DE3708103A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung des drehmomentes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des durch ein drehbares Maschinenelement hindurchgeleiteten Drehmomentes mittels zweier unter axialer und/oder radialer Distanz mit diesem Ma­ schinenelement verbundener Teile, die sich bei Durch­ leitung eines Drehmomentes durch das Maschinenelement relativ zueinander verdrehen, wobei die in Umfangs­ richtung erfolgende Relativdrehung zwischen diesen beiden Teilen zur Bestimmung des übertragenen Dreh­ momentes herangezogen wird.

Bei einem derartigen bekannten Meßverfahren sind auf dem Maschinenelement, beispielsweise einer Welle zwei als Impulsgeber fungierende Zahnräder in axialem Ab­ stand montiert. Ihr Abstand ist so gewählt, daß es bei Drehmomentübertragung zu einer meßbaren Relativ­ drehung zwischen beiden Rädern aufgrund der Elastizität der Welle kommt. Dadurch ergibt sich ein zeitlicher Ver­ satz der von beiden Rädern erzeugten Impulsfolgen. Aus ihm kann das übertragene Drehmoment berechnet werden.

Allerdings ist damit nur eine Drehmomentmessung bei einem sich drehenden Maschinenelement möglich, wohingegen es in der Praxis häufig wünschenswert ist, auch bei stillstehenden Maschinenteilen das auf sie einwirkende Drehmoment zu messen, etwa um eine Maschine erst dann in Betrieb zu nehmen, wenn das gemessene Drehmoment in den vorgeschriebenen Grenzen liegt.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Meßsystems liegt darin, daß man eine große axiale Baulänge benötigt. Denn die beiden Impulsgeber müssen weit voneinander entfernt sein, damit sich zwischen ihnen eine für Meßzwecke aus­ reichende Winkeldifferenz ergibt.

Ein anderes Meßprinzip wird bei den Drehmoment-Meßnaben verwendet. Dabei muß aber das zu messende Maschinen­ element unterbrochen werden, um die Maßnabe einzubauen. Außerdem muß an beiden Seiten der Meßnabe eine neue Lagerung für das unterbrochene Maschinenelement vorge­ sehen werden. Man benötigte also ebenfalls viel Einbau­ raum. Ein nachträglicher Einbau in bestehende Anlagen ist nicht möglich.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Meßsystem der eingangs be­ schriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß es sich durch geringeren Einbauraum und höhere Meßgenauig­ keit auszeichnet. Außerdem soll es die Drehmoment­ messung auch im Stillstand erlauben. Schließlich soll es gleichermaßen für Wellen, Naben und Verbindungen dieser Maschinenelemente geeignet und noch nachträg­ lich in bestehende Anlagen einbaubar sein.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verfahrensmerkmale erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Relativdrehung zwischen den zur Drehmomentmessung herangezogenen Tei­ len in eine verstärkte Axialbewegung übersetzt und diese Axialbewegung als Maß für das übertragene Dreh­ moment gemessen wird.

Die bei Drehmomentübertragung erzeugte Relativbewegung in Umfangsrichtung wird also in eine Axialbewegung um­ gewandelt und bei dieser Umwandlung verstärkt. Hier­ durch ergeben sich folgende Vorteile: Eine Axialbe­ wegung ist meßtechnisch günstiger als eine Bewegung in Umfangs- oder Radialrichtung. Denn bei drehendem Ma­ schinenelement ist eine Bewegung in Umfangsrichtung schlecht zu erfassen und eine Bewegung in Radialrich­ tung unterliegt dem Fliehkrafteinfluß. Gleichzeitig mit der Umwandlung kann eine mechanische Verstärkung der Bewegung erfolgen, wodurch man mit viel geringeren Aus­ gangsverformungen auskommt. Dadurch können die Teile, deren Relativdrehung zur Drehmomentmessung verwendet wird, wesentlich näher beieinander positioniert werden als bei dem bisher bekannten Meßsystem und gleichzeitig ergibt sich ein wesentlich größeres Meß­ signal, also eine höhere Meßgenauigkeit. Man kann mit so geringen Ausgangswerten für die Relativdrehung arbeiten, daß das erfindungsgemäße System auch für kurze Wellenstummel und Nabenstücke und sogar für solche Maschinenelemente geeignet ist, bei denen die sich relativ zueinander verdrehenden Teile nicht axial, sondern radial benachbart sind.

Die Verstärkung hat den weiteren Vorteil, daß bei der Messung der Axialbewegung die Verfälschung des Meßer­ gebnisses durch naturgemäß vorhandene Lagerspiele, elastische Verformungen und Wärmedehnungen herabge­ setzt wird, und zwar um so mehr je größer der Ver­ stärkungsfaktor ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen.

Gemäß einem ersten Vorschlag erfolgt die Übersetzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung durch zumindest einen zwischen den sich relativ zuein­ ander verdrehenden Teilen angeordneten, mit ihnen in Wirkverbindung stehenden und bei Relativdrehung sich mitdrehenden Drehkörper, der zur Meßwertübersetzung einen in Umfangsrichtung laufenden Zeiger aufweist, dessen axiale Auslenkung am Zeigerende meßbar ist. Die Relativdrehung in Umfangsrichtung wird also zur Er­ zeugung eines Zeigerausschlages in Axialrichtung ver­ wendet, wobei der Zeigerausschlag in Abhängigkeit von der Zeigerlänge ein Vielfaches des ursprünglichen Stellweges in Umfangsrichtung ist.

Für die Ausbildung des Drehkörpers und für das Herbei­ führen seiner Wirkverbindung mit den sich drehenden Teilen des Maschinenelementes bestehen verschiedene Realisierungsmöglichkeiten. Er kann beispielsweise als Schneidenkörper ausgebildet sein, der in gegenüber­ liegenden Kerben der sich relativ zueinander ver­ drehenden Teile angeordnet ist. Statt dessen kann der Drehkörper aber auch über elastische Gelenke mit den beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teilen ver­ bunden sein. In diesem Fall empfiehlt es sich, ihn als plane oder abgewinkelte Platte aus Federstahl oder ähnlichen Werkstoffen auszubilden. Der Zeiger kann als separates Bauteil oder einstückig mit dem Drehkörper verbunden sein.

Eine zweite Möglichkeit zur Übersetzung der Relativ­ drehung in eine verstärkte Axialbewegung besteht darin, zwischen den sich relativ zueinander verdrehen­ den Teilen mehrere Keile anzuordnen, deren Neigungs­ winkel zur Axialrichtung größer als der Haftreibungs­ winkel ist und die mit entsprechenden Keilflächen des einen und/oder des anderen Teiles in Wirkverbin­ dung stehen und bei Drehmomentübertragung relativ zu diesen axial gegen eine Rückstellkraft verschieb­ bar sind, wobei die Axialposition der Keile meßbar ist.

Bei dieser Konstruktion erfolgt also die Bewegungs- Umwandlung und -übersetzung durch schräge Keilflächen. Im Sinne einer hohen Meßwertübersetzung wird ihr Neigungswinkel gegenüber der Axialrichtung so niedrig wie möglich gewählt. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, zwischen korrespondierenden Keilflächen Zwischenlagen aus reibwertmindernden Werkstoffen vorzusehen.

Damit die Keile mit den sich relativ zueinander ver­ drehenden Teilen in Wirkverbindung bleiben, können sie durch Federn axial gegenüber diesen Teilen verspannt sein.

Eine dritte Möglichkeit zur Übersetzung der Relativ­ drehung in eine verstärkte Axialbewegung arbeitet mit Kniehebeln, die jeweils mit ihrem einen Ende an dem einen oder dem anderen der sich relativ zueinander ver­ drehenden Teile und an ihrem anderen Ende mit einem ge­ samten Stellglied verbunden sind, dessen Axialposition meßbar sind, wobei die Kniehebel unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufen und eine Winkel­ differenz zwischen den mit dem einen sich drehenden Teil verbundenen Kniehebeln und den mit dem anderen sich drehenden Teil verbundenen Kniehebeln besteht.

Hier erfolgt also die Bewegungs-Umwandlung und -über­ setzung durch mehrere Hebel, die aufgrund ihrer zur Umfangsrichtung spitzwinkligen Anordnung aus kleinen Umfangsbewegungen große Axialbewegungen erzeugen.

Zweckmäßig verlaufen die mit dem einen drehbaren Teil verbundenen Kniehebel spiegelbildlich zu den mit dem anderen drehbaren Teil verbundenen Kniehebeln, damit der Proportionalitätsfaktor zwischen Drehmoment und Stellglied-Auslenkung unabhängig von der Richtung des Drehmomentes ist.

Die Kniehebel können einstückig mit den beiden sich verdrehenden Teilen und dem gemeinsamen Stellglied her­ gestellt werden, etwa durch Ausfräsen entsprechend ge­ neigter Schlitze aus einem dünnwandigen Zylinder.

Ebenso können aber auch separate Kniehebel verwendet werden, wobei die Kniehebel in sich elastisch oder starr sein können. Im zuletzt genannten Fall müssen sie elastisch mit den relativ zueinander verdrehbaren Teilen verbunden sein.

Der Kniehebel kann beispielsweise die Form einer mit dem Stellglied verbundenen Gabel aufweisen, deren eine Zinke mit dem einen drehbaren und deren andere, dazu verschränkte Zinke mit dem anderen drehbaren Teil verbunden ist. Dabei bestehen die Zinken zweckmäßig aus drucksteifen Plättchen, die über elastische Ge­ lenke mit den beiden drehbaren Teilen verbunden sind.

Bei einer vierten, ähnlichen Lösung erfolgt die Über­ setzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axial­ bewegung ebenfalls durch Kniehebel, die unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufen, die aber nur an ihrem einen Ende mit dem einen der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile, mit ihrem anderen Ende hingegen mit einem Stellglied verbunden sind, das seinerseits drehfest, aber axial verschiebbar mit dem anderen der beiden sich drehenden Teile ver­ bunden ist und dessen Axialposition meßbar ist. Die drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung des anderen der beiden sich drehenden Teile mit dem Kniehebel erfolgt in einfacher Weise durch eine Membran.

Für alle genannten Bauformen empfiehlt es sich, daß die Zei­ ger bzw. Keile bzw. Stellglieder, deren Axialposition ge­ messen werden soll, jeweils an einem gemeinsamen Geberring befestigt sind. Dadurch ist sichergestellt, daß die Axial­ position dieses Geberringes in jeder beliebigen Stellung des Maschinenelementes berührungslos von außen gemessen werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Aus­ führungsbeispiele; dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Drehmoment- Meßeinrichtung mit einem Schneidenkörper,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine ähnliche Meß­ einrichtung, bei der der Schneidenkörper durch eine Platte ersetzt ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine Meßeinrichtung mit Keilen,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Meßeinrichtung mit einstückig ange­ formten Kniehebeln,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer anderen Meßein­ richtung mit Kniehebeln,

Fig. 9 eine Draufsicht in Axialrichtung auf ein Teil dieser Meßeinrichtung,

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht in Axialrichtung auf eine Drehmomentmeßeinrichtung mit gabelförmigen Kniehebeln,

Fig. 12 eine radiale Draufsicht auf die Meßein­ richtung nach Fig. 11,

Fig. 13 einen Axialschnitt durch den oberen Teil der Meßeinrichtung nach Fig. 11,

Fig. 14 bis 16 Ansichten entsprechend den Fig. 11 bis 13 jedoch mit einer anderen Meßeinrichtung,

Fig. 17 eine axiale Draufsicht auf eine andere Meßeinrichtung mit Kniehebeln,

Fig. 18 einen teilweisen Axialschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 14,

Fig. 19 eine axiale Draufsicht auf eine andere Meß­ einrichtung mit schrägstehenden Biegehebeln,

Fig. 20 einen Axialschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 19,

Fig. 21 eine Draufsicht wie in Fig. 19, jedoch mit gelenkig gelagerten Biegehebeln,

Fig. 22 einen Axialschnitt durch die Meßeinrichtung nach Fig. 21.

In den Fig. 1 bis 10 handelt es sich bei dem Maschinen­ element, dessen hindurchgeleitetes Drehmoment gemessen werden soll, jeweils um eine Welle 1. Sie ist im Gegen­ satz zu den bekannten Drehmoment-Meßnaben im Bereich der Meßeinrichtung nicht unterbrochen, sondern läuft durch diese hindurch.

Bei den mit dem Maschinenelement verbundenen Teilen, die sich bei Durchleitung eines Drehmomentes relativ zueinander verdrehen, handelt es sich um zwei axial benachbarte Ringe 2 und 3, die drehfest und axial unver­ schiebbar auf der Welle 1 festgelegt sind. Diese Fest­ legung erfolgt zweckmäßigerweise nahe den abgewandten Enden der Ringe, etwa durch die eingezeichneten Quer­ bolzen 4 und 5, damit die axiale Baulänge der beiden Ringe soweit wie möglich zur Erzeugung einer möglichst großen Relativdrehung zwischen diesen Ringen ausge­ nützt wird, wenn durch die Welle 1 ein Drehmoment hindurchgeleitet wird.

An ihren einander zugewandten Stirnseiten weisen die Ringe mehrere über den Umfang verteilte, einander jeweils axial gegenüberstehende Kerben 2 a und 3 a auf. Zwischen diesen gegenüberstehenden Kerben ist jeweils ein sich radial erstreckender Schneidenkörper 6 ge­ lagert, wie dies aus der Detailzeichnung oberhalb von Fig. 1 deutlich wird. Die bei Drehmomentübertragung durch die Welle 1 ausgelöste Relativdrehung zwischen den Ringen 2 und 3 führt somit zur Verdrehung der Schneidenkörper 6 um eine radial zur Welle 1 verlaufen­ de Achse. Aus dieser Verdrehung wird eine gravierend verstärkte Axialbewegung abgeleitet, in dem jeder Schneidenkörper außerhalb der Kerben 2 a und 3 a einen in Umfangsrichtung laufenden Zeiger 7 trägt. Dieser Zeiger ist in Fig. 2 gut erkennbar.

Zweckmäßig läuft der Zeiger 7 von dem Schneidenkörper 6 ausgehend nicht nur in einer, sondern in beiden Umfangs­ richtungen, und zwar mit der jeweils gleichen Zeiger­ länge. Dann addiert sich zu der Zeigerauslenkung am einen Ende eine gleichgroße Zeigerauslenkung am anderen Ende und das aufgrund der Zeigerlänge an sich schon erheblich verstärkte Meßsignal wird nochmals verdoppelt.

Die Zeigerenden sind durch radial zur Welle 1 verlaufende Zylinder 7 a ballig ausgebildet und liegen mit diesen Enden spielfrei zwischen zwei sich beidseits axial an­ schließenden Geberringen 8 und 9. Diese Geberringe sind axial verschiebbar auf den Ringen 2 und 3 gela­ gert und werden durch jeweils außen angreifende Druck­ federn 10 und 11 in Anlage mit den Zylindern 7 a der Zeiger 7 gehalten.

Auf diese Weise führt die Durchleitung eines Drehmo­ mentes durch die Welle 1 zu einem axial Auseinander­ fahren der beiden Geberringe 8 und 9, wobei die von den Geberringen zurückgelegte Weglänge direkt pro­ portional im Drehmoment ist.

Die Axialposition der Geberringe 8 und 9 wird in an sich bekannter Weise abgefühlt, insbesondere berührungslos, etwa durch einen außen angeordneten, stationären Induktions­ ring. Aus der in ihm erzeugten Spannung wird schließlich in bekannter Weise, etwa mittels einer elektronischen Recheneinheit das gesuchte Drehmoment berechnet.

Damit Wärmedehnungen der Welle 1 zu keiner Verfälschung des Meßergebnisses führen, empfiehlt es sich grundsätzlich, die Axialposition der Geberringe nicht absolut, sondern in Relation zu solchen Bezugsflächen zu messen, die der gleichen Wärmedehnung unterliegen. Solche Bezugsflächen sind insbesondere die radial verlaufenden Stirnflächen der sich relativ zueinander verdrehenden Teile 2 und 3.

Wie man sich leicht vorstellen kann, erzeugt die im µ-Bereich oder im ¹/₁₀₀-mm-Bereich liegende Torsion der Welle 1 eine zigfach vergrößerte Axialverschiebung der Geberringe 8 und 9. Die Befestigungspunkte der Teile 2 und 3 auf der Welle können also axial wesent­ lich näher als bisher zusammengerückt werden und zu­ sätzlich ergibt sich noch ein wesentlich stärkeres Meßsignal, das eine genauere Messung selbst geringer Drehmomente erlaubt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen im Prinzip ähnlichen Aufbau. Funktionsmäßig einander entsprechende Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Fig. versehen. Anstelle der Schneiden­ körper 6 sind hier jedoch kleine elastische Platten 16 an den Ringen 2 und 3 montiert. Die Platten 16 sind jeweils mit ihrem einen Ende am Ring 2, mit ihrem anderen Ende am Ring 3 befestigt und über­ brücken den Zwischenraum zwischen beiden Ringen. Zweckmäßig sind sie so eingebaut, daß sie genau axial verlaufen, wenn die Welle 1 drehmomentfrei ist.

An ihrem Mittelbereich ist ein senkrecht abstehen­ der, sich etwa in Umfangsrichtung erstreckender Zeiger 17 angeordnet. Er erstreckt sich im Gegensatz zum vor­ herigen Ausführungsbeispiel nur in der einen Umfangs­ richtung und wirkt daher auch nur mit einem Geberring 19 zusammen. Dieser Geberring braucht keine Führung auf den Teilen 2 oder 3. Er kann allein durch seine Befestigung an den Enden der Zeiger 17 gehalten werden.

Selbstverständlich braucht die Platte 17 nicht plan verlaufen. Sie kann ebensogut abgewinkelt sein. Wesent­ lich ist nur, daß sie hinreichend elastisch ist, um die Relativdrehungen zwischen den Ringen 2 und 3 mit­ machen zu können. Insbesondere kann die Platte 16 teilweise starr sein und nur am Übergang zu den be­ festigungsstellen mit den Ringen 2 und 3 jeweils einen flexiblen Zwischenabschnitt aufweisen.

Ebenso bestehen auch für die Verbindung der Platte 16 mit den beiden Ringen 2 und 3 zahlreiche konstruktive Varianten. Die Verschraubung in Radialrichtung hat sich jedoch gegenüber einer von den Stirnseiten aus­ gehenden Axialverschraubung als günstiger erwiesen, weil dabei die Schraubverbindung einer geringeren Belastung ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck weisen die einander zugewandten Stirnseiten der Ringe 2 und 3 Ausfräsungen 2 b und 3 b auf, wobei diese Ausfräsungen jeweils die Axial- und Radialrichtung verlaufende Anlageflächen für die Platten 16 aufweisen.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, anstelle der Platten 16 einen Hebel zu verwenden, dessen Enden derart ge­ lenkig an den Ringen 2 und 3 festgelegt sind, daß diese Enden bei Relativdrehung zwischen den Ringen um radiale Achsen verschwenken. In diesem Fall ist der Hebel durchgehend starr auszuführen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Meßeinrichtung, bei der die Ringe 2 und 3 über Keilflächen miteinander in Wirkverbindung stehen.

Hierzu weist der Ring 2 einen radial vorstehenden Bund 2 c auf, in dem mehrere in Umfangsrichtung ver­ teilte Ausnehmungen 2 d vorgesehen sind. In diese Aus­ nehmungen ragen einerseits axial Vorsprünge 3 d eines entsprechenden Bundes 3 c des Ringes 3, andererseits axial vorstehende Keile 29 a eines Geberringes 29.

Die Keile 29 a stehen über Keilflächen mit dem radialen Bund 2 c in Wirkverbindung, die mit einem flachen An­ stellwinkel gegenüber der Wellenachse verlaufen. Dadurch bewirkt eine Relativdrehung zwischen den Ringen 2 und 3 in Pfeilrichtung ein axiales Heraus­ schieben des drehfest, aber axial nachgiebig am Teil 3 geführten Geberringes 29, bis die zunehmende Rück­ stellkraft der Feder 25 im Gleichgewicht steht mit der vom Drehmoment verursachten axialen Verschiebe­ kraft.

Soll die Meßeinrichtung in beiden Drehrichtungen wirk­ sam sein, so braucht lediglich die der schrägstehenden Keilfläche gegenüberliegende Berührfläche zwischen dem Teil 29 a und dem Vorsprung 3 d spiegelbildlich geneigt zu sein.

In beiden Fällen empfiehlt es sich, zwischen den Gleit­ flächen eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zwischenlage aus reibwertminderndem Werkstoff vorzu­ sehen. Dadurch kann mit flachem Anstellwinkel an den Gleitflächen gearbeitet werden, woraus sich eine hohe Verstärkung bei der Umsetzung der Umfangsbewegung in die Axialverschiebung des Geberringes 29 ergibt.

Fig. 7 zeigt eine Bauform, bei der die beiden Ringe 2 und 3 durch eine Reihe von Kniehebeln 35 a und 35 b einstückig mit einem gemeinsamen Geberring 39 ver­ bunden sind. Dabei bilden die Ringe 2 und 3, die Kniehebel 35 a und 35 b und der Geberring 39 einen Zylinder, in den durch zahlreiche schraubenförmige Ausfräsungen eine Reihe nebeneinander angeordneter Kniehebel erzeugt worden ist. Die Kniehebel 35 a und 35 b verlaufen spiegelbildlich zueinander und unter einem möglichst flachen Anstellwinkel gegenüber der Umfangsrichtung damit Relativdrehungen zwischen den Ringen 2 und 3 eine starke Axialverschiebung des Geberringes 39 bewirken.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine vom prinzipiellen Aufbau her ähnliche Konstruktion. Dabei liegen aber Kniehebel als separate Bauteile vor. Sie bestehen aus Federstäben 45 a und 45 b und sind zweckmäßig einteilig ausgeführt. Während der Federstab 45 a an seinem einen Ende mit dem Ring 2 und an seinem anderen Ende mit dem Geberring 49 verbunden ist, ist der andere Feder­ stab 45 b an seinem einen Ende mit dem Ring 3, an seinem anderen Ende mit dem Geberring verbunden. Da beide Federstäbe bevorzugt zu einem einzigen Element kombiniert sind, können sie in der Mitte dieses Elementes gemeinsam mit dem Geberring 49 verbunden werden.

Die Federstäbe sind jeweils an sich radial erstreckenden Stirnflächen der Ringe 2 und 3 und des Geberringes 49 montiert, wobei der eine Ring, im Ausführungs­ beispiel der Ring 2 axiale Vorsprünge aufweist, die so bemessen sind, daß die mit den Ringen 2 und 3 ver­ bundenen Enden der Federstäbe in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Wellenachse liegen. Von dieser Ebene ausgehend verlaufen die Federstäbe unter einem flachen Anstellwinkel zum Geberring 49, damit dieser eine möglichst große Axialverschiebung bezogen auf das durch die Welle 1 hindurchgeleitete Drehmoment durchführt.

Aufgrund der Eigenelastizität der Federstäbe brauchen sie an ihren Enden nicht gelenkig mit den jeweiligen Anschlußteilen verbunden werden, sondern können fest verschraubt werden. Durch entsprechende Querschnitts­ bemessung ist lediglich sicherzustellen, daß sie sich nicht willkürlich und unregelmäßig verbiegen, sondern präzise Schwenkbewegungen ausführen. Dies läßt sich dadurch herbeiführen, daß sie nahe ihrer Anschlußenden einen definierten Biegebereich aufweisen, während das Mittelstück durch entsprechende Profilierung biegesteif gehalten wird.

Auch hier liegt es selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, die Federstäbe nicht an den einander zuge­ wandten Stirnseiten des Ringes 2 und 3 anzuordnen, sondern sie an ihren Enden abzuwinkeln und etwa wie in Fig. 4 dargestellt zu montieren.

Auch brauchen die Federstäbe in der Draufsicht nicht gradlinig zu verlaufen, sondern können abgewinkelt sein, insbesondere damit die Befestigungspunkte am Geber­ ring 49 (vergl. Fig. 9) weiter nach außen zu liegen kommen.

Im Gegensatz zu den vorangegangenen Fig. zeigen die Fig. 13 bis 15 die erfindungsgemäße Meßeinrichtung an einem nabenförmigen Maschinenelement, wobei die sich relativ zueinander verdrehenden Teile nicht axial, sondern radial benachbart angeordnet sind.

In den Fig. 11 bis 13 ist das Maschinenelement, an dem die Meßeinrichtung eingebaut ist, eine Riemenscheibe 50. Sie weist in ihrem Mittelbereich zahlreiche in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Axialbohrungen 51 auf. Durch diese Querschnittsschwächung kommt es bei der Drehmomentübertragung zu einer elastischen Ver­ lagerung in Umfangsrichtung zwischen den radial inner­ halb und den radial außerhalb der Bohrungen 51 liegen­ den Umfangsbereichen der Riemenscheibe. Diese Relativ­ drehung wird zur Bestimmung des durchgeleiteten Dreh­ momentes herangezogen. Die vorgenannten, sich bei Drehmomentübertragung relativ zueinander verdrehenden Teile werden hier also durch den inneren Umfangs­ bereich 52 bzw. den äußeren Umfangsbereich 53 der Riemenscheibe gebildet.

An diesen Umfangsbereichen sind stirnseits - im Falle des inneren Umfangsbereiches 52 unter Zwischenschaltung eines Ringes 52 a - mehrere in Umfangsrichtung ver­ teilte gabelförmige Kniehebel 55 montiert. Die Knie­ hebel laufen in der Draufsicht ähnlich wie im voran­ gegangenen Ausführungsbeispiel in Tangentialrichtung. Dasjenige Ende des Kniehebels, bei dem die Gabel­ zinken 55 a und 55 b zusammenlaufen, ist an einem Geber­ ring 59 festgelegt, während das Ende der einen Gabel­ zinke 55 a an dem mit dem inneren Umfangsbereich 52 verbundenen Ring 52 a, das Ende der anderen Gabel­ zinke 55 b hingegen an dem äußeren Umfangsbereich 53 festgelegt ist.

Wesentlich ist nun, daß die Gabelzinken in eingebautem Zustand gegeneinander verschränkt sein müssen. Diese Verschränkung ist in Fig. 12 erkennbar. Die Befestigungs­ punkte der Gabelzinken an den sich relativ zueinander verdrehenden Teilen 52 a und 53 müssen also in Axial­ richtung etwas gegeneinander versetzt sein, sollten aber aus Symmetriegründen in einer gemeinsamen Radial­ ebene liegen. Der andere Befestigungspunkt am Geber­ ring 59 liegt aus Symmetriegründen in einer Mittel­ ebene zwischen den beiden genannten Radialebenen. Da­ durch ist der Proportionalitätsfaktor zwischen Dreh­ moment und Axialverschiebung des Geberringes 59 unab­ hängig von der Richtung des Drehmomentes.

Die Zinken 55 a und 55 b des gabelförmigen Kniehebels laufen spiegelbildlich unter einem sehr flachen An­ stellwinkel relativ zur Umfangsrichtung, damit Relativ­ drehungen zwischen den Teilen 52 a und 53 eine möglichst große Axialverschiebung des Geberringes 59 bewirken.

Die Kniehebel sind im Ausführungsbeispiel aus Feder­ stahl hergestellt und in ihrem Mittelbereich durch eine Profilierung ausgesteift. Dadurch ist wie im vor­ angegangenen Ausführungsbeispiel eine unkontrollierte Verbiegung vermieden. Vielmehr werden definierte Ab­ winkelungsbereiche zwischen der Profilierung und den Befestigungspunkten des Kniehebels geschaffen, in denen sich die Zinken des Kniehebels elastisch ab­ winkeln können.

Selbstverständlich könnte statt dessen auch mit durch­ gehend steifen Kniehebeln gearbeitet werden, wenn sie an den Enden gelenkig an den Teilen 52 a und 53 ange­ ordnet werden.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine ähnliche Bauform wie in den Fig. 11 bis 13 dargestellt. Im Gegensatz zu der vorbeschriebenen Bauform wird hier ein relativ massiver Kniehebel 155 verwendet. Er kann durch Ausfräsung eines Vollmaterials hergestellt werden und ist dadurch wesent­ lich steifer als der vorbeschriebene Kniehebel 55. Man erhält dadurch eine höhere Eigenfrequenz des elastischen Systems Kniehebel und Geberring. Dadurch wird die Gefahr, daß die Anzeigegenauigkeit des Geberringes durch Schwingungen verfälscht wird, wesentlich verringert.

Wie man insbesondere in Fig. 15 sieht, besteht der gabel­ förmige Kniehebel 155 aus zwei parallel verlaufenden Zinken 155 a und 155 b, die mit den beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teilen 52 und 53 verbunden sind. Da hier im Gegensatz zur vorbeschriebenen Bauform die Anlenkpunkte der beiden Gabelzinken axial miteinander fluchten, ist das Innere der beiden sich relativ zuein­ ander verdrehenden Teile 52 über einen Winkelring 52 a nach außen gezogen bis etwa auf den Radius des äußeren Teiles 53. So kann der Kniehebel 155 mit seinen Zinken an einander zugewandten Planseiten 52 b und 53 montiert werden. Das andere Ende, also das Kopfstück ist wie bei der vorbeschriebenen Bauform an dem Geberring 59 montiert und verschiebt diesen je nach dem zwischen den Teilen 52 und 53 sich einstellenden Drehwinkel und Drehrichtung mehr oder weniger stark in der einen oder anderen Axial­ richtung.

Da die beschriebene Verdrehung zwischen den Teilen 52 und 53 auch zu einer Verschränkung der Anlenkpunkte der Gabelzinken 155 a und 155 b führt, kann zweckmäßig einer der beiden Zinken über ein in Radialrichtung nachgiebiges Gelenk an dem Teil 52 b oder 53 befestigt sein.

Des weiteren kann es zur Schwingungsdämpfung zweckmäßig sein, die Kniehebel mit Dämpfungsmaterial zu kombinieren oder den Zwischenraum zwischen dem Stellglied 59 und seinem Nachbarring (hier der Winkelring 52 b) mit elasti­ schen oder plastischen Massen zu füllen. Dies gilt gleicher­ maßen auch für die anderen Ausführungsvarianten der Er­ findung.

In den Fig. 17 und 18 ist die Meßeinrichtung an ein Zahnrad 60 angebaut. Auch hier ist durch zahl­ reiche in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Axial­ bohrungen 61 die Elastizität des Zahnrades in Um­ fangsrichtung so erhöht, daß es bei Drehmomentüber­ tragung zwischen dem innen liegenden Umfangsbereich 62 und dem außen liegenden Umfangsbereich 63 zu einer gewissen Relativdrehung kommt. Diese Umfangsbereiche fungieren also wieder als die vorgenannten, sich relativ zueinander verdrehenden Teile, von denen die Messung des Drehmomentes abgeleitet wird.

Um die Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung zu übersetzen, werden mehrere Kniehebel 65 verwendet, die wieder symmetrisch über den Umfang verteilt sind, die jedoch im Gegensatz zu den beiden vorangegangenen Ausführungsbeispielen nicht zweiarmig, sondern einarmig sind.

Wie die Zeichnung zeigt, ist das eine, in Fig. 17 das rechte Ende des Kniehebels am äußeren Umfangsbereich 63 und das andere Ende des Kniehebels an einem mit dem inneren Umfangsbereich 62 verbundenen Ring 62 a fest­ gelegt. Die Festlegung erfolgt jeweils an den Stirn­ flächen des Umfangsbereiches 63 bzw. des Ringes 62 a, wobei diese Stirnflächen in Axialrichtung etwas ver­ setzt sind, damit der Kniehebel 65 unter dem gewünschten flachen Anstellwinkel relativ zur Umfangsrichtung ver­ läuft.

Wesentlich ist nun, daß der Ring 62 a nur drehfest, aber axial verschiebbar mit dem inneren Umfangsbereich 62 verbunden ist. Dies geschieht mittels einer radial verlaufenden Membranscheibe 66, die innen am Umfangs­ bereich 62, außen an dem Ring 62 a befestigt ist. Auf diese Weise wird der Ring 62 a je nach Drehmomentrichtung in der einen oder in der anderen Axialrichtung ver­ schoben und fungiert selbst als Geberring.

Der in Fig. 17 dargestellte Kniehebel besteht aus einem Federstahlband 65 a, das im Mittelbereich und an den beiden Anschlußenden verstärkt ist. Dadurch wird die elastische Abwinkelung des Kniehebels auf die genau definierten, unverstärkten Zwischenbereiche beschränkt.

Schließlich zeigt Fig. 18 noch die Verwendung eines Referenzringes 67. Er ist am inneren Umfangsbereich 62 festgelegt und fluchtet, wenn kein Drehmoment über­ tragen wird, mit dem Ring 62 a. Die Verwendung eines derartigen Referenzringes, der sinngemäß auch bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen eingebaut werden kann, empfiehlt sich dann, wenn das zu messende Maschinenteil starken Temperatureinflüssen und damit einhergehenden Verlagerungen in Axialrichtung ausgesetzt ist. Diese axialen Verlagerungen, die sich zwangsläufig auch auf die Axialposition des Geberringes auswirken, würden das Meßergebnis verfälschen. Diese Verfälschung wird ausgeschlossen, in dem die Axialposition des Geberringes nicht absolut, sondern relativ zu dem Referenzring ge­ messen wird. Hierzu können an sich bekannte elektronische Meßeinrichtungen verwendet werden.

Die Fig. 19 und 20 zeigen eine Meßeinrichtung bei einer Bauform ähnlich wie in den Fig. 17 und 18. Auch hier ist die Nabe durch geeignete Formgebung, beispielsweise durch Speichen 64 in axialer Richtung sehr steif, in Umfangsrichtung aber drehelastisch ausgebildet, so daß es bei Drehmomentbeaufschlagung zu einer Relativdrehung zwischen dem inneren Umfangsbereich 62 und dem äußeren Umfangsbereich 63 kommt.

Wie aus der unteren Hälfte von Fig. 20 hervorgeht, wird die Relativdrehung des äußeren Umfangsbereiches 63 über mehrere tangential verlaufende Zuglaschen 70 auf einen koaxial angeordneten Stellring 71 übertragen.

Innerhalb des Stell- oder Geberringes 71 befindet sich ein mit dem inneren Umfangsbereich 62 unverrückbar verbundener Ring 67, der als Referenzring fungieren kann. Um nun die Verdrehung des Geberringes 71 relativ zum Referenzring 67 in eine Axialverschiebung des Geberringes umzuwandeln, sind diese beiden Ringe durch mehrere Biegehebel 72 miteinander verbunden. Wesentlich dabei ist, daß diese Biegehebel 72 nicht genau innerhalb einer Radialebene liegen, sondern schräg unter einem Anstellwinkel α, wie Propellerflügel eingebaut sind. Dadurch bewirken sie, daß bei Relativ­ drehungen zwischen den Ringen 62 und 71 dem letztge­ nannten eine Axialverschiebung aufgezwungen wird. Je nach Wahl des Winkels α läßt sich eine merkliche Vergrößerung des Axialweges gegenüber der ursprünglichen Verdrehung in Umfangsrichtung herbeiführen. Die Axialverschiebung des Geberringes 71 kann wiederum über geeignete berührungslose Wegmeßeinrichtungen abgegriffen werden.

