WO2008138679A1

WO2008138679A1 - Vorrichtung zum messen von reaktionsmomenten- und kräften an einem hebel

Info

Publication number: WO2008138679A1
Application number: PCT/EP2008/054020
Authority: WO
Inventors: Nikolaj Bechtold; Christian Schaufler; Horst Ströbel
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2008-11-20
Also published as: DE102007030885A1; US20080276728A1; US7716998B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Messen von Reaktionsmomenten-und Kräften an einem Hebel (2) mit wenigstens einer Aufnahme (9) für den Hebel (2) und mit zumindest einem Träger (42), wobei die Aufnahme (9) in zueinander entgegengesetzte Messrichtungen relativ zu dem Träger (42) auslenkbar an dem Träger (42) befestigt ist, dieVorrichtung (1) weiter mit mindestens einem ortsfest abgestützten Sensor (50) zur Messung von Auslenkungen des Hebels (2).

Description

Bezeichnung der Erfindung

Vorrichtung zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem Hebel

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem Hebel mit wenigstens einer Aufnahme für den Hebel und mit zumindest einem Träger, wobei die Aufnahme in zueinander entgegengesetzte Messrichtungen relativ zu dem Träger auslenkbar an dem Träger befestigt ist, die Vorrichtung weiter mit mindestens einem ortsfest abgestützten Sensor zur Messung von Auslenkungen des Hebels sind.

Hintergrund der Erfindung

Der Gegenstand der Erfindung betrifft die Gattung Vorrichtungen zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an Hebeln. Die Hebel können dabei Hilfsmittel in Messanordnungen sein und sind beispielsweise als Messbalken ausgebildet. In diesem Falle sind die Messbalken Bestandteil der Messvorrichtung, insbesondere zur Messung von Drehmomenten in Drehverbindungen. Alternativ sind die Hebel Abschnitte von Wellen- beziehungsweise an Gelenkwellen, die über ein Gelenk mit einem weiteren Abschnitt gelenkig verbunden sind. Die Reaktionskräfte bzw. Reaktionsmomente entstehen in der Vorrichtung als Reaktionen auf Drehmomente in Drehverbindungen bzw. in Lagern oder als Reaktionen auf Beugemomente in Gelenken wenn Drehverbindungen bzw. Lager gedreht beziehungsweise Gelenke gebeugt werden. Die Momente von Drehverbindungen sind beispielsweise die Drehmomente, die aus Reibung und/oder Wälzkontakt in der Drehverbindung entstehen, wenn zwei aneinander oder ineinander drehbar gelagerte Bauteile, zum Beispiel der Innenring und der Außenring eines Wälzlagers, aneinander gleiten oder auf dazwischen angeordneten Wälzkörpern gegeneinander abgestützt sind. Dabei wird der Hebel mindestens einmal 360° um die Drehachse gedreht. Die Drehmomente sollten in der Regel möglichst niedrig sein.

Das Beugemoment ist in Gelenkwellenanordnungen des Antriebsstrangs von Fahrzeugen ein Maß für das in der Gelenkanordnung vorherrschende Spiel. Das Spiel ist beispielsweise in so genannten Gleichlaufgelenken aber insbesondere in Zapfenkreuzgelenken ein Bewertungskriterium für die Funktion der Gelenkwellenanordnung. Durch zu großes Spiel können Unwuchten um die Rotationsachsen der Gelenkwellenabschnitte entstehen.

Als Beugemoment wird der Widerstand im Gelenkknickpunkt eines Gelenkes bezeichnet, der dem Beugen von zwei mit dem Gelenk verbundenen Gelenkwellenabschnitten spürbar und somit messbar entgegen gerichtet ist. Das Beugemoment ist vom Aufbau der gelenkigen Verbindung abhängig und setzt sich beispielsweise an einem Gelenk einer Gelenkwelle eines Kraftfahrzeugs aus Reibmomenten und aus weiteren Widerständen des Wälzkontakts zusammen. In derartigen Gelenken wird der Wert des Beugemoments an der Spielfreiheit des Gelenks festgelegt. Die Gelenke werden bewusst unter Vorspan- nung montiert. So wird beispielsweise zwischen den Stirnseiten der Zapfenkreuze und den Böden der Gelenkkreuzbüchsen absichtlich Reibung eingestellt. Mit der Messung des Beugemoments kann dieser Widerstand zusammen mit weiteren Widerständen, beispielsweise zusammen mit den Widerständen aus den Radialwälzlagern der Gelenkkreuzbüchsen, überprüft werden. Dazu wird ein Gelenkabschnitt der Gelenkwellenanordnung festgehalten und der andere um eine der Achsen des Zapfenkreuzes um Winkel bis 90° geschwenkt. Mit Gleichlaufgelenken wird zwischen zwei Gelenkwellenabschnitten eine gelenkige und Drehmomente übertragende Verbindung hergestellt, die axiale Relativbewegungen zwischen den Gelenkwellenabschnitten zulassen muss. Dazu weisen die Gelenke in der Regel in Laufbahnen geführte Wälzkörper auf, an denen die zwei Gelenkabschnitte relativ zueinander axialbeweglich abwälzen und über die die Gelenkabschnitte in Umfangsrichtung formschlüssig Drehmomente übertragend miteinander im Eingriff stehen. Die Reibmomente sollten in dieser Anordnung möglichst gering sein.

Zapfen kreuzgelenke sind Drehmomente übertragende gelenkige Verbindungen zwischen zwei Gelenkellenabschnitten, die in allen Richtungen möglichst spielfrei sind. In Zapfenkreuzgelenken ist jeder der Gelenkwellenabschnitte mit einer Gelenkgabel versehen. Die beiden Gelenkgabeln sind mittels eines Gelenkkreuzes um zwei Gelenkachsen schwenkbar verbunden und sind dazu in der Regel möglichst reibungsarm auf den Zapfen des Gelenkkreuzes mittels Wälzlagern gelagert. Jede der Gelenkachsen entspricht einer der Achsen des Zapfen kreuzes, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind und die sich im Mittelpunkt des Gelenkkreuzes kreuzen.

Geringes Spiel in Gelenkanordnungen ist wichtig für die Funktion der Gelenkwelle. Da die Gleichlaufgelenke axialen Ausgleich zulassen sollen, ist das Spiel positiv. Positive Spiele sind Luftspalte zwischen den aneinander gelagerten Elementen, die so gering wie möglich sein sollten aber vorhanden sind, auch um die Beugemomente gering zu halten. In den Zapfenkreuzgelenkan- Ordnungen sind die Zapfenkreuze und die Gelenkgabeln dagegen, wie anfangs schon erwähnt, spielfrei und unter Vorspannung gegeneinander beweglich aneinander montiert. Die Elemente sind, um die Spielfreiheit abzusichern, vorzugsweise mit negativen Spiel also mit Vorspannung zueinander montiert. Ein Maß für die Spielfreiheit oder das Maß für die Vorspannung, mit dem die Ge- lenkgabeln und das Zapfenkreuz miteinander montiert werden sollen oder montiert sind, ist das Beugemoment, mit dem sich das vorgespannte Gelenk um die jeweilige Gelenkachse beugen lässt. DE 39 22 194 C1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung der allgemeinsten Form zum Messen von Beugemomenten in Zapfenkreuzgelenkanordnungen. Die Vorrichtung ist durch eine Halterung gebildet, mit der ein Gelenkwellenabschnitt ortsfest gehalten ist. Die Gelenkgabel dieses Gelenkabschnitts ist so in der Vorrichtung orientiert, dass der andere Gelenkwellenabschnitt durch einen Schwenkantrieb angetrieben um die Gelenkachsen des Zapfenkreuzes schwenkbar ist. Zwischen dem schwenkbeweglichen Gelenkabschnitt und dem Schwenkantrieb ist ein Biegestab angeordnet, dessen Fasern der Außenhaut abhängig von Beugerichtung und Widerstand des Gelenkes ge- streckt oder gestaucht werden. Auf der Außenhaut sind Dehnmessstreifen angeordnet, mit denen die Änderungen der Fasern erfasst und in entsprechende elektrische Spannungsgrößen umgewandelt werden.

Der Schwenkantrieb ist mit einer Radialführung und daran anschließend über ein Kugelgelenk mit dem Biegestab gelenkig verbunden. Die Radialführung ist mittels des Schwenkantriebs mit einem Schwenkwinkel von 90° um die Rotationsachse der Gelenkwellenanordnung im Rotationssinne schwenkbar.

Mit dem in DE 39 22 194 C1 beschriebenen Verfahren werden in der Vorrich- tung die beim Beugen des beweglichen Gelenkabschnitts gegenüber dem starren Gelenkabschnitt um die beiden Gelenkachsen entgegenwirkenden Biegemomente gemessen. Dazu wird die Radialführung mittels des Schwenkantriebs auf einem Bogen um 90° im Rotationssinne um die Rotationsachse geschwenkt. Dabei werden die an den Gelenkachsen entgegenwirkenden Beu- gemomente zunächst in Form von Spannungsgrößen an den Dehnmessstreifen des Biegestabs erfasst. Diese Spannungsgrößen sind Biegemomenten proportional, werden aufgezeichnet und wahlweise umgerechnet und in einer Anzeigeneinrichtung lesbar angezeigt.

DE 41 02 278 A1 zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zum Messen von Kräften und Momenten in Gelenkwellenanordnungen mit Gleichlaufgelenken. Diese Vorrichtung weist eine ortsfeste Aufnahme auf, in der fest einer der Gelenkabschnitte aufgenommen ist. Der andere Gelenkwellenabschnitt ist durch das Gelenk zu dem festen Gelenkwellenabschnitt schwenkbar. Auf der Schwenkachse ist zwischen dem Angriff des Schwenkantriebs und dem Gelenk eine sogenannte Kraftmesseinrichtung zu Kraft - Wegmessung angeordnet, in der der schwenkbare Gelenkwellenabschnitt aufgenommen ist. Die Beugemomente werden in Auslenkungen (-Weg) der Aufnahme umgesetzt, die in der Vorrichtung durch Reaktionskräfte auf die Momente an dem Lager verursacht sind.

In der Anordnung nach DE 41 02 278 A1 ist ein Gelenkwellenabschnitt in einer Aufnahme aufgenommen, die mittels elastischer Mittel an Trägern radial- und axialbeweglich gestützt ist. Träger sind ortsfest beispielsweise auf einer Grundplatte der Messeinrichtung befestigt. Die elastischen Elemente sollen den axialen und radiale Bewegungen möglichst keine Rückstell kräfte entgegensetzen. Zwischen der radial- und axialbeweglich aufgehängten Aufnahme und den unbeweglichen Trägern sind Kraftmesssensoren angeordnet.

Mit Kraftmesssensoren werden in der Regel nicht direkt die Kräfte gemessen, die auf den Sensor wirken. Diese Sensoren reagieren auf die Verlagerung von Objekten aus einer Ausgangsposition mit Verlagerungen von sensorischen Elementen beziehungsweise durch deren Verformung. Die Verlagerungen und die Verformungen resultieren aus Kräften beziehungsweise aus Momenten. Die Reaktionen in der Vorrichtung sind zunächst Verlagerungen gegen definierte Widerstände und dann die Verlagerung beziehungsweise Verformung von sensorischen Elementen. In einer Auswerteeinrichtung werden schließlich Signale aus Verformung in Kraftmesswerte umgerechnet.

Mit Kraftaufnehmern können meist sowohl Druck-, Scher- und Zugkräfte gemessen werden. Die meisten Kraftaufnehmer arbeiten mit mindestens einem federelastischen Körper, dessen elastische Verformung gemessen wird oder reagieren in anderer Weise, wie zum Beispiel mit ortsveränderlichen Elemen- ten auf Positionsänderungen. Beispiele für derartige Sensoren sind Zug- und Druckstäbe beziehungsweise Biegebalken oder Membran-Kraftaufnehmer mit Dehnmessstreifen. In diesen Anordnungen ist der federelastische Körper der Stab oder Biegebalken, der durch die Krafteinwirkung elastisch verformt wird. Die Aufnahme der Kraft erfolgt in einer vorgeschriebenen Richtung. Die Dehnmessstreifen sind dieser Richtung entsprechend ausgerichtet. Die Verformungen des zumeist aus Metall gebildeten federelastischen Körpers werden so an die Dehnmessstreifen weitergegeben, dass diese gedehnt werden und auf- grund der Dehnung vereinfacht ausgedrückt Änderungen elektrischer Widerstände bewirken. Die daraus resultierenden elektrischen Signale werden in Kraftmesswerte umgerechnet.

Alternative Kraftmesssensoren sind beispielsweise Piezo-Kraftaufnehmer die auf Druck reagieren. In einem Piezokeramik-Element entsteht durch Krafteinwirkung eine Spannung, die proportional zur Kraft ist. Diese Spannung kann gemessen werden. Denkbar ist auch der Einsatz aller geeigneten Kraftaufnehmer wie zum Beispiel Kraftaufnehmer mit elektromagnetischer Kompensation oder andere Kraftaufnehmer mit Abstandssensoren und Stromregelung.

Die elastischen Mittel, an denen die Aufnahme nach DE 41 02 278 A1 aufgenommen ist, sind scharnierartig nur in die Schwenkrichtungen elastisch nachgiebig ausgebildet, in die der Gelenkwellenabschnitt zur Messung von Beugemomenten geschwenkt wird. Die Beugemomente werden an Sensoren als Aus- lenkungen der Aufnahme aus einer Ruhelage beziehungsweise Position er- fasst. Die Auslenkungen sind durch Reaktionskräfte auf die Momente an dem Lager verursacht. In radialer und axialer Richtung sind die als Blattfedern ausgebildeten Mittel starr. Da mit dieser Vorrichtung die aus Kräften resultierenden axiale Auslenkungen gemessen werden sollen, sitzt der Träger noch ein- mal auf zwei weiteren elastischen Mitteln relativ zur Grundplatte axial auslenkbar. Diese Mittel sind ebenfalls Blattfedern, die in die Schwenkrichtungen und radial starr sind jedoch in axialer Richtung scharnierartig wirken. Zwischen festen Trägern und dem beweglichen Gelenkwellenabschnitt sind jeweils Sensoren angeordnet, die durch die Auslenkung des Gelenkwellenabschnitts beauf- schlagt sind.

Wie in DE 41 02 278 A1 beschrieben ist, sind die Messwerte durch eine axiale Bewegungen ausgleichende Kupplung und durch Rückstellmomente der elasti- sehen Elemente beeinflusst. Außerdem ist das Gewicht des Gelenkwellenabschnitts auf den Blattfedern abgestützt, von denen die zuletzt genannten Blattfedern außerdem noch ein Teil des Gewichts der Vorrichtung als Druck- oder Biegebelastung aufnehmen müssen. Die Blattfedern sind stark dimensioniert, um diesen Belastungen ohne Biegung zu widerstehen und haben entsprechend hohe Rückstellmomente, die die eigentlich in der Vorrichtung zu messenden Reaktionskräfte überdecken können. Vor Beginn der Messungen muss aufwändig kalibriert werden, um den Einfluss der vorgenannten Faktoren auf die Messergebnisse auszuschließen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die zuvor genannte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Aufnahme ist mittels wenigstens eines Pendelarms an dem Träger aufge- hängt und dabei zumindest in die Messrichtungen relativ zu dem Träger frei pendelbeweglich. Die Messrichtungen sind einander entgegengesetzte Richtungen auf einer gemeinsamen Achse oder auf einem gemeinsamen Schwenkbogen.

Ein Pendel ist eine Masse am Ende eines Seiles oder am Ende eines beweglich aufgehängten beziehungsweise am Ende eines auslenkbaren Stabes. Das Pendel hängt in Ruhestellung/Ruhelage von der Schwerkraft der Erde angezogen vertikal. Lenkt man ein freies Pendel aus seiner vertikalen Ruhelage aus, schwingt es unter dem Einfluss der Schwerkraft zurück und kommt am tiefsten Punkt der Schwenkbahn in der Ruhestellung zum stehen. Die Pendelfrequenz des Pendels hängt von dessen Länge, nicht jedoch von der Masse ab.

Die Aufnahme ist ohne weitere Berührung zu dem Träger oder zu anderen Bauteilen der Vorrichtung an mindestens einem Pendelarm aufgehängt und ist somit die Masse des Pendels. Außerdem zählt zu der Masse der Gewichtsanteil des Hebels, der in der Aufnahme abgestützt ist. Die Gewichtskraft aus Hebel oder Gelenkwellenabschnitt und die Gewichtskraft der Aufnahme sind in der Ruhelage gleichgerichtet. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist demnach die Masse des Pendels aus der Masse der Aufnahme und der gesamten Masse des ersten Gelenkwellenabschnitts zusammengesetzt. Die gesamte Masse des ersten Gelenkwellenabschnitts wird dann mit zur Masse des Pendels gerechnet, wenn der Gelenkwellenabschnitt an seinem Mas- senschwerpunkt in der Aufnahme abgestützt ist.

Der Pendelarm ist zunächst, zumindest in der Ruhestellung, nur auf Zug belastet. Das mit Toleranzen behafteten Gewicht des Hebels bzw. des Gelenkwellenabschnitts hat keinen Einfluss auf die Messergebnisse. Die Messergeb- nisse werden aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung genauer. Der Pendelarm kann wie am klassischen Pendel als Seil ausgebildet sein oder ist ein auf Zug belastetes Band.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Pendelarm ein Stab ist. Der Stab ist entweder an der Aufhängung schwenkbeweglich oder alternativ an der Aufhängung fest eingespannt. Wenn der Stab fest eingespannt ist, ist dieser zumindest in die Pendelrichtungen biegeelastisch. Wenn der Pendelarm biegeelastisch ist, ist dieser so lang wie möglich gestaltet, um die aus der biegeelastischen Charakteristik des Stabes resultierenden Rück- Stellmomente so gering wie möglich zu halten.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Pendelarm in die Zugrichtungen, in die der Pendelarm durch Gewichtskräfte und Massenkräfte beim Pendeln auf Zug belastet ist, starr-nichtelastisch ausgebildet ist, um die zur Messrichtung senkrechten Einflüsse aus Masse und Massenkräften auf die Messergebnisse weitestgehend auszuschließen.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pen- delarm in alle zu den Messrichtungen senkrecht gerichteten Richtungen starr ausgebildet ist. Dadurch werden alle Einflüsse aus Quer- und Axialkräften am Hebel/Gelenkwellenabschnitt und an der Vorrichtung auf die Messergebnisse weitestgehend ausgeschlossen. In diesen Fällen sind Seile oder Bänder nicht einsetzbar. Eingesetzt sind vorzugsweise Stäbe wie Flachmaterialien, bevorzugt Blattfedern und ähnliche Elemente mit hohen Widerstandsmomenten gegen Biegung in die Richtungen, in die die Aufnahme nicht schwenkbar sein soll. Das Widerstandsmoment gegen Biegung sollte in die Messrichtungen zumindest am Aufhängungspunkt gering sein. Das lässt sich durch starr am Träger eingespannte Elemente mit entsprechend geringen Querschnitten realisieren. Alternativ sind Elemente vorgesehen, die in Schwenkrichtung gelenkig aufgehängt und ansonsten starr ausgebildet sind.

So ist dann auch mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Pendelarm wenigstens eine Blattfeder oder ein Blattfederpaket ist. Die Blattfeder bzw. das Blattfederpaket ist in Schwenkrichtung biegeelastisch angeordnet und vorzugsweise fest am Träger eingespannt bzw. befestigt.

Die Aufnahme ist vorzugsweise an zwei parallel zueinander ausgerichteten Pendelarmen aufgehängt und damit in sich stabiler. Der Hebel ist bevorzugt zwischen zwei Blattfedern in der Aufnahme aufgenommen, die sich in Messrichtung einander parallel gegenüberliegen. In diesem Fall ist das Gewicht der Aufnahme und des Hebels anteilig auf die zumindest in der Ruhelage auf Zug belasteten Pendelarme aufgeteilt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor wenigstens ein Biegebalken mit Dehnmessstreifen ist. Der Biegebalken ist vorzugsweise aus Metall wie Leichtmetall. Die durch Biegung dehnbaren Fasern der Oberfläche des Biegebalkens sind mit Dehnmessstreifen versehen. Ein Ende des Biegebalkens ist bevorzugt relativ zu der Aufnahme ortsfest an der Vorrichtung befestigt. Der Träger, an dem die Aufnahme aufgehängt ist, ist bevorzugt an der Vorrichtung dauerhaft oder lösbar ortsfest. Dabei kann der Träger mit Aufnahme beispielsweise mit einem Schlitten längsverschiebbar angeordnet sein.

In der Vorrichtung ist ein oder sind mehrere Sensoren so zu Aufnahme hin ausgerichtet, dass die Aufnahme zumindest den oder die Sensoren zugleich oder nacheinander oder richtungsabhängig beaufschlagt, wenn diese ausgelenkt wird. Der Einsatz von oben schon beschriebenen Sensoren verschiedenster Ausführungen ist denkbar. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Sensor vor, der wenigstens ein Biegebalken mit Dehnmessstreifen ist. Der Biegebalken kann alle denkbaren Formen und Gestalten aufweisen und ist vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung. Das Ende des Biegebalkens ist relativ zu der Aufnahme ortsfest.

Form- und Lageabweichungen, wie zum Beispiel Fluchtungsfehler zwischen den Rotationsachsen der Hebel und der Längsachse der Aufnahme in der Vor- richtung, können dazu führen, das die Aufnahme nach dem Einlegen des Hebels und noch vor Beginn der Messungen eine Position einnimmt, die nicht der Ruhestellung im Umkehrpunkt der Bahn des Pendels entspricht. Da die Senso- rik des gattungsbildenden Standes der Technik dauerhaft im Kontakt mit der Aufnahme steht, werden diese ungewollten Verlagerungen schon in der Ruhe- Stellung als Rückstellmomente- oder Kräfte erfasst und verfälschen die eigentlichen Messwerte.

Die Erfindung sieht deshalb vor, dass die Aufnahme und der Biegebalken in der Ruhestellung der Aufnahme berührungslos zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten: Die Aufnahme und die Sensorik sind mit möglichst geringem Spiel zueinander beabstandet, so dass die Sensorik nach nur kurzem Weg der Aufnahme durch die aus der Ruhestellung geschwenkte Aufnahme beaufschlagbar ist. Das Spiel ist in seiner Größe den möglichen Form- und Lageabweichungen vom Sollwert in der Ruhestellung angepasst und ist zum Beispiel < 0,05 < 0,1 mm. Der in diesem Fall bei Beginn der regulären Messungen auftretende Leerhub und eine eventuell daraus resultierende Hysterese und deren Einfluss auf die Messergebnisse können durch einmaliges Kalibrieren beim Einbau der Sensorik eliminiert werden. Damit werden ständig zu wie- derholende und aufwändige Kalibriervorgänge beim Wechsel von Prüflingen vermieden.

Die Vorrichtung kann, wie anfangs schon erwähnt, für die verschiedensten Dreh -und Beugemomentmessungen an beliebigen Maschinenelementen eingesetzt werden. Die Vorrichtung ist jedoch bevorzugt für Messungen von Beugemomenten eines Gelenkes einer Gelenkwelle vorgesehenen. Beim Beugen eines ersten Gelenkwellenabschnitts mit der Vorrichtung gegenüber einem vorzugsweise festgehaltenen zweiten Gelenkwellenabschnitt werden durch Beugemomente verursachte Reaktionsmomente- und Kräfte an dem ersten Gelenkwellenabschnitt in der Aufnahme erzeugt. Dazu wird der erste Gelenkwellenabschnitt in die Aufnahme eingelegt und mit der Vorrichtung um die Gelenkachse geschwenkt. Demnach ist die Vorrichtung zur Schwenkachse der Drehverbindung oder der Beugeachse eines Gelenkes beabstandet.

Wie anfangs schon erwähnt, stützt sich dabei ein Gewichtsanteil des ersten Gelenkwellenabschnitts in der Aufnahme ab. Ein weiterer Gewichtsanteil des ersten Gelenkwellenabschnitts wird sich im Gelenk abstützen. Gelenkwellenabschnitte sind schwer, so dass deren abzustützender Gewichtsanteil relativ hoch ist. Es werden abhängig vom Massenschwerpunkt des ersten Gelenkwellenabschnitts, von dem Abstand Beugeachse zur Auflage in Aufnahme und vom Hebel des Massenschwerpunkts zu Beugeachse zusätzliche Kräfte und Momente im Gelenk erzeugt. Der Einfluss dieses Gewichtsanteil auf die Beugemomente im Gelenk kann deshalb relativ hoch und höher sein als die eigent- liehen ursprünglichen der Lagerung auftretenden Beugemomente. Die Messergebnisse können verfälscht werden. Deshalb muss vor Beginn der Messungen der Beugemomente jede neu in die Vorrichtung des gattungsbildenden Standes der Technik eingelegten Gelenkwelle aufwändig kalibriert werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht deshalb vor, dass der erste Gelenkwellenabschnitt an seinem Massenschwerpunkt in der Aufnahme abgestützt ist, so dass die Hebelwirkung und aus dem Gewicht des Gelenkwellenabschnitts resultierende Reaktionen im Gelenk vermieden sind. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie Ausführungsbeispiele dazu werden nachfolgend in Kapitel "Beschreibung der Zeichnungen" beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Messanordnung mit einer Vorrichtung zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem um eine Drehachse schwenkbaren oder drehbaren Hebel,

Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1 in einer Messanordnung, in der die Beugemomente einer Gelenkwellenanordnung gemessen oder verglichen werden,

Figur 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Figur 1 und

2, und

Figur 4 Eine Draufsicht auf die Kraftmesssensorik anhand einer

Schnittdarstellung der Vorrichtung, geschnitten entlang der

Linie IV - IV nach Figur 3.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Figur 1 ist in einer Messanordnung 7 eine Vorrichtung 1 zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem Hebel 2 gezeigt. Eine Aufnahme 9 nimmt den Hebel 2 auf. Die Vorrichtung 1 ist mit dem Hebel 2 um eine Dreh- achse 3 zumindest schwenkbar oder auf einer Kreisbahn um die Drehachse 3 drehbar. Die Drehachse 3 ist in diesem Beispiel horizontal ausgerichtet, kann aber auch vertikal oder beliebig anders ausgerichtet sein. Die Vorrichtung 1 ist zu der Drehachse 3 radial beabstandet und mit dem Hebel 2 um die Drehachse 3 schwenkbar/drehbar.

Der Hebel 2 ist fest mit einer Drehverbindung 4 verbunden. Diese Drehverbindung 4 kann beispielsweise ein Gleit- oder Wälzlager sein. Der Hebel 2 ist dann zum Beispiel mit dem Außenring 5 des Lagers verbunden. Das Gewicht des Hebels 2 stützt sich üblicherweise an dem Zapfen 6 ab, der Bestandteil der Vorrichtung 1 und an dieser ortsfest ist und auf dem die Drehverbindung 4 bzw. ein Lager sitzt. Da die Gewichtskraft FG mit Abstand zur Zapfenmitte (zur Drehachse 3) am Hebel angreift, entstehen Querkräfte in der Drehverbindung 4. Derartige Querkräfte erzeugen in der Drehverbindung zusätzliche Momente die die ursprünglichen Momente der Drehverbindung 4 überlagern und die somit unerwünscht sind. Deshalb ist der Hebel 2 vorzugsweise an seinem Massenschwerpunkt 8 in der Aufnahme 9 aufgenommen, so dass die Drehverbindung 4 von den Einflüssen der Gewichtskraft FG frei ist.

In Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Messanordnung 10 zur Messung von Beugemomenten eines Gelenks 12 in Form eines Zapfenkreuzgelenkes, das zwei schwenkbewegliche Gelenkwellenabschnitte 11 und 13 gelenkig verbindet. Der Hebel 2 ist der erste Gelenkwellenabschnitt 11 , der mittels eines Ge- lenkes 12 mit einem zweiten Gelenkwellenabschnitt 13 gelenkig verbunden ist. In der Darstellung nach Figur 2 wird die Vorrichtung 1 mit dem Gelenkwellenabschnitt um die vertikal ausgerichtete Drehachse 14 geschwenkt. Denkbar ist auch, dass Messungen um die in der Darstellung horizontal ausgerichtete Drehachse 15 vorgenommen werden. Üblich ist, dass zunächst Messungen um die schon im Bild vertikal orientierte Drehachse 14 ausgeführt werden, dann die Gelenkwellenanordnung mit Gelenk 12 so gedreht wird, dass die bisher horizontal ausgerichtete Drehachse 14 vertikal orientiert ist, und dann der Gelenkwellenabschnitt zu weiteren Messungen um die Drehachse 15 gebeugt wird. Die Vorrichtung 1 verhindert, dass das Gelenk 12 bei Messungen des Drehmomentes um die vertikal ausgerichtete Achse 14 nicht um die horizontale Achse 15 einknickt.

Die Gewichtskraft FG des Hebels 2 beziehungsweise des ersten Gelenkswel- lenabschnittes 11 ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 an einer ersten Kugel 16 abgestützt. Seitlich ist der Hebel 2 bzw. erste Gelenkwellenabschnitt 11 zwischen zwei sich einander gegenüberliegenden zweiten Kugeln 17 und 18 geführt und eingespannt (siehe auch Figur 3). Die zweiten Kugeln 17 und 18 übertragen an der schwenkenden Vorrichtung 1 die Reaktionen, die aus den in der Messanordnung 10 zu messenden Drehmomenten in der Drehverbindung 4 oder in dem Gelenk 12 resultieren.

Figur 3 - Die Aufnahme 9 ist U-förmig mit einer Basis 19 und zwei senkrecht von dieser Basis abgehenden Schenkeln 20 und 21 ausgebildet. Zwischen den Schenkeln 20 und 21 ist der der Gelenkwellenabschnitt 11 zwangsfrei aufgenommen. Dazu sind an den Schenkeln 20 und 21 und an der Basis 19 Kugeln 16, 17. 18 gelagert, die relativ zur Aufnahme 9 in beliebigen Richtungssinn um ihr eigenes Zentrum rotierbar sind. Auf der ersten Kugel 16 ist der erste Ge- lenkwellenabschnitt 11 an seinem Massenschwerpunkt 8 schwerkraftseitig abgestützt.

Dadurch, dass die Kugel 16 drehbar gelagert ist, ist der Gelenkwellenabschnitt 11 auf der ersten Kugel 16 entlang seiner Längsachse 22 in der Vor- richtung 1 längsbeweglich gelagert. Die Längsachse 22 des Gelenkwellenabschnitts 11 ist die Achse, die die Drehachse 14 in Ideallage schneidet und die in der im Fahrzeug verbauten Gelenkwellenanordnung die Rotationsachse des Gelenkwellenabschnitts 11 ist.

Die zwei zu der ersten Kugel 16 um die Längsachse 22 des Gelenkwellenabschnitts umfangsseitig zueinander beabstandet angeordnete zweiten Kugeln 17 und 18 sind zur seitliche Führung des Gelenkwellenabschnitts 11 vorgesehen. Der Gelenkwellenabschnitt 11 berührt in diesem Fall insgesamt drei Kugeln 16, 17 und 18 ohne weiter im Kontakt mit der Aufnahme 9 zu sein. Da alle der Kugeln 16, 17 und 18 drehbar gelagert sind, richtet sich der Gelenkwellenabschnitt 11 in der Vorrichtung 1 nahezu reibungsfrei aus und ist von Zwangskräften frei. Die zweiten Kugeln 17 und 18 liegen sich einander gegenüber. Die eine der zweiten Kugeln 18 ist federelastisch nachgebend an der Aufnahme 9 abgestützt. Denkbar ist auch, dass beide der zweiten Kugeln 17 und 18 federelastisch und/oder die erste Kugel 16 an der Aufnahme 9 abgestützt sind.

Die jeweilige federelastisch an der Vorrichtung abgestützte Kugel 17 kann federelastisch gegen den Gelenkwellenabschnitt 11 vorgespannt sein oder nicht. Wenn die Kugel(n) 11 mit dem Federelement 24 nicht gegen den Gelenkwellenabschnitt 11 vorgespannt ist(sind) , ist das jeweilige Federelement 24 ein Dämpfungselement, das Erschütterungen der Messanordnung dämpft. Wenn die Kugel(n) 17 gegen den Gelenkwellenabschnitt 11 vorgespannt ist(sind), ist der Gelenkwellenabschnitt 11 spielfrei zwischen den Kugeln 17 und 18 eingespannt. Der Gelenkwellenabschnitt 11 wird beim Einlegen in die Aufnahme 9 zwischen den Kugeln 16, 17, 18 „eingerastet" oder der Gelenkwellenabschnitt 11 wird nach dem Einlegen durch Zuführen der Kugel(n) eingespannt.

Der Hebel 2 bzw. der erste Gelenkwellenabschnitt 11 ist in Längsrichtung frei beweglich zwischen den Kugeln 17 und 18 eingespannt und an diesen wälzgelagert geführt. Abweichungen der Form und Lage, die zu Verspannungen des Hebels 2 oder des ersten Gelenkwellenabschnitts 11 in der Vorrichtung 1 bzw. der Messanordnung 7 bzw. 10 führen könnten werden federnd nachgiebig ausgeglichen, so das die jeweilige Anordnung von Zwangskräften frei ist.

Die Kugeln 16, 17, 18 sind jeweils vorzugsweise an einem Bolzen 25 aufge- nommen und an diesem drehbar gelagert. Der mit der jeweiligen Kugel 16 oder

18 vormontierte Bolzen 25 wird entweder direkt in ein entsprechendes Loch eingepresst oder der Bolzen 25 ist zunächst zu einer Einheit aus Gehäuse 27,

Bolzen 25, aus einem Linearlager 28 zur Lagerung des Bolzens 25, aus einer

Kugel 17 und aus einer Schraubenfeder als Federelement 24 vormontiert, die in die Aufnahme 9 eingeschraubt werden kann. Dazu weist die Einheit an dem

Gehäuse 27 ein nicht näher dargestelltes Außengewinde und einen Sechskant auf. Das Außengewinde passt in ein Innengewinde der Vorrichtung. Zum

Zwecke der Umrüstung sind dann verschiedene dieser Einheiten gegeneinan- der austauschbar, die zwar die gleichen Abmessungen des Gewindes der Einschraubhülse aufweisen, sich aber jedoch wahlweise in den Abmessungen des Bolzens, der Feder und der Kugeln voneinander unterscheiden.

Die Montage der Kugeln 16, 17 und 18 an Bolzen 25 hat verschiedene Vorteile. Die Kugeln 16, 17 und 18 sind durch die Änderung von Lage oder Länge des Bolzens 25 einfacher in Richtung der Längsachse 22 oder von dieser weg verschiebbar. Das ist beim Umrüsten der Vorrichtung beispielsweise auf Wellen oder Gelenkwellen mit anderen Durchmessern von Vorteil. Außerdem lassen sich die Vorrichtungen einfach auf geänderte Abmessungen von verschiedensten Gelenkwellen umrüsten wenn die Bolzen austauschbar sind. Dazu sind die Abmessungen der Löcher oder Führungen des Bolzens 25 und des Gehäuses 27 so normiert, dass die sich beispielsweise in der Auswahl der Kugeln voneinander unterscheidenden Bolzen 25 beispielsweise alle einen gemeinsamen Durchmesser aufweisen.

Figuren 1 , 2 und 3 - Die Vorrichtung 1 zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem Hebel 2 oder zum Messen von Beugemomenten eines Gelenks 12 weist einen Träger 42 auf. Der Träger 42 ist aus einer Grundplatte 43 und zwei Traversen 44 gebildet. Die Traversen 44 stehen senkrecht von der Grundplatte 43 ab. Die Aufnahme 9 ist in zueinander entgegengesetzte Messrichtungen relativ zu dem Träger 42 auslenkbar an den Traversen 44 befestigt. Der Träger 42 ist relativ zu der Aufnahme 9 ortsfest an der Vorrichtung 1 auf einem Schlitten 41 angeordnet. Der Schlitten 41 kann auf einer Schiene 45 verschoben werden. Durch das Verschieben des Schlittens 41 ist der Abstand zwischen der Drehachse 3, 14 und 15 und der Aufnahme 9 an Längen von verschiedenen Hebeln oder Gelenkwellenabschnitten angepasst einstellbar.

Die Aufnahme 9 ist mittels Pendelarmen 46 an dem Träger 41 aufgehängt und dabei zumindest in die mit dem Doppelpfeil gekennzeichneten Messrichtungen relativ zu dem Träger 41 frei pendelbeweglich. In Figur 3 ist die Aufnahme 9 in Ruhelage dargestellt, aus der diese wahlweise links oder rechts verschwenk- bar ist. Die Pendelarme 46 sind in Ruhelage durch das Gewicht der Aufnahme 9 und durch das Gewicht des Hebels 2 beziehungsweise Gelenkwellenabschnitts 11 in Z-Richtung der Pfeile 47 auf Zug belastet und in Z-Richtung starr-nichtelastisch. Die Pendelarme 46 sind Blattfedern 48, die in Y-Richtung elastisch biegsam sind und in X-Richtung (Fig. 3, senkrecht zur Bildebene) ein wesentlich höheres Widerstandsmoment gegen Biegung aufweisen als in Y- Richtung.

Jede der Blattfedern 48 ist mittels einer Klemme 49 starr an jeweils einer der Traversen 44 eingespannt. Die Blattfedern 48 sind in der Vorrichtung 1 und in Ruhelage der Aufnahme 9 parallel zueinander ausgerichtet.

Fig. 4 - Die Vorrichtung 1 weist mindestens einen ortsfest an der Grundplatte 43 abgestützten Sensor 50 auf, mit dem die Auslenkungen der in Figur 4 an der Basis 19 geschnitten dargestellten Aufnahme 9 relativ zur Grundplatte 43 des Trägers 42 gemessen werden. Der Sensor 50 ist ein Biegebalken 51 mit nicht weiter dargestellten Dehnmessstreifen. Der Biegebalken 51 ist an einem Ende 52 an der Grundplatte 43 ortsfest zur Vorrichtung befestigt. Das andere Ende 53 des Biegebalkens 51 liegt in Ruhestellung der Aufnahme 9 an zwei Anschläge 54 berührungslos gegenüber. Die Anschläge 54 stehen in Längsrichtung aus der Aufnahme 9 mit Abstand zueinander hervor und liegen sich in den Messrichtungen Y zueinander beabstandet gegenüber. Das Ende 53 greift in den Abstand zwischen den Anschlägen so ein, dass seine Flanken jeweils durch ein Spiel A von dem jeweiligen Anschlag 54 getrennt ist. An den An- schlagen 54 sind Kugelspitzen 55 befestigt, die in Messrichtung Y aufeinander zu gerichtet sind. Das Ende 53 des Biegebalkens 51 greift in den Abstand mit Spiel A zu Kugelspitzen 55 ein. Wenn die Aufnahme 9 in Richtungen des Doppelpfeils Y auslenkt, trifft eine der Kugelspitzen 55 nach Überwindung des Spiels A auf das Ende 53 des Biegebalkens 51 und lenkt diesen aus. Der Kon- takt zwischen Kugelspitzen 55 und der Flanke des Biegebalkens 51 ist punktförmig. Somit ist die Reibung, die durch Relativbewegung zwischen Ende 53 und den jeweiligen Anschlag 54 hervorgerufen ist und die die Messergebnisse nachteilig beeinflussen kann, so gering wie möglich gehalten. Bezugszeichen

Vorrichtung 30 Druckraum

Hebel 31 nicht vergeben

Drehachse 32 nicht vergebe

Drehverbindung 33 nicht vergeben

Außenring 34 nicht vergeben

Zapfen 35 nicht vergeben

Messanordnung mit Drehver36 nicht vergeben bindung Massenschwerpunkt 37 nicht vergeben

Aufnahme 38 nicht vergeben

Messanordnung mit Gelenkwel ^" 39 nicht vergeben erster Gelenkwellenabschnitt 40 nicht vergeben

Gelenk 41 Schlitten zweiter Gelenkwellenabschnitt 42 Träger

Drehachse 43 Grundplatte

Drehachse 44 Traversen erste Kugel 45 Schiene zweite Kugel 46 Pendelarme zweite Kugel 47 Pfeil in Längsrichtung

Basis der Aufnahme 48 Blattfeder

Schenkel der Aufnahme 49 Klemme

Schenkel der Aufnahme 50 Sensor

Längsachse 51 Biegebalken

Gerade 52 Ende des Biegebalkens

Federelement 53 Ende des Biegebalkens

Bolzen 54 Anschlag nicht vergeben 55 Kugelspitze

Gehäuse

Linearlager

Schraubenfeder

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (1 ) zum Messen von Reaktionsmomenten- und Kräften an einem Hebel (2) mit wenigstens einer Aufnahme (9) für den Hebel (2) und mit zumindest einem Träger (42), wobei die Aufnahme (9) in zueinander entgegengesetzte Messrichtungen relativ zu dem Träger (42) auslenkbar an dem Träger (42) befestigt ist, die Vorrichtung (1 ) weiter mit mindestens einem ortsfest abgestützten Sensor (50) zur Messung von Auslenkungen des Hebels (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (9) mittels wenigstens eines Pendelarms (46) an dem Träger (42) aufgehängt und dabei zumin- dest in die Messrichtungen relativ zu dem Träger (42) frei pendelbeweglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (46) in Ruhelage der Aufnahme (9) durch das Gewicht der Aufnahme (9) und zumindest anteilig durch das Gewicht des

Hebels (2) starr-nichtelastisch auf Zug belastet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (46) in alle zu den Messrichtungen senkrecht gerichte- ten Richtungen starr ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (46) stabförmig ausgebildet ist, wobei der Pendelarm (46) zumindest in die Messrichtungen elastisch biegsam ist und in diese Richtungen geringere Widerstandsmomente gegen Biegung aufweist, als die Widerstandsmomente gegen Biegung, die der Pendelarm (46) in die Richtungen aufweist, die senkrecht zu den Messrichtungen gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (46) starr am Träger (42) eingespannt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (46) mindestens eine Blattfeder (48) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (9) an zwei parallel zueinander ausgerichteten Pendel- armen (46) aufgehängt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (9) an zwei parallel zueinander ausgerichteten Pendelarmen (46) aufgehängt ist, wobei das Gewicht der Aufnahme (9) und zumindest ein Teil des Gewichtes des Hebels (2) anteilig auf die Pendelarme aufgeteilt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) wenigstens ein Biegebalken (51 ) mit Dehnmessstreifen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (42) relativ zu der Vorrichtung (1 ) ortsfest angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) wenigstens ein Biegebalken (51 ) mit Dehnmessstreifen ist, wobei ein Ende (52) des Biegebalkens (51 ) relativ zu der Aufnahme (9) ortsfest ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (9) und der Biegebalken (51 ) in der Ruhestellung der Aufnahme (9) berührungslos zueinander angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, der Biegebalken (51 ) an einem Ende (53) durch die aus der Ruhestellung geschwenkte Aufnahme (9) beaufschlagbar ist.

14. Vorrichtung zur Messung von Beugemomenten eines Gelenkes (12) einer Gelenkwelle nach Anspruch 1 , 4 oder 11 , wobei mittels der Vorrichtung beim Beugen des ersten Gelenkwellenabschnitts

(11) gegenüber einem zweiten Gelenkwellenabschnitt (13) durch Beugemomente verursachte Reaktionsmomente- und Kräfte an dem ersten Gelenkwellenabschnitt (11 ) in der Aufnahme (9) erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gelenkwellenabschnitt (11 ) der Hebel (2) ist und dass der erste Gelenkwellenabschnitt (11 ) an seinem Massenschwerpunkt (8) in der Auf- nähme (9) abgestützt ist.

15. Vorrichtung zur Messung von Beugemomenten eines Gelenkes

(12) einer Gelenkwelle nach Anspruch 1 , 4 oder 11 , wobei mittels der Vorrichtung beim Beugen des ersten Gelenkwellenabschnitts (11 ) gegenüber einem zweiten Gelenkwellenabschnitt (13) durch

Beugemomente verursachte Reaktionsmomente- und Kräfte an dem ersten Gelenkwellenabschnitt (11 ) in der Aufnahme (9) erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gelenkwellenabschnitt (11 ) der Hebel (2) ist und dass die Vorrichtung (1 ) mit dem ersten Gelenkwellenabschnitt (11 ) um eine Drehachse (14,

15) des Gelenks (12) schwenkbar ist, wobei die Aufnahme (9) und die Drehachse (14, 15) zueinander beabstandet sind.

16. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , dadurch ge- kennzeichnet, dass die in Ruhestellung von Reaktionskräften und

Reaktionsmomenten freie Aufnahme (9) in der Vorrichtung (1 ) berührungslos zu dem Sensor (50) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) ein Biegebalken (51 ) mit Dehnmessstreifen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegebalken (51 ) an einem Ende (52) in der Vorrichtung (1 ) ortsfest befestigt ist und dass das andere Ende (53) des Biegebalkens (51 ) der Aufnahme (9) in Ruhestellung in den Messrichtungen gegenüberliegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) zumindest zwei Anschläge (54) aufweist, die mit der Aufnahme (9) zumindest bewegungsfest gekoppelt sind und die sich in den Messrichtungen mit Abstand zueinander einander gegenüberliegen und dass der Sensor (50) in den Abstand eingreift.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) ein Biegebalken (51 ) mit Dehnmessstreifen ist, dass der Biegebalken (51 ) an einem ersten Ende (52) in der Vorrichtung (1 ) ortsfest befestigt ist und dass ein von dem ersten Ende entferntes zweites Ende (53) des Biegebalkens (51 ) so in den Abstand zwischen den Anschlägen (54) eingreift, dass jedem der Anschläge (54) in eine der Messrichtungen eine Flanke des zweiten Endes (53) in der Ruhestellung berührungslos gegenüberliegt.