DE4009286C2 - Anordnung zum Messen der Torsion eines stabförmigen Hohlkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Messen der Torsion eines stabförmigen Hohlkörpers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Anordnung ist bekannt (EP 159 825 A2). Bei dieser bekannten Anordnung weist das Meßelement einen scheibenförmigen Elementkörper auf, der an seinem Rand in der Ausnehmung des Wandabschnitts des Hohlkörpers befestigt ist. Das Meßelement trägt auf seiner vom Inneren des Hohlkörpers abgewandten Seite eine DMS-Anordnung. Bei der bekannten Anordnung kann das Meßsi­ gnal dadurch verstärkt werden, daß der Wandabschnitt auf einen schmalen, in Längsrichtung des Hohlkörpers verlaufenden Strei­ fen reduziert wird. Dies setzt allerdings voraus, daß der Hohl­ körper als zusätzliches Teil vorgesehen ist, das speziell der Übertragung der Torsion zum Meßelement dient, ansonsten aber keine Drehmoment- oder Torsionsübertragungsfunktion hat.

Durch die Veröffentlichung US 4 116 075 ist ein Meßelement be­ kannt, das zum Umwandeln einer durch eine zu messende Torsion verursachten Auslenkung einer Membran in ein elektrisches Sig­ nal dient. Dabei besteht der Elementkörper des Meßelements aus einer flachen Membran und einem mit der Membran einstückigen und entlang dem Rand der Membran verlaufenden, verdickten Flansch, der nur auf einer Seite der Membran ausgebildet ist, so daß der Elementkörper im Querschnitt ein flaches U-Profil hat und auf der anderen Seite eine ebene Grundfläche aufweist. Eine DMS-Anordnung ist auf der ebenen Grundfläche befestigt und vorzugsweise als Dünnfilm-DMS-Anordnung ausgebildet.

Durch die Veröffentlichung EP 344 496 A2 ist es an sich be­ kannt, den Elementkörper eines Dehnungsgebers mit einem für den Dehnungsgeber bestimmten Halter zu verschweißen.

Ein wesentlicher Anwendungsfall der durch die gattungsbildende Veröffentlichung bekannten Anordnung und der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, die Torsion eines stabförmigen Hohl­ körpers, bspw. eine Hohlwelle, zu messen, um das Drehmoment be­ stimmen zu können, das die Torsion verursacht und direkt pro­ portional zur Torsion ist. Solche Drehmomentmessungen erfolgen zu Untersuchungs- und Prüfzwecken im Rahmen der Werkstoff-, Werkstück- und Funktionsprüfung von Maschinen und Maschinentei­ len, aber auch im Rahmen von Steuerungs- und Regelungsaufgaben. Beispielsweise die Steuerung eines selbsttätig schaltenden Kraftfahrzeuggetriebes kann in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehmoment der Eingangs- und Ausgangswelle des Getriebes erfol­ gen. Als Eingangsgröße für die Steuerung wird dann das Drehmo­ ment auf einer der beiden genannten Wellen benötigt. Eine Drehmomentmessung kann auch dazu benutzt werden, die Eingangs­ größe für eine Lenkkraftverstärkung einer Kraftfahrzeuglenkung zu liefern, wozu das manuell auf die Lenkwelle aufgebrachte Drehmoment gemessen wird. Vorstehend ist auf das bevorzugte An­ wendungsgebiet der Erfindung, nämlich die Drehmomentmessung an Wellen, Bezug genommen. Es sei jedoch klargestellt, daß die Er­ findung nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt ist und sich beispielsweise auch für die Torsionsmessung statisch auf Drehung belasteter Hohlkörper eignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Anordnung dahingehend weiterzubilden, daß sie - bei gegebener Torsion - ein verhältnismäßig starkes Meßsignal liefert. Dabei soll die zu schaffende Anordnung vergleichsweise einfach her­ stellbar sein und im Betrieb hohe Zuverlässigkeit gewährlei­ sten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Verformung des verformbaren Wandabschnitts zunächst mechanisch über den fest mit dem Wandabschnitt verbundenen, verdickten Flansch der Mem­ bran übertragen und dadurch eine Verformung der Membran hervor­ gerufen. Es ist gefunden worden, daß es aufgrund der erfin­ dungsgemäßen Weiterbildung der Anordnung dabei nicht nur zur Verformungen in der Ebene der unbelasteten Membran kommt, son­ dern daß die Membran zusätzlich zonenweise auch senkrecht zur Membranebene verformt wird, wobei dieser eine Welligkeit aufge­ prägt wird. Aufgrund dieser zonenweisen Aufwölbung der Membran ist deren entlang der gewölbten Membranfläche gemessenen Länge­ nänderung größer als die zugrundeliegende Dehnung des verform­ baren Wandabschnitts, so daß die an der Membran befestigte Dünnfilm-DMS-Anordnung stärkeren Verformungen ausgesetzt ist, als wenn sie unmittelbar in Kontakt mit dem verformbaren Wandabschnitt stünde. Auf diese Weise hat die Membran eine me­ chanische Verstärkungsfunktion, die zu einem entsprechend ver­ größerten Meßsignal führt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Hohlwelle zur Erläuterung des Prinzips der Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Ansicht von zwei Mantellinien der Hohlwelle gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine kreisförmige Membran im unverformten und verformten Zustand;

Fig. 4 einen Schnitt nach A-A in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt nach B-B in Fig. 3;

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Meßelementes im montierten Zustand;

Fig. 7 eine ausschnittsweise Darstellung des Schicht­ aufbaus einer Dünnfilm-DMS-Anordnung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Brückenschaltung des Meßelementes;

Fig. 9 das Schaltungsschema der Brückenschaltung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf eine Anordnung zum Messen der Torsion einer Hohlwelle; und

Fig. 11 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der Welle gemäß Fig. 10.

Im folgenden wird zunächst das Prinzip der Erfindung anhand der schematischen Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Hohlwelle 2, die ein Beispiel für einen stabförmigen, zur Übertragung eines Drehmoments M geeigneten und bestimmten Hohlkörper dar­ stellt. Die zylindrische Hohlwelle 2 hat ein kreisring­ förmiges Profil. Wenn sie durch das Drehmoment M belastet ist, wird die Hohlwelle 2 verdreht, und zwar um die mit ihrer geometrischen Achse zusammenfallende Torsionsachse T. Diese Verformung der Hohlwelle 2 in Form einer Verdrehung bzw. Torsion ist eine elastische Verformung innerhalb des durch den Werkstoff der Hohlwelle vorgegebenen Hookeschen Bereichs und somit proportional zum Drehmoment M.

Fig. 1 zeigt zwei zueinander parallele Mantellinien 4 und 6, die für den unbelasteten Zustand der Hohlwelle 2 ausgezogen dargestellt sind. Durch die Torsion der Hohl­ welle 2 aufgrund des Drehmoments M werden diese Mantellinien schraubenlinienförmig, wie dies gestrichelt in Fig. 1 gezeigt ist. Fig. 2 zeigt in einer Abwicklung schematisch die Mantellinien 4 und 6 der unbelasteten Hohlwelle sowie die sich aus den Mantellinien 4 und 6 durch die Verformung ergebenden Mantellinien 4' und 6'. Wie Fig. 2 erkennen läßt, verringert sich der Abstand zwischen den Mantellinien 4 und 6 aufgrund der Torsion von einem Wert a auf einen Wert a'. Zugleich verlängern sich die Mantellinien von einem Wert b auf einen Wert b'. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß in der Mantelfläche der Hohlwelle 2 durch die Torsion eine Dehnung in Axialrichtung und eine Stauchung in Umfangsrichtung erfolgt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine kreisförmige flache Membran 8, von der angenommen wird, daß ihre Membranebene im wesentlichen in der Mantelfläche der Hohlwelle 2 liegt und daß ihr Rand fest verbunden ist mit dem umgebenden Abschnitt der Hohlwelle 2, so daß die Membran 8 an der vorstehend beschriebenen, torsions­ bedingten Verformung teilnimmt. Abgesehen von ihrem einge­ spannten Rand kann sich die flache Membran 8 frei auslenken. Aufgrund der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Verformung wird die Membran 8 im wesentlichen in Axialrichtung der Hohlwelle 2, die in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil X ange­ deutet ist, gedehnt und im wesentlichen in Umfangsrichtung, die in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil U angedeutet ist, gestaucht, so daß sie eine im wesentlichen elliptische Form annimmt. Im verformten Zustand ist die Membran durch das Bezugszeichen 8' bezeichnet. Klargestellt sei, daß die kreisförmige Membran 8 nicht geometrisch genau zu einer Ellipse verformt wird und daß auch die Hauptachsen der Verformung nicht genau mit der Axialrichtung X und der Umfangsrichtung U zusammenfallen, denn die Torsion der Welle hat nicht nur die anhand von Fig. 2 erläuterten Längenände­ rungen, sondern auch Winkeländerungen zur Folge. Ferner wird bei der Torsion auch der Rand der Membran senkrecht zur Ebene der unverformten Membran verformt, was nicht darge­ stellt ist. Für die vorliegende Erläuterung reicht es jedoch aus, lediglich eine Dehnung der Membran in Richtung einer Achse (Axialrichtung X) und eine Stauchung der Membran in Richtung einer dazu im wesentlichen senkrechten Achse (Umfangsrichtung U) zu berücksichtigen.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Membran gemäß A-A in Fig. 3, wobei der Umriß des Querschnits der nicht verformten Membran mit ausgezogenen Linien dargestellt ist und der Schnitt durch die neutrale Ebene der verformten Membran gestrichelt durch eine Kurve 10 dargestellt ist. Das Stauchen der Membran in Umfangsrichtung U hat zur Folge, daß die Membran senkrecht zu ihrer Membranebene auszuweichen versucht, so daß die Membran 8 eine gewisse Welligkeit ausbildet, wie dies durch die Kurve 10 schematisch gezeigt ist. Die Wellenkämme und Wellentäler verlaufen dabei im wesentlichen in Axialrichtung X. Dies heißt mit anderen Worten, daß die verformte Membran zonenweise zur einen und/oder anderen Seite aufgewölbt ist, wie dies schematisch Fig. 5 zeigt. In Fig. 5 ist wiederum der Umriß des Querschnitts der nicht verformten Membran 8 mit ausgezogenen Linien dargestellt, während der Schnitt durch die neutrale Ebene der verformten Membran durch eine gestrichelte Kurve 12 dargestellt ist. Durch die torsionsbedingte Dehnung wandert ein Randpunkt D der Membran zum Punkt D', während zugleich ein Randpunkt C der Membran zum Punkt C' wandert. Der Abstand c zwischen den Punkten C und D wird dabei auf den Abstand c' zwischen den Punkten C' und D' vergrößert. Wegen der festen Verbindung des Randes der Membran 8 mit dem umgebenden, verformten Abschnitt der Hohlwelle 2 ist die Differenz Δ1 = c' - c gleich der torsionsbedingten Längenän­ derung des verformten Abschnitts der Hohlwelle in der betrachteten Schnittebene. Wie Fig. 5 erkennen läßt, ist jedoch wegen der Krümmung der Kurve 12 die entlang dieser Kurve gemessene Länge c" des Kurvenstücks zwischen den Punkten C' und D' größer als der Abstand c'. Entlang der Membranoberfläche erfolgt aufgrund der Verformung in der Schnittebene von Fig. 5 eine Längenänderung von c zu c", wobei diese Längenänderung Δ2 = c" - c wegen c" < c' größer ist als die Längenänderung Δ1.

Durch die Übertragung der Längenänderung Δ1 auf die Membran 8 erfolgt somit eine mechanische Verstärkung im Verhältnis Δ2/Δ1. Dies wird bei der Erfindung ausge­ nutzt, daß eine DMS-Anordnung an der Membran befestigt ist und die DMS-Anordnung, somit der größeren Längenänderung Δ2 ausgesetzt ist als der in der Hohlwelle 2 bewirkten Längenänderung Δ1.

Klargestellt sei, daß die Kurve 10 die Aufwölbung schema­ tisch zeigt und insbesondere nicht in jedem Fall zwei linke (in Fig. 4) Wellenkämme und ein Wellental auftreten. Ferner sind der betrachteten Verformung der Membran 8 aufgrund von Dehnung und Stauchung weitere, nicht dargestellte und nicht erläuterte, Verformungen überlagert. Der Verstärkungseffekt ist jedoch schon in vorstehender Weise erläuterbar.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines montierten Meßelementes 16. Dieses umfaßt eine flache, ebene, kreis­ förmige Membran aus einem metallischen Werkstoff, beispiels­ weise einem austhenitischen Stahl. Einstückig mit der Membran 8 ist ein verdickter Flansch 18 ausgebildet, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines geschlossenen Ringflansches hat. Dieser Ringflansch befindet sich nur auf einer Seite der Membran 8, so daß die Einheit aus der Membran 8 und dem Flansch 18 im Querschnitt ein flaches U-Profil hat und auf der anderen Seite der Membran 8 eine ebene Grundfläche 20 aufweist. Verdickt ist der Flansch 18 in Dickenrichtung der Membran 8, so daß er in dieser Richtung beispielsweise eine Abmessung hat, die gleich dem Siebenfachen der Dicke d der Membran 8 ist. Radial innen und außen ist der Flansch 18 begrenzt durch kreiszylindrische Mantelflächen, deren Mantellinien parallel zueinander ver­ laufend senkrecht zur Membranebene stehen.

Das Meßelement 16 ist eingesetzt in einen verformbaren Wand­ abschnitt 14 des Körpers, dessen Torsion gemessen werden soll, also beispielsweise in die Wand der Hohlwelle 2. In diesem Abschnitt 14 ist eine Ausnehmung 22 in Form einer Bohrung ausgebildet, in die das Meßelement 16 mit seinem Flansch 18 eingepaßt ist. In der Fuge zwischen der Innenwand der Ausnehmung 22 und der Außenwand des Flansches 18 sind der Abschnitt 14 und das Meßelement 16 miteinander ver­ schweißt, wie dies durch die Schweißnaht 24 gezeigt ist, die beispielsweise durch Laserschweißen erzeugt worden sein kann.

Bevorzugte Abmessungen des vorstehend beschriebenen Meßele­ mentes sind eine Dicke d von 0,21 mm, ein Innendurchmesser des Flansches 18 von 4,0 mm, eine radiale Dicke e des Flansches 18 von 1,5 mm und eine axiale Höhe h von 1,5 mm.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausbildung ist die Membran 8 an ihrem Rand mit dem verformbaren Abschnitt 14 verbunden, so daß sie an dessen Verformung teilnimmt und dabei ihrerseits in der vorstehend anhand der Fig. 1 bis 5 erläuterten Weise verformt wird. Der verdickte Flansch 18 stellt ein Element mit verhältnismäßig großer Querschnitts­ fläche und verhältnismäßig großem Volumen dar, so daß er einerseits relativ steif ist und andererseits eine wesent­ lich größere Wärmekapazität als die Membran 8 hat. Dies führt dazu, daß die beim Verschweißen des Meßelementes 16 mit dem verformbaren Abschnitt 14 auftretenden Wärmebela­ stungen und temperaturbedingten mechanischen Spannungen weitgehend vom Flansch 18 absorbiert werden, so daß die Membran 8 und insbesondere die von ihr getragene, noch zu erläuternde DMS-Anordnung 26 sowie deren Lötstellen 28 vor zu hoher Wärmebelastung während des Verbindens des Meßele­ mentes 16 mit dem verformbaren Abschnitt 14 geschützt sind und außerdem temperaturbedingte mechanische Spannungen von der Membran 8 ferngehalten sind. Eine Folge der verhältnismäßig großen Steifigkeit des Flansches 18 besteht darin, daß dieser auch dann in gewünschter Weise an der Verformung des Abschnitts 14 teilnimmt und dessen Verformung zur Membran 8 überträgt, wenn der Flansch 18 nicht über seinen gesamten Umfang gleichmäßig fest mit dem Abschnitt 14 verbunden ist, d. h. wenn die Schweißnaht 24 möglicherweise Fehlstellen hat. Beispielsweise selbst dann, wenn der Flansch 18 nur am rechten und linken Scheitelpunkt des elliptischen Umrisses der Membran 8' gemäß Fig. 3 mit dem Abschnitt 14 verbunden wäre, würde bei einer Verformung des Abschnitts 14 der verdickte Flansch 18 und somit die von ihm gehaltene Membran 8 im wesentlichen in die elliptische Form gebracht werden. Dies heißt mit anderen Worten, daß die mittels des beschriebenen Meßelementes 16 durchgeführte Messung der Torsion eines Körpers verhältnismäßig unempfindlich ist gegen Fehler, die beim Verbinden des Meßelementes mit dem verformbaren Abschnitt 14 des Körpers auftreten könnten.

Auf der ebenen Grundfläche 20 ist die DMS-Anordnung 26 fest angebracht. Diese ist in Dünnfilmtechnik hergestellt. Ihr Schichtaufbau ist schematisch in Fig. 7 gezeigt. An der Grundfläche 20 haftet eine isolierende SiO₂-Schicht 30. An dieser haftet eine Widerstandsschicht 32, in der die Widerstände der DMS-Anordnung ausgebildet sind. Diese elektrischen Widerstände bestehen beispielsweise aus NiCr. An der Widerstandsschicht 32 haftet eine Leiterschicht 34, in der die elektrischen Leiter und Kontaktflächen ausgebil­ det sind und die beispielsweise aus Ni besteht. An der Leiterschicht 34 haftet eine Schutzschicht 36, die wiederum beispielsweise aus SiO₂ besteht. Die Herstellung einer derartigen Dünnfilm-DMS-Anordnung ist an sich bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert. Da diese Dünnfilm- DMS-Anordnung an der Einheit aus der Membran 8 und dem Flansch 18 angebracht wird, bevor das Meßelement 16 mit dem verformbaren Abschnitt 14 verbunden wird, stößt die Durchfüh­ rung der bei der Herstellung der DMS-Anordnung in Dünnfilm­ technik erforderlichen Schritte auf keine besonderen Schwie­ rigkeiten und sind all diejenigen Schwierigkeiten vermieden, die auftreten würden, wenn versucht würde, eine Dünnfilm- DMS-Anordnung an dem auf Torsion beanspruchten Körper, beispielsweise der Hohlwelle 2, anzubringen, der wesentlich größer als die Einheit aus der Membran 8 und dem Flansch 18 sowie komplizierter geformt ist.

Wie Fig. 6 erkennen läßt, ist das Meßelement 16 am bzw. im verformbaren Abschnitt derart angeordnet, daß die DMS-Anord­ nung 26 des Meßelementes dem Inneren des Körpers, beispiels­ weise dem Inneren der Hohlwelle 2 gewandt ist, so daß die DMS-Anordnung 26 vor Beschädigungen von außen geschützt ist.

Fig. 8 zeigt in Draufsicht die in der Widerstandsschicht 32 ausgebildeten elektrischen Widerstände sowie die in der Leiterschicht 34 ausgebildeten Leiter und Kontaktflächen. Das zugeordnete Schaltungsschema ist in Fig. 9 gezeigt. Die Anordnung der Widerstände auf der Membran 8 ist außer in Fig. 8 auch schematisch in Fig. 3 gezeigt.

Die DMS-Anordnung 26 umfaßt vier jeweils einen Dehnungsmeß­ streifen bildende Widerstände R1, R2, R3 und R4. Diese sind in der in Fig. 9 erkennbaren Weise zu einer Wheatstoneschen Vollbrücke geschaltet, der über zwei Kontaktflächen 40 und 44 die Speisespannung U_B zugeführt wird, während über zwei Kontaktflächen 38 und 42 die Signalspannung U_S abgenommen wird. Wenn die Widerstände in der in Fig. 3 gezeigten Weise auf der Membran 8 angeordnet sind, führt eine Verformung der Membran 8 zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes der Widerstände R2 und R4, wie dies in Fig. 9 durch Pfeile neben diesen Widerständen angedeutet ist, und zu einer Verringerung des elektrischen Widerstandes der Widerstände R1 und R3, wie dies ebenfalls durch Pfeile in Fig. 9 angedeutet ist. Demzufolge addieren sich die Signale der vier Dehnungsmeßstreifen bzw. Widerstände zur Signalspannung U_S. Diese ist wegen der anhand der Fig. 1 bis 5 erläuterten mechanischen Verstärkungswirkung der Membran größer, als wenn die gleiche DMS-Anordnung unmittelbar auf der Ober­ fläche des verformten Abschnitts 14 angebracht wäre.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Anordnung zum Messen der Torsion eines stabför­ migen Hohlkörpers, der als hohle Welle 46 ausgebildet ist. An ihren beiden axialen Enden ist die Welle 46 mit Kupplungsflanschen 48 versehen. Die zylindri­ sche Wand 50 der Welle 46 zwischen den Flanschen 48 bildet den bei Torsionsbeanspruchung verformten Wandabschnitt 14 der Welle. An diesem Abschnitt 14 ist eine Abflachung 52 ausgebildet, in der wiederum die Ausnehmung 22 als Bohrung ausgebildet ist. In der Ausnehmung 22 ist das bereits anhand der Fig. 6 bis 8 erläuterte Meßelement 16 befestigt, wobei dessen Membranebene im wesentlichen parallel zur Torsions­ achse T der Wette 46 derart verläuft, daß die auf der Mitte der Membran 8 errichtete Normale N die Torsionsachse T schneidet. Durch diese Anordnung des Meßelementes 16 in der Wand 50 der Welle 46 ist sichergestellt, daß die Membran 8 im wesentlichen in einer zylindrischen Mantelfläche der Welle 46 liegt und die zweiachsige Verformung, bestehend aus Stauchung und Dehnung, erfährt, wie sie anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert worden ist.

An die Kontaktflächen 38, 40, 42 und 44 sind elektrische Leitungen angeschlossen, von denen in Fig. 10 lediglich zwei Leitungen 54 und 56 gezeigt sind, wobei der Anschluß beispielsweise über die Lötstellen 28 (siehe Fig. 6) erfolgt. Diese Leitungen führen beispielsweise zu einem (nicht gezeigten) Steckeranschluß, wenn die Welle 46 stationär ist oder lediglich in einem begrenzten Winkel­ bereich gedreht wird, oder zu (nicht dargestellten) Schleif­ ringen auf der Welle 46, wenn diese im Betrieb umläuft.

Wie die Fig. 10 und 11 erkennen lassen, ist die DMS-Anord­ nung 26 geschützt im Inneren der Welle 46 angeordnet. Ermöglicht ist dies dadurch, daß zunächst die DMS-Anordnung 26 an der Membran 8 des Meßelementes 16 angebracht worden ist, bevor das Meßelement 16 mit der Welle 46 fest verbunden worden ist. Die Fig. 10 und 11 lassen ohne weiteres erkennen, daß an gleicher Stelle, nämlich auf der Innenseite der Wand 50, eine Dünnschicht-DMS-Anordnung unmittelbar nicht hätte ausgebildet werden können.

Claims (7)

1. Anordnung zum Messen der Torsion eines stabförmigen Hohl­ körpers (46) um dessen Torsionsachse, wobei die Anordnung einen aufgrund und während der Torsion verformbaren Wandabschnitt (14) des Hohlkörpers und ein Meßelement (16) aufweist, wobei in dem Wandabschnitt eine Ausnehmung (22) in Form einer Bohrung zur Aufnahme des Meßelementes ausgebildet ist, wobei das Meße­ lement einen scheibenförmigen Elementkörper (8, 18) aufweist, der an seinem Rand in der Ausnehmung befestigt ist, und wobei das Meßelement auf einer seiner Seiten eine am Elementkörper befestigte DMS-Anordnung (26) aus zumindest einem metallischen Dehnungsmeßstreifen (R1, R2, R3, R4) und zugehörigen metalli­ schen Kontaktflächen (38, 40, 42, 44) trägt, so daß der Elemen­ tenkörper die Verformung vom verformbaren Wandabschnitt zu dem Dehnungsmeßstreifen überträgt und dessen dadurch verursachte elektrische Widerstandsänderung als Maß für die Torsion dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementenkörper (8, 18) aus einer flachen Membran (8) und einem mit der Membran einstückigen und entlang dem Rand der Membran verlaufenden, verdickten Flansch (18) besteht, der nur auf einer Seite der Membran ausgebildet ist, so daß der Ele­ mentkörper im Querschnitt ein flaches U-Profil hat und auf der anderen Seite eine ebene Grundfläche (20) aufweist, daß die DMS-Anordnung (26) als Dünnfilm-DMS-Anordnung auf der ebenen Grundfläche (20) ausgebildet ist, daß die ebene Grundfläche (20) mit der Dünnfilm-DMS-Anordnung dem Inneren des Hohlkörpers (46) zugewandt ist und von der Innenseite des Wandabschnitts (14) des Hohlkörpers (46) nach innen vorsteht und daß das Meße­ lement (16) in der Ausnehmung (22) mittels einer Schweißnaht (24) befestigt ist, die in der Fuge zwischen der äußeren Man­ telfläche des Flansches (18) und der Innenwand der Ausnehmung (22) auf der von der ebenen Grundfläche (20) abgewandten Seite des Meßelementes (16) verläuft.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der flachen Membran (8) im wesentlichen parallel zur Tor­ sionsachse verläuft.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittennormale der flachen Membran die Torsionsachse schneidet.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des Flansches (18) durch zueinander parallele Mantellinien gebildet ist, die senk­ recht zur Ebene der flachen Membran (8) verlaufen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die flache Membran (8) kreisförmig ist und daß der Flansch (18) ein geschlossener Ringflansch ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der flachen Membran (8) 0,16 bis 0,26 mm, vorzugswei­ se 0,21 mm, beträgt, daß der Innendurchmesser des Flansches (18) 3 bis 6 mm beträgt, daß die radiale Dicke (e) des Flan­ sches 1,0 bis 2,5 mm beträgt und daß die axiale Höhe (h) des Flansches 1,0 bis 4 mm beträgt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dünnfilm-DMS-Anordnung (26) vier Deh­ nungsmeßstreifen (R1, R2, R3, R4) aufweist, die elektrisch lei­ tend zu einer Wheatstoneschen Vollbrücke verbunden sind.