worden ist, daß eine Wellenfeder und ein Fingerfedermuster der in Fig. 3 veranschaulichten und ge­ rade beschriebenen Art erzeugt worden ist, wird der Wellen­ federbereich in einer geschlossenen Form, Matritze, Gesenk­ form o.dgl. plaziert, der die Wellenfeder windet bzw. der­ art verformt, daß drei vollständige Sinuswellen erzeugt werden, die Berge und Täler haben, welche an den in Fig. 3 veranschaulichten und oben beschriebenen Positionen (-) und (+) angeordnet sind. Vorzugsweise erzeugt die geschlossene Form, Matritze, Gesenkform o.dgl. zunächst drei konkave Wel­ len in einer Richtung. Danach wird die Form o.dgl. geöff­ net, der Rohling bzw. das Werkstück wird umgedreht, und die Form wird erneut geschlossen, um drei konkave Wellen in der entgegengesetzten Richtung zu erzeugen. In einer aktuellen Ausführungsform der Erfindung fiel der resultierende Spitze- zu-Spitze-Trennabstand in den Bereich von 2,286 bis 2,413 mm. Da der Wellenfederbereich gewunden bzw. nach oben und unten ausgebaucht ist, wird der Wellenfederdurchmesser um einen kleinen Betrag vermindert. Die Fingerfedern 29 a-f kompensieren die Materialspannung bzw. -verzerrung und -de­ formation, die durch diese Verminderung erzeugt wird.

Nachdem die Wellen ausgebildet worden sind, wird die Struk­ tur wärmebehandelt, vorzugsweise mit der Bedingung CH 900. Nach der Wärmebehandlung wurde die Feder auf ihre massive Höhe verhauen, d.h. schnell komprimiert, und entspannt. Da die Beanspruchungen in der Welle während des Verhauens die Proportionalgrenze übersteigen, tritt eine gewisse perma­ nente Verstellung auf. Nach dem Verhauen muß die Spitze-zu- Spitze-Wellenhöhe die maximale zu messende Spaltdicke über­ steigen. Im Falle einer aktuellen Ausführungsform der Erfin­ dung, die dazu ausgebildet war, Spalte bis zu 1,651 mm zu messen, erwies sich eine Spitze-zu-Spitze-Dimension von we­ nigstens 2,159 mm als zufriedenstellend.

Nach dem Verhauen wurden Spannungs- bzw. Dehnungssensoren bzw. -meßfühler auf einer Fläche der Wellenfeder angebracht. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren befanden sich auf dem Boden von jedem der Muldenbereiche (-) der Wellenfeder, und zwar gesehen von der Muldenseite her.

In Abhängigkeit von der Abmessung der resultierenden Meßan­ ordnung können genügend Spannungs- bzw. Dehnungssensoren zur Ausbildung einer vollen Spannungs- bzw. Dehnungsmeß­ brücke (Fig. 6 und 7) oder genug Sensoren zur Ausbildung einer halben Dehnungsmeßbrücke (Fig. 9 und 10) auf dem Boden jeder Mulde angebracht werden. Unabhängig davon, wel­ che Form verwendet wird, laufen Leiter von den Spannungs- bzw. Dehnungssensoren entlang Laufwegen, die sich von den Spannungs- bzw. Dehnungssensoren zu Anschlüssen erstrecken, welche sich am Ende des zweiten Muldenbereichs 25 entfernt von dem ersten Muldenbereich 23 oder dem Wellenfedermulden­ bereich 23 befinden. Die Leiterlaufwege und die Einzelhei­ ten der Position der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren so­ wohl für die Form der vollen als auch für die Form der hal­ ben Brücke nach der Erfindung seien als nächstes beschrie­ ben.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke 41, die vier Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 43 a, 43 b, 43 c und 43 d aufweist. Je einer der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren liegt in je einem der Quadranten, die durch ein Paar von Achsen 45 und 47 definiert sind, welche sich am Boden der Mulde schneiden, in der Spannungs- bzw. Dehnungsmesser angebracht sind. Die eine Achse 45 wird durch eine Radiallinie gebildet, die sich von der axialen Mitte der Wellenfeder 13 aus erstreckt. Die zweite Achse 47 wird von einer Umfangslinie gebildet, welche die Wellen­ feder 13 in der Ebene der abgeflachten Wellenfeder halbiert. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren sind derart ausgerich­ tet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlachse von zwei der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 43 a und 43 c parallel zu der radialen Achse 45 verläuft, und daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlachse der anderen beiden Spannungs- bzw. Deh­ nungssensoren 43 b und 43 d parallel zu der Umfangsachse 47 verläuft. Jeder der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren weist zwei Anschlüsse 49 auf. Die Anschlüsse werden wahlweise mit vier Leitern 51 a, 51 b, 51 c und 51 d verbunden. Genauer ge­ sagt, wird ein Anschluß 49 des ersten Spannungs- bzw. Deh­ nungssensors 43 a und ein Anschluß 49 des vierten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 d mit dem ersten Leiter 51 a verbun­ den. Der zweite Anschluß 49 des ersten Spannungs- bzw. Deh- nungssensors 43 a und ein Anschluß 49 des zweiten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 b werden mit dem zweiten Leiter 51 b verbunden. Der zweite Anschluß 49 des zweiten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 b und ein Anschluß 49 des dritten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 c werden mit dem dritten Leiter 51 c verbunden. Der zweite Anschluß 49 des dritten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 c und der zweite Anschluß 49 des vierten Spannungs- bzw. Dehnungssensors 43 d werden mit dem vierten Leiter 51 d verbunden. Auf diese Weise ver­ binden die Leiter die Anschlüsse 49 derart, daß die Span­ nungs- bzw. Dehnungssensoren eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke bilden.

Wie in Fig. 7 veranschaulicht, ist eine Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke 41 der in Fig. 6 veranschaulichten Art in jeder der Mulden der Wellenfeder 13 angeordnet. Die Laufwege der Leiter 51 a, 51 b, 51 c und 51 d von den Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken durch den ersten und zweiten Mulden­ bereich 23 bzw. 25 zu den Anschlüssen 53, die sich in dem dritten Muldenbereich befinden, der am rechteckigen Ende des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl 11 angeordnet ist, sind ebenfalls in Fig. 7 gezeigt. Als nächstes seien daher die Leiterlaufwege beschrieben.

Beginnt man an der jeweiligen Spannungs- bzw. Dehnungsmeß­ brücke 41, dann geht der Laufweg der Leiter 51 a, 51 b, 51 c und 51 d entlang der Oberfläche der Wellenfeder 13 in der Richtung des am nächsten gelegenen Abstands bzw. Zwischen­ stegs 34 a, 34 b oder 34 c zwischen dem inneren Satz von bogen­ förmigen Schlitzen 33 a, 33 b und 33 c weiter. Nachdem die Leiter 51 a, 51 b, 51 c und 51 d durch den Abstand bzw. über den Zwischensteg verlaufen sind, gehen sie weiter entlang der jeweiligen zugehörigen Fingerfeder in der Richtung des am nächsten gelegenen Abstands bzw. Zwischenraums zwischen dem äußeren Satz von bogenförmigen Schlitzen 37 a, 37 b und 37 c, der auch in der Richtung der Anschlüsse 53 liegt. Die Leiter verlaufen durch den Abstand bzw. Zwischenraum zwi­ schen dem zugehörigen Radialschlitz 35 a, 35 b und 35 c und dem benachbarten äußeren bogenförmigen Schlitz 37 a, 37 b und 37 c. Danach laufen die Leiter nach dem zweiten Muldenbe­ reich 25 zu, wo sie sich miteinander in einer Parallelanord­ nung vereinigen. Am Ende des zweiten Muldenbereichs 25 breiten sich die Leiter fächerförmig nach auswärts in den dritten Muldenbereich 27 aus und enden an den Anschlüssen 53. Die Anschlüsse 53 sind mit den erhabenen, insbesondere stiftartigen Steckerelementen 19 der Sonde durch Leiter (nicht gezeigt) verbunden.

Vorzugsweise werden die Leiteranordnungen unter Verwendung von konventionellen Mikroschaltungstechniken ausgebildet. Zum Beispiel können die Leiter auf einem flexiblen Substrat abgelegt werden, das in der in Fig. 7 veranschaulichten und oben beschriebenen Weise konfiguriert ist. Alternativ können Polymerdünn- oder -dickfilmschaltungstechniken als eine Alternative zu den Techniken der flexiblen Mikroelek­ tronikschaltungen angewandt werden. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet der Polymerdünn- und -dickfilmschaltungstech­ niken klar ist, umfassen solche Techniken die Verwendung eines metallischen Staubs, der in einem Polymerbindemittel enthalten ist, zum Erzeugen von elektrischen Leitern.

Die Fig. 8 veranschaulicht eine Technik zum Verbinden der Leiter 51 a, 51 b, 51 c und 51 d mit den Anschlüssen 45 der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 43 a, 43 b, 43 c und 43 d. Genauer gesagt ist Fig. 8 eine Querschnittsansicht der Schichtung, die an einem Anschluß 49 auftritt. Beginnt man am Boden, so umfaßt die Schichtung zunächst den Bereich der Wellenfeder 13, der unter der Spannungs- bzw. Dehnungsmeß­ brücke 41 liegt. Auf der Oberseite der Wellenfeder 13 ist eine Unterlage- bzw. Trägerschicht 55 vorgesehen, welche die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 43 a, 43 b, 43 c und 43 d trägt und positioniert sowie die Anschlüsse von bzw. be­ züglich der Wellenfeder isoliert. Die Anschlüsse 49 und die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 43 a, 43 b, 43 c und 43 d sind von einem ersten Isolationsfilm 57 umgeben, der aus einem geeigneten isolierenden Material, wie beispielsweise Polyimid, ausgebildet ist, und sie können von diesem Film auch teilweise bedeckt sein. Ein geeigneter Polyimidfilm wird unter dem Warenzeichen KAPTON verkauft. Die oberen Oberflächen der Anschlüsse sind nicht mittels des isolie­ renden Films bedeckt. Der zugehörige Leiter 51 liegt über dem dargestellten Anschluß 49 und ist mit demselben elek­ trisch durch eine Weichlötverbindung 59 verbunden. Ein elektrischer Schutz für die Leiter und den freiliegenden Teil des Anschlusses wird durch einen zweiten isolierenden Film 60 erreicht, der auch aus einem geeigneten Material (wie beispielsweise Polyimid) ausgebildet ist und über der gesamten Struktur liegt, d.h. über den Anschlüssen, der Brücke und den Leitern.

Obwohl es die bevorzugte Art der Ausführung der Erfindung ist, eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke auf dem Boden von jeder Wellenmulde vorzusehen, um die Aus­ lenkung der Sinuskurven bzw. Sinusoide der Wellenfeder zu messen, wenn die Wellenfeder in einem Spalt zusammenge­ drückt wird, dessen Dicke gemessen werden soll, macht es die Abmessung der Zwischenlagespaltsonde in einigen Aus­ führungsfällen der Erfindung schwierig, wenn nicht unmög­ lich, vollständige Brücken zu verwenden. Diesbezüglich ver­ anschaulichen die Fig. 9 und 10 eine alternative Aus­ führungsform der Erfindung, bei der eine Halbbrücke 61 in jeder der Mulden auf einer Seite der Wellenfeder 13 ange­ bracht ist. Die übrigen Arme der Brücke bilden einen Teil der elektronischen Schaltung, mit welcher die Spannungs­ bzw. Dehnungssensoren, die die Halbbrücke bilden, verbun­ den sind.

Die in Fig. 9 veranschaulichte Halbbrücke umfaßt einen er­ sten und zweiten Spannungs- bzw. Dehnungssensor 61 a und 61 b. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 61 a und 61 b sind auf entgegengesetzten Seiten der Radiallinie 53 positio­ niert, welche die Mulde schneidet, in der die Spannungs­ bzw. Dehnungsmesser bzw. -sensoren angebracht sind. Die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren 61 a und 61 b sind außerdem derart positioniert, daß die Richtungsachse von einem der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren längs einer Umfangslinie 65 verläuft, welche die Ebene der abgeflachten Wellenfeder 13 halbiert. Der andere Spannungs- bzw. Dehnungssensor 61 b ist derart positioniert, daß seine Richtungsachse senkrecht zu der halbierenden Umfangslinie 65 verläuft. Drei Leiter 67 a, 67 b und 67 c verbinden die Spannungs- bzw. Dehnungssen­ soren mit Anschlüssen 69, die sich auf dem rechteckigen Ende des Wellenfederstücks aus elastischem Stahl 11 befin­ den. Der erste Leiter 67 a ist mit einem Anschluß sowohl des ersten als auch des zweiten Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensors 61 a und 61 b verbunden. Der zweite Leiter 67 b ist mit dem anderen Anschluß von dem einen Spannungs- bzw. Deh­ nungssensor 61 b verbunden, und der dritte Leiter 67 c ist mit dem anderen Anschluß des anderen Spannungs- bzw. Deh­ nungssensors 61 a verbunden. Wie bei der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht und weiter oben beschrieben worden ist, werden die Leiter 67 a, 67 b und 67 c entweder unter Anwendung konventioneller Techniken flexibler Mikroelektronikschaltungen oder unter Verwendung von Polymerdünn- oder -dickfilmschaltungstechni­ ken ausgebildet. Weiter folgen die Leiter, wie in Fig. 10 veranschaulicht, vorzugsweise Laufwegen zwischen den Stel­ len der Halbbrücken und den Anschlüssen 69, die gleichar­ tig bzw. ähnlich wie die in Fig. 7 veranschaulichten und weiter oben beschriebenen Laufwege zwischen den vollstän­ digen Brücken und ihren jeweiligen Anschlüssen sind. Die Anschlüsse 69 werden mit einer Elektronikschaltung verbun­ den, die zwei Präzisionswiderstände aufweist, welche in ei­ ner temperaturstabilen Umgebung untergebracht sind. Die bei­ den Präzisionswiderstände sind derart verbunden, daß die Widerstände zusammen mit den Spannungs- bzw. Dehnungssenso­ ren 61 und 61 b eine vollständige Brücke bilden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung entnehmen läßt, wird mit der Erfindung eine Zwischenlagespaltsonde zur Ver­ fügung gestellt, die etwas ähnlich wie eine elektronische Fühlleere funktioniert. Als Ergebnis hiervon ist die Ein­ richtung anwenderfreundlich. Um die Einrichtung zu verwen­ den, wird die Sonde in einem Spalt positioniert, dessen Dic­ ke gemessen werden soll. Vorzugsweise weist eine äußere Oberfläche der Sonde Markierungen auf, so daß die Sonde ei­ ne vorbestimmte Strecke in den Spalt eingeführt werden kann. Als Ergebnis hiervon kann die Position der Wellenfeder mit Bezug auf einen Rand des Spalts leicht eingestellt werden. Die Positionierung von einem der Längsränder der Sonde mit Bezug auf einen anderen Rand des Spalts fixiert die Posi­ tion der Sonde in dem Spalt. Diese Positionsinformation zu­ sammen mit der bekannten Position der Spannungs- bzw. Deh­ nungsbrücken ermöglicht es, den Flächenschwerpunkt der Wel­ lenfeder leicht unter Verwendung von konventioneller Mathe­ matik zu bestimmen. Die Information, zusammen mit der Dic­ keninformation, die durch die auf die Wellenfeder ausgeübte Spannung bzw. Dehnung bestimmt wird, ergibt eine ausrei­ chende Dreiecksinformation zum Bestimmen der Konfiguration, d.h. der Abschrägung bzw. Verjüngung, Konizität o.dgl., in zwei zueinander senkrechten Richtungen, um zu bestimmen, was notwendig ist, um eine für das Ausfüllen des Spalts ge­ eignete Zwischenlage vollständig zu definieren bzw. zu be­ schreiben. Die Spannungs- bzw. Dehnungsinformation wird in einer konventionellen Weise durch die Spannungs- bzw. Deh­ nungssensoren bestimmt, die einen elektrischen Strom modi­ fizieren, der an die Brücke angelegt ist bzw. in der Brücke fließt. Vor der Verwendung der Sonde wird die Spannungs­ bzw. Dehnungsinformation, die durch die Brücken erzeugt wird, in Größen der Spaltdicke geeicht.

Obwohl die Abdeckungsstücke 15 wegen des Schutzes, den sie für die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren und die Leiter bilden, vorzugsweise vorgesehen sind, ist es klar, daß die Abdeckungen für die Herstellung einer arbeitsfähigen Aus­ führungsform der Erfindung nicht notwendig sind. Zusätz­ lich dazu, daß sie die Spannungs- bzw. Dehnungssensoren und die Leiter schützen, haben die Abdeckungen den weiteren Vor­ teil, daß sie ein Eindringen bzw. -schürfen der Wellenfeder in weichere Metalle, wie beispielsweise Aluminium, verhin­ dern, wenn solche Metalle die Wände des Spalts begrenzen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier be­ schriebenen und/oder dargestellten Ausführungsformen be­ schränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in viel­ fältiger Weise abwandeln und mit Erfolg ausführen. Zum Bei­ spiel sind die Fingerfedern, die in den dargestellten Aus­ führungsformen der Erfindung vorgesehen sind, die Fingerfedern maximaler Länge, die vorgesehen sein können. Obwohl maxi­ mal lange Fingerfedern wegen des Abnehmens des Durchmessers der Wellenfeder, das stattfindet, wenn die Wellen in der Wellenfeder ausgebildet werden, wünschenswert sind, können auch kürzere Fingerfedern verwendet werden. Weiter können die Berge und Täler der Wellenfeder in andere Ausrichtun­ gen gedreht sein, wenn das gewünscht ist. Außerdem können mehr als drei vollständige Sinusoide bzw. Sinuswellen in der Wellenfeder ausgebildet sein, wenn das gewünscht ist. Infolgedessen kann die Erfindung auch in anderer Weise aus­ geführt werden, als hier speziell beschrieben und darge­ stellt.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Sonde zur Verfügung gestellt, die dazu verwendbar ist, die Dicke ei­ nes Berührungsflächenspalts zwischen zwei Teilen zu bestim­ men. Die Sonde weist eine Wellenfeder auf, die in einem En­ de eines dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus ela­ stischem Stahl ausgebildet ist. Die Wellenfeder weist drei Sinuswellen auf, die einen Spitze-zu-Spitze-Abstand haben, der größer als die maximale Dicke des zu messenden Spalts ist. Auf der Wellenfeder sind auf dem Boden der konkaven Mulden, die von jeder der Sinuswellen gebildet werden, Spannungs- bzw. Dehnungssensoren positioniert, um die Ra­ dial- und Umfangsspannung bzw. -dehnung zu fühlen bzw. zu detektieren, die auf die Wellenfeder ausgeübt wird, wenn die Wellenfeder derart in einem Spalt positioniert wird, daß die Wellenfedersinuskurven zusammengedrückt werden. Es können je zwei oder vier Spannungs- bzw. Dehnungssensoren dazu verwendet werden, um eine Halb- oder Vollspannungs­ bzw. -dehnungsmeßbrücke auf dem Boden von jeder konkaven Mulde zu erzeugen. Im Falle der Halb­ spannungs- bzw. -dehnungsmeßbrückenanordnung werden die übrigen Zweige der Brücke durch "Attrappen"-Widerstände gebildet, die sich in einer kontrollierten Umgebung ent­ fernt von der Wellenfeder befinden. Die Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken steuern die Größe eines elektrischen Signals in einer konventionellen Weise, um eine Spannungs­ bzw. Dehnungsmessung zu erhalten, welche das Zusammendrüc­ ken der Wellenfeder und auf diese Weise die Dicke des Spalts angibt bzw. repräsentiert. Da die Wellenfeder drei Sinuskurven hat, ermöglicht es die durch drei Spannungs­ bzw. Dehnungsmeßbrücken gelieferte Information, eine In­ formation über eine zweidimensionale Verjüngung bzw. Koni­ zität wie auch eine eindimensionale Dicke zu erzeugen.

Claims (21)

1. Sonde für die Verwendung zum Bestimmen der Dicke ei­ nes Spalts, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:
ein dünnes, flaches, langgestrecktes Stück aus elastischem Material (11), bei dem eine, vorzugsweise zylindrische, Wellenfeder (13) in oder an einem Ende ausgebildet oder an­ geordnet ist, wobei die Wellenfeder (13) wenigstens drei vorgeformte Windungen bzw. Wellungen hat, welche von der Ebene des dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus Mate­ rial (11) vorstehen, und wobei die Windungen bzw. Wellungen Wellen definieren bzw. bilden, welche Mulden haben;
Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmittel (43 a-43 d; 61 a, 61 b), die auf der Wellenfeder (13) in den Mulden angebracht sind, wel­ che von den wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebil­ det sind, so daß sie die Spannung bzw. Dehnung fühlen bzw. detektieren, welche auf die Wellenfeder (13) angewandt wird, wenn die Wellen der Wellenfeder (13) zusammengedrückt wer­ den, und Spannungs- bzw. Dehnungsinformation basierend auf dem Betrag an Federkompression erzeugen; und
Leitermittel bzw. Leiter (51 a-51 d; 67 a-67 c) zum Verbinden der Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmittel (43 a-43 d; 61 a, 61 b) mit einer elektronischen Schaltungsanordnung, die zum Ana­ lysieren der Spannungs- bzw. Dehnungsinformation, welche durch die Spannungs- bzw. Dehnungsmittel (43 a-43 d; 61 a, 61 b) gefühlt bzw. detektiert worden ist, geeignet ist und als Er­ gebnis hiervon den Betrag an Kompression der Wellen der Wellenfeder (13) bestimmt.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (43 a-43 d) eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (41) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellenfeder (13) in jeder der Mulden angebracht ist, welche durch die wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

3. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der vollständigen Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken (41) vier Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (43 a-43 d) aufweist, wobei zwei der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 b, 43 d), welche die Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen parallel zu einer Linie (47) liegen, welche die Wellenfeder (13) um­ schreibt, und wobei die anderen beiden Spannungs- bzw. Deh­ nungssensoren (43 a, 43 c), welche die Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen rechtwink­ lig zu der erwähnten Linie (47) liegen.

4. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (61 a, 61 b) eine halbe Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) aufweisen bzw. bilden, die auf einer Seite der Wellen­ feder (13) in den Mulden angebracht ist, welche durch die wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der halben Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücken (61) zwei Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 a, 61 b) aufweist, wobei der eine der Spannungs- bzw. Deh­ nungssensoren (61 a), welche die halbe Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse entlang einer Linie (65) liegt, welche die Wellenfeder (13) umschreibt, während der andere der Span­ nungs- bzw. Dehnungssensoren (61 b), welche die erwähnte Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) bilden, derart posi­ tioniert ist, daß seine Fühlachse rechtwinklig zu der er­ wähnten Linie (65) liegt.

6. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dünne, flache, langgestreckte Stück aus elastischem Material (11) Stahl ist.

7. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (43 a-43 d) je eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (41) umfassen bzw. bilden, die auf einer Seite der Wellenfeder (13) in jeder der Mulden angebracht ist, welche durch die wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

8. Sonde nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der vollständigen Spannungs­ bzw. Dehnungsmeßbrücken (41) vier Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (43 a-43 d) aufweist, wobei zwei der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 b, 43 d), welche die Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen parallel zu einer Linie (47) liegen, die die Wellenfeder (13) umschreibt, während die anderen beiden der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 a, 43 c), welche die Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen recht­ winklig zu der erwähnten Linie (47) liegen.

9. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (61 a, 61 b) eine halbe Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellen­ feder (13) in den Mulden angebracht sind, welche von den wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

10. Sonde nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der halben Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücken (61) zwei Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 a, 61 b) aufweist, wobei einer der Spannungs- bzw. Deh­ nungssensoren (61 a), welche die halbe Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse längs einer Linie (65) verläuft, die die Wellenfeder (13) umschreibt, während der andere der Span­ nungs- bzw. Dehnungssensoren (61 b), welche die erwähnte Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) bilden, derart posi­ tioniert ist, daß seine Fühlachse rechtwinklig zu der er­ wähnten Linie (65) verläuft.

11. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dünne, flache, langgestreckte Stück aus elastischem Sthal (11) einen Muldenbereich (21) aufweist, der sich von dem einen Ende zu dem anderen er­ streckt, wobei die Wellenfeder (13) in dem Muldenbereich (23) ausgebildet oder angeordnet ist, der sich an einem En­ de des dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus elasti­ schem Stahl (11) befindet.

12. Sonde nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (43 a-43 d) eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (41) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellenfeder (13) in jeder der Mulden angebracht ist, welche von den wenigstens drei Windungen bzw. Wellungen ge­ bildet sind.

13. Sonde nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der vollständigen Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken (41) vier Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (43 a-43 d) aufweist, wobei zwei der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 b, 43 d), welche die Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen parallel zu einer Linie (47) liegen, die die Wellenfeder (13) um­ schreibt, während die anderen beiden der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 a, 43 c), welche die erwähnte Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen rechtwinklig zu der erwähnten Linie (47) liegen.

14. Sonde nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (61 a, 61 b) eine halbe Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellen­ feder (13) in den Mulden angebracht ist, welche von den we­ nigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

15. Sonde nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der halben Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücken (61) zwei Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 a, 61 b) aufweist, wobei einer der Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (61 a), welche die halbe Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse längs einer Linie (65) verläuft, welche die Wel­ lenfeder (13) umschreibt, während der andere der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 b), welche die erwähnte Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse rechtwinklig zu der erwähnten Li­ nie (65) verläuft.

16. Sonde nach Anspruch 1, 6 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dünne, flache, langge­ streckte Stück aus elastischem Material (11), insbesondere aus Stahl, Fingerfedern (29 a-29 f) aufweist, die sich zwi­ schen der Wellenfeder (13) und dem Teil des dünnen, flachen, langgestreckten Stücks aus elastischem Material (11), ins­ besondere Stahl, benachbart dem Umfang der Wellenfeder (13) erstrecken.

17. Sonde nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fingerfedern (29 a-29 f) auch in dem Muldenbereich (23) ausgebildet sind.

18. Sonde nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (43 a-43 d) eine vollständige Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (41) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellenfeder (13) in jeder der Mulden angebracht ist, welche von den drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

19. Sonde nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der vollständigen Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücken (41) vier Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (43 a-43 d) aufweist, wobei zwei der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 b, 43 d), welche die Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Fühlachsen parallel zu einer Linie (47) liegen, welche die Wellenfeder (13) um­ schreibt, während die anderen beiden der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (43 a, 43 c), welche die Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücke (41) bilden, mit ihren Achsen bzw. Fühlach­ sen rechtwinklig zu der erwähnten Linie (47) liegen.

20. Sonde nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungs- bzw. Dehnungsfühlmit­ tel (61 a, 61 b) eine halbe Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) umfassen oder bilden, die auf einer Seite der Wellen­ feder (13) in den Mulden angebracht ist, welche von den we­ nigstens drei Windungen bzw. Wellungen gebildet sind.

21. Sonde nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der halben Spannungs- bzw. Deh­ nungsmeßbrücken (61) zwei Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 a, 61 b) umfaßt, wobei einer der Spannungs- bzw. Dehnungs­ sensoren (61 a), welche die halbe Spannungs- bzw. Dehnungs­ meßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse längs einer Linie (65) verläuft, die die Wellen­ feder (13) umschreibt, während der andere der Spannungs- bzw. Dehnungssensoren (61 b), welche die erwähnte Spannungs- bzw. Dehnungsmeßbrücke (61) bilden, derart positioniert ist, daß seine Fühlachse rechtwinklig zu der erwähnten Linie (65) verläuft.