Die Zuglaschen 70 und die Biegehebel 72 sind als massive Zug- oder Druckstäbe ausgebildet und an ihren Enden jeweils über Gelenke schwenkbar an den genannten Anschlußteilen gelagert.

Die notwendige Verspannung zwischen den beweglichen Teilen der Meßeinrichtung erfolgt durch mehrere über den Umfang verteilte Druckfedern 73, die axial zwischen dem Nabenteil 60 und dem Geberring 71 verspannt sind.

Damit die Einrichtung für links- und rechtsdrehende Momente geeignet ist, können die Zuglaschen 70 vorgespannt sein, das heißt, daß der Geberring 71 bereits beim Drehmoment = 0 eine definierte Auslenkung hat, was der Null-Stellung des Systems entspricht.

Die Fig. 21 und 22 zeigen eine Meßeinrichtung, bei der die Umwandlung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialverschiebung nach dem gleichen Prinzip wie in Fig. 19 und 20 erfolgt. Im Gegensatz dazu sind hier die beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile aber nicht radial, sondern axial benachbart. Es handelt sich dabei um Ringe 102 und 103, die axial nebeneinander auf der Welle 1 angeordnet sind. Ihre starre Verbindung mit der Welle erfolgt jeweils über ein Paar konischer Klemmringe 102 a und 103 a, die durch äußere Flanschringe 104 und 105 axial übereinandergeschoben werden und so die radiale Verspannung zwischen den Teilen 102, 103 mit der Welle 1 herbeiführen.

Ähnlich wie in Fig. 19 und 20 wird auch hier die Relativ­ drehung des einen Teiles, nämlich des Teiles 103 über zahlreiche über den Umfang angeordnete, etwa tangential verlaufende Zuglaschen 70 auf den Geberring 71 übertragen. Und der Geberring 71 ist seinerseits, wie vorher beschrieben, über mehrere radial verlaufende Biegehebel 72′ mit dem anderen der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile, nämlich dem Teil 102 drehfest, aber axial verschieb­ bar verbunden. Die Biegehebel 72′ sind wiederum propeller­ artig unter einem Anstellwinkel α eingebaut, so daß es bei Relativdrehungen zwischen den Ringen 102 und 103 zu einer Axialverschiebung des Geberringes 71 kommt.

Der Geberring 71 und das Teil 102 sind so angeordnet, daß ihre radial verlaufenden Stirnflächen an der einen Seite miteinander fluchten. Dadurch kann das Teil 102 als Referenzring für die Messung der Axialverschiebung des Geberringes 71 verwendet werden.

Während die Zuglaschen 70 und die Biegehebel 72 in Fig. 19 und 20 als massive Zug- oder Druckstäbe ausgebildet sind, handelt es sich hier um Zuglaschen 70′ und Biegehebel 72′ aus Federstahl. Sie können dadurch die auftretenden Ver­ formungen bei der Axialverschiebung des Geberringes 71 elastisch aufnehmen und können an ihren Enden unmittelbar fest an ihren jeweiligen Anschlußteilen montiert werden. Die in Fig. 19 und 20 gezeigten Gelenke sind hier also nicht notwendig.

Zusammenfassend zeichnen sich alle Ausführungsbeispiele dadurch aus, daß die Meßeinrichtung ohne Unterbrechung des Drehmoment-Stranges montiert werden kann, daß sie bei kompaktem Aufbau ein wesentlich höheres Meßsignal als bisher erzeugt und daß dieses Meßsignal auch bei stehendem, nicht rotierendem Maschinenelement und sogar unabhängig von dessen Winkellage berührungslos abgenommen werden kann.

Einzelmerkmale einzelner Ausführungsbeispiele können mit Merkmalen anderer Beispiele kombiniert oder ausgetauscht werden, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (30)

1. Verfahren zur Messung des durch ein drehbares Maschinenelement hindurchgeleiteten Drehmomentes mittels zweier unter axialer und/oder radialer Distanz mit diesem Maschinenelement verbundener Teile, die sich bei Durchleitung eines Drehmomentes durch das Maschinenelement relativ zueinander verdrehen, wobei die in Umfangsrichtung erfolgende Relativdrehung zwischen diesen beiden Teilen zur Bestimmung des übertragenen Drehmomentes herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativdrehung in eine verstärkte Axialbe­ wegung übersetzt und diese Axialbewegung als Maß für das übertragene Drehmoment gemessen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Über­ setzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbe­ wegung durch zumindest einen zwischen den sich relativ zueinander verdrehenden Teilen (2, 3) ange­ ordneten, mit ihnen in Wirkverbindung stehenden und bei Relativdrehung sich mitdrehenden Drehkörper (6, 16) erfolgt, der zur Meßwertübersetzung einen sich in Umfangs­ richtung erstreckenden Zeiger (7, 17) aufweist, des­ sen axiale Auslenkung am Zeigerende meßbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper als in gegenüberliegenden Kerben (2 a, 3 a) der sich relativ zueinander verdrehenden Teile (2, 3) eingesetzter Schneidenkörper (6) aus­ gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (16) über elastische Gelenke mit den beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile (2, 3) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (16) mitsamt seinen Gelenken als plane oder abgewinkelte Platte aus Federstahl oder ähnlichem Werkstoff ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6, 16) ein­ stückig mit seinem Zeiger (7, 17) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung durch zwischen den sich relativ zueinander verdrehenden Teilen (2, 3) angeordnete Keile (29 a) erfolgt, deren Neigungswinkel zur Axialrichtung größer als der Haft­ reibungswinkel ist und die mit entsprechenden Keil­ flächen des einen und/oder des anderen Teiles (2, 3) in Wirkverbindung stehen und bei Drehmomentübertragung relativ zu diesen axial gegen eine Rückstellkraft ver­ schiebbar sind, wobei die Axialposition der Keile (29 a) meßbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen korrespondierenden Keilflächen Zwischen­ lagen aus reibwertmindernden Werkstoffen angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keile (29 a) durch Federn (25) axial gegenüber zumindest dem einen (3) der sich relativ zueinander verdrehenden Teile (2, 3) verspannt sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Über­ setzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axial­ bewegung durch mit den beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teilen (2, 3) verbundene Kniehebel (35 a, 35 b; 45 a, 45 b; 55 a, 55 b) erfolgt, die jeweils an ihrem einen Ende mit dem einen bzw. anderen der sich relativ zueinander verdrehenden Teile (2, 3) und an ihrem anderen Ende mit einem gemeinsamen Stellglied (39, 49, 59) verbunden sind, dessen Axialposition meßbar ist, wobei die Kniehebel (35 a, 35 b; 45 a, 45 b; 55 a, 55 b) unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufen und zwischen den mit dem einen sich drehenden Teil (2) verbundenen Kniehebeln (35 a, 45 a, 55 a) und den mit dem anderen sich drehenden Teil (3) verbundenen Kniehebeln (35 b, 45 b, 55 b) eine Winkeldifferenz be­ steht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem einen drehbaren Teil (2) verbundenen Kniehebel (35 a, 45 a, 55 a) spiegelbild­ lich zu den mit dem anderen drehbaren Teil (3) ver­ bundenen Kniehebeln (35 b, 45 b, 55 b) verlaufen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (35 a, 35 b) ein­ stückig mit den beiden sich verdrehenden Teilen (2, 3) und dem gemeinsamen Stellglied (39) herge­ stellt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch kennzeichnet, daß jeder Kniehebel durch eine mit dem Stellglied (59) verbundene Gabel (55) gebildet ist, deren eine Zinke (55 a) mit dem einen drehbaren Teil (52) und deren andere, dazu verschränkter Zinke (55 b) mit dem anderen drehbaren Teil (53) verbunden ist.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung durch Kniehebel (155) in Form von Gabeln erfolgt, deren beide Zinken (155 a, 155 b) parallel laufen und mit dem einen bzw. dem anderen der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile (52, 53) verbunden sind, während der Kopf der Gabel jeweils mit einem gemeinsamen Stellglied (59) verbunden ist, dessen Axialposition meßbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelzinken (155 a, 155 b) in Axialrichtung der sich verdrehenden Teile (52, 53) miteinander fluchten.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung durch Knie­ hebel (65) erfolgt, die unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufen und nur an ihrem einen Ende mit dem einen (63) der beiden sich relativ zueinander verdre­ henden Teile (62, 63), an ihrem anderen Ende dagegen mit einem Zwischenglied (62 a) verbunden sind, das seinerseits drehfest, aber axial verschiebbar mit dem anderen (62) der beiden sich drehenden Teile verbunden ist und ein Stellglied trägt oder selbst als Stellglied fungiert und dessen Axialposition meßbar ist.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung der Relativdrehung in eine verstärkte Axialbewegung durch Biege­ hebel (72) erfolgt, die etwa radial verlaufen, gegenüber einer Radialebene jedoch einen Anstellwinkel (α ) aufweisen und nur an ihrem einen Ende mit dem einen (62; 102) der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile an ihrem anderen Ende dagegen mit einem Zwischenglied (71) verbunden sind, das seinerseits drehfest, aber axial ver­ schiebbar mit dem anderen (63; 103) der beiden sich drehenden Teile verbunden ist und ein Stellglied trägt oder selbst als Stellglied fungiert und dessen Axialposition meßbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenglied eine Membran (66) ist, die ein ringförmiges Stellglied (62 a) trägt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung des Zwischengliedes (71) mit dem sich drehenden Teil (63, 103) durch mehrere, etwa tangential laufende Gelenkhebel (70) oder Metallbänder (70′) erfolgt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (35 a, 35 b; 45 a, 45 b; 55 a, 55 b; 65) oder die Biegehebel (72′) aus Federstahl oder ähnlichen Werkstoffen bestehen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (45 a, 45 b; 55 a, 55 b; 65) oder die Biegehebel (72′) aus drucksteifen Metallblättchen bestehen und ihre Verbindung mit den drehbaren Teilen (2, 3; 52, 53; 62, 63, 102) und mit dem Stellglied (49, 59, 62 a, 71) über elastische Gelenke erfolgt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (155) oder die Biege­ hebel (72) als starre Hebel ausgebildet sind, die über Ge­ lenke mit einem oder beiden drehbaren Teilen und dem Stell­ glied verbunden sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (155) durch Ausfräsen eines Metallblockes hergestellt sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel mit Dämpfungsmaterial kombiniert sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiger (7, 17) bzw. die Keile (29 a) mit einem gemeinsamen, axial beweglichen Geberring (8, 9; 19; 29) in Wirkverbindung stehen, dessen Axialposition meßbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (39, 49, 59, 62 a) als axial beweglicher Geberring ausgebildet sind, dessen Axialposition meßbar ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Stellglied (39, 49, 59, 62 a, 71) und einem seiner axial unverschiebbaren Nachbar­ teile mit Dämpfungsmaterial gefüllt ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Geberring (62 a, 71) mit einem axial un­ verschiebbar an der Welle (1) montierten Referenzring (67) korrespondiert und das die Axialposition des Geberringes (62 a, 71) relativ zum Referenzring (67) meßbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzring (67) mit einem der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile (62) verbunden ist oder mit einem dieser Teile (102) identisch ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Referenzring (67) an demjenigen Teil (62) der beiden sich relativ zueinander verdrehenden Teile (62, 63) angeordnet ist, mit dem der Geberring (62 a) drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist.