KOAXIALGETRIEBE MIT INTEGRIERTER MESSSENSORIK GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koaxialgetriebe, umfassend: - zumindest einen Kolbensatz mit zumindest drei Kolben, wobei die Kolben jeweils an einer von der Drehachse wegweisenden ersten Stirnseite eine Verzahnung mit zumindest einem Zahn aufweisen; - eine Hohlwelle mit einer Innenverzahnung, wobei in einer auf die Drehachse normal stehenden Ebene betrachtet die Kolben innerhalb der Hohlwelle angeordnet sind; - eine Führungseinheit, wobei die Kolben des jeweiligen Kolbensatzes jeweils in der Führungseinheit in einer um die Drehachse weisenden Umfangsrichtung durch Führungsstege voneinander beabstandet angeordnet sowie linear geführt und parallel zu einer normal auf die Drehachse stehenden Radialrichtung hin und her bewegbar sind; - einen Kolbenantrieb für die linear geführte Bewegung der Kolben, - wobei die Verzahnungen der ersten Stirnseiten der Kolben, insbesondere nacheinander, in Eingriff mit der Innenverzahnung sowie in einen von der Innenverzahnung losgelösten Zustand bringbar sind, um während des jeweiligen Eingriffs, vorzugsweise unter flächigem Kontakt zwischen der jeweiligen Verzahnung und der Innenverzahnung, die Hohlwelle oder die Führungseinheit um die Drehachse weiter zu drehen. Weiters wird im Rahmen der Erfindung ein erfindungsgemäßes Koaxialgetriebe mit einer Auswerteeinrichtung für die Erfassung und Auswertung von Messdaten angegeben. STAND DER TECHNIK Es sind bereits zahlreiche unterschiedliche Ausführungen von Koaxialgetrieben der eingangs genannten Gattung bekannt. Zum Beispiel sind einstufige Planetengetriebe, die koaxial arbeiten, aber auch mehrstufige Planetengetriebe jeweils Koaxialgetriebe. Ebenso können Wellengetriebe, Stirnradgetriebe und Exzentergetriebe
bzw. Zykloidgetriebe als Koaxialgetriebe angelegt sein. Definitionsgemäß liegen bei Koaxialgetrieben eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle des Getriebes auf einer gemeinsamen Drehachse. Beispielsweise ist aus der US 4,713,985 A ein Wellgetriebe mit einem Ringelement bekannt. Das Ringelement ist dabei um einen Außenumfang eines Nockenelements angeordnet. Eine Drehbewegung des Nockenelements erzeugt dabei keine Drehantriebskraft, sondern zwingt die Antriebswälzkörper des Ringelements zu einer zyklischen und radialen Bewegung. In einer Ausführungsvariante ist in einem mittleren Abschnitt eines mehrteiligen Verbindungselements eines Antriebswälzkörpers des Ringelements ein piezoelektrisches Bauelement als Aktuator eingebaut, wobei der Aktuator in seiner Länge verändert werden kann. Ein Dehnmessstreifen erfasst dabei die Längenänderung des mehrteiligen Verbindungselements, das auch als Antrieb für das Wellgetriebe verwendet werden kann. Nachteilig ist dabei jedoch, dass der Einsatz eines solchen längenverstellbaren Verbindungselements die Steifigkeit und Festigkeit des gesamten Wellgetriebes verringert. Ein Kolbenantrieb für einen Kolbensatz mit mehreren Kolben, die jeweils in Radialrichtung linear geführt bewegt werden, fehlt bei dem in der US 4,713,985 A genannten Wellgetriebe. Koaxialgetriebe, welche einen Kolbenantrieb für die linear geführte Bewegung der Kolben zumindest eines Kolbensatzes umfassen, schließen sowohl Getriebe ohne Pleuel ein, bei denen der Kolbenantrieb beispielsweise mittels einer drehbaren Kreisscheibe, Ellipsenscheibe oder Polygonscheibe, oder mittels eines Piezoantriebs erfolgt, als auch Getriebeausführungen, bei denen der Kolbenantrieb mit einer Kurbelwelle mit zumindest einem Pleuellager erfolgt. Bei diesen Ausführungen von Koaxialgetrieben mit Kurbelwellen ist zumindest ein Pleuel vorgesehen, wobei der zumindest eine Pleuel mit einem oder mehreren Kolben des zumindest einen Kolbensatzes sowie mit dem zumindest einen Pleuellager gekoppelt ist. Beispielhaft sind aus der EP 4207717 B1 sowie der EP 4004406 B1 der Anmelderin bereits unterschiedliche Ausführungen von Koaxialgetrieben mit Kurbelwellen bekannt. Die Kurbelwelle stellt bei diesen Ausführungen also ein Antriebselement dar bzw. kann als Antriebselement bezeichnet werden. Die Hohlwelle ist vorzugsweise um die Drehachse drehbar gelagert und kann als Abtriebselement
fungieren. Alternativ kann bei fixierter Hohlwelle die Führungseinheit als Abtriebselement fungieren, wofür die Führungseinheit drehbar gelagert sein muss. Es lassen sich mit solchen Koaxialgetrieben, die auch als Kurbelwellengetriebe bezeichnet werden, jeweils in vorteilhafter Weise hohe Drehmomente bei kompakter, kleiner Bauweise übertragen, wobei ein hohes Übersetzungsverhältnis sowie eine hohe Genauigkeit bzw. Spielfreiheit mit den betreffenden Koaxialgetrieben ermöglicht wird. Während die EP 4004406 B1 auf ein Koaxialgetriebe abstellt, bei dem zumindest drei oder mehrere Kolben mittels jeweils eines eigenen Pleuels mit dem zumindest einen Pleuellager verbunden sind, geht die EP 4207717 B1 einen anderen Weg. Die WO 2023/088656 A1 korrespondiert mit der EP 4207717 B1. In der in EP 4207717 B1 geoffenbarten Ausführung wird ein Koaxialgetriebe bereitgestellt, bei dem zur Verbindung der Kolben des jeweiligen Kolbensatzes mit dem zumindest einen Pleuellager bzw. Hubzapfen ein gemeinsames, sternförmig ausgebildetes Pleuel vorgesehen ist. Durch den Einsatz eines gemeinsamen „Sternpleuels“ für die Kolben eines Kolbensatzes können sowohl die Anzahl der Bauteile, als auch damit einhergehend die Komplexität und Baugröße dieses Koaxialgetriebes weiter reduziert werden. Bei solchen Koaxialgetrieben kann die Anzahl der Kolben, welche in Eingriff bzw. in teilweisen Eingriff mit der Innenverzahnung der Hohlwelle bringbar sind, beliebig variiert werden, um je nach Anforderung das Übersetzungsverhältnis sowie die Höhe des übertragbaren Drehmoments einstellen zu können. Mit mindestens drei Kolben kann sichergestellt werden, dass der nächste Kolben, der mit der Verzahnung seiner ersten Stirnseite gegen die Innenverzahnung, insbesondere flächig, presst, die Hohlwelle oder gegebenenfalls die Führungseinheit nicht in die Gegenrichtung zurückdreht und es bloß zu einem Hin- und Herpendeln der Hohlwelle oder der Führungseinheit um die Drehachse kommt. Je nach Ausgestaltung des Kolbenantriebs kann der Eingriff der Verzahnungen der ersten Stirnseiten der Kolben mit der Innenverzahnung der Hohlwelle nacheinander erfolgen, wenn als Kolbenantrieb beispielsweise eine Kurbelwelle eingesetzt wird. Im
Falle des Kolbenantriebs beispielsweise mittels einer Kurvenscheibe, einer Ellipsenscheibe oder Polygonscheibe kann auch ein gleichzeitiger Eingriff der Verzahnungen von zwei oder mehreren Kolben mit der Innenverzahnung der Hohlwelle erfolgen. Auch derartige Ausführungen an Kolbenantrieben sind von der Erfindung mitumfasst. Die Verzahnung der ersten Stirnseiten der Kolben führt dazu, dass der jeweilige Kolben auch als „Zahnelement“ bezeichnet werden kann. Die Führungseinheit, welche die Kolben des jeweiligen Kolbensatzes durch Führungsstege voneinander beabstandet jeweils linear führt, kann einstückig oder aus mehreren Elementen zusammengesetzt aufgebaut sein. Die Kolben sind somit in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Für den Fall, dass ein Koaxialgetriebe mit zwei oder mehreren Kolbensätzen ausgerüstet ist, ist es auch denkbar, dass die Kolben unterschiedlicher Kolbensätze nur axial, also in Richtung parallel zur Drehachse, voneinander beabstandet sind. Aufgrund der vorhin genannten Vorteile kommen diese Koaxialgetriebe in unterschiedlichsten Anwendungsfällen zum Einsatz. Insbesondere in Anwendungsfällen, bei denen solche Koaxialgetriebe besonders hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt sind, bieten die derzeit bekannten gattungsgemäßen Koaxialgetriebe allerdings nur unzureichend Möglichkeiten, auf einfache und zuverlässige Weise Messdaten zu Belastungen während des laufenden Betriebs zu erfassen. Dies ist beispielsweise beim Einsatz solcher Koaxialgetriebe für Windkraftanlagen von besonderer Bedeutung, da aufgrund von hohen Kräften durch Windböen, Turbulenzen oder Turmschwingungen, aber auch aufgrund von hohen thermischen Belastungen, denen Koaxialgetriebe dabei ausgesetzt sind, es zu einer vorzeitigen Materialermüdung und auch zu hohem Verschleiß bis hin zu Materialablösungen und Materialausbrüchen der betreffenden Getriebe kommen kann. Als weitere Anwendungsfälle, bei denen Koaxialgetriebe besonders hohen Getriebebelastungen ausgesetzt sind, sind beispielsweise Getriebe von Elektrofahrzeugen zu nennen, bei denen es insbesondere beim Rekuperieren zu hohen Lastwechselkräften und somit zu einer
hohen mechanischen und thermischen Belastung der eingesetzten Koaxialgetriebe kommt. Ebenso können Koaxialgetriebe, die zum Antrieb von Stell- und Positioniereinrichtungen eingesetzt werden, hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein. Eine Überwachung eines Koaxialgetriebes im laufenden Betrieb ist bisher nur in aufwändiger Weise mit externen Sensoren möglich. Insbesondere für die sichere Überwachung von Roboterantrieben ist die laufende Aufnahme und Aufzeichnung von Betriebsparametern wie beispielsweise die Erfassung des Drehwinkels des Antriebes und des Drehwinkel des Abtriebes des betreffenden Koaxialgetriebes erforderlich. Dazu muss für die Überwachung bei herkömmlichen Koaxialgetrieben allerdings eine zusätzliche Welle durch die Antriebshohlwelle geleitet werden, wobei die zusätzliche Welle am Abtrieb des Getriebes montiert ist. Damit ist es zwar möglich, an der Antriebsseite sowohl den Drehwinkel des Antriebes als auch den des Drehwinkel des Abtriebes mittels eines oder mehrerer Encoder aufzunehmen, jedoch reduziert dies in nachteiliger Weise den Innendurchmesser der Hohlwelle, bedarf zusätzlicher Bauteile und stellt hohe Anforderungen an die komplexe Montage. Überdies ist mit einer solchen zusätzlichen Welle eine Überwachung des Getriebes aufgrund der Trägheit der Encoder nur zeitverzögert möglich. Encoder sind Messwertgeber oder Eingabegeräte, welche die aktuelle Position einer Welle oder einer Antriebseinheit erkennen und als elektrisches Signal ausgeben. Encoder wandeln also eine Bewegung in ein elektrisches Signal um, das von einem Steuergerät in einem Bewegungssteuerungssystem, wie beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (kurz: SPS) gelesen werden kann. Der Encoder sendet ein Rückmeldesignal, das zur Bestimmung von Position, Anzahl, Geschwindigkeit oder Richtung verwendet werden kann. Für den beispielhaften Fall, dass aufgrund eines Zahnbruchs im Koaxialgetriebe die beiden erfassten Drehwinkel-Werte zu sehr voneinander abweichen, kann beispielsweise von einer Steuerung ein Sicherheitsstopp ausgelöst werden. Allerdings ist der Einbau einer zusätzlichen Welle im Koaxialgetriebe, um damit die Drehwinkel der Antriebswelle und der Abtriebswelle erfassen zu können, konstruktiv aufwändig, kann bei bestehenden Koaxialgetrieben nicht nachgerüstet
werden, und vergrößert üblicherweise die Baulänge des betreffenden Koaxialgetriebes. Weiters ist nachteilig, dass mit einer solchen herkömmlichen Überwachung mögliche Sollwert-Abweichungen wie eine ansteigende Temperatur oder eine überdurchschnittlich ansteigende Reibung im laufenden Betrieb des Koaxialgetriebes nicht frühzeitig erkannt werden können. Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, insbesondere hoch belastete Koaxialgetriebe in einfacher Weise während des laufenden Betriebs überwachen zu können, um die mechanischen und/oder thermischen Belastungen, denen das betreffende Getriebe ausgesetzt ist, frühzeitig zu erfassen und damit einhergehend den Verschleiß bzw. Zustand des Getriebes beurteilen und rechtzeitig erforderliche Wartungsarbeiten einplanen zu können. AUFGABE DER ERFINDUNG Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Koaxialgetriebe zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile überwindet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Koaxialgetriebe samt einer Auswerteeinrichtung für die Erfassung von Messdaten, die im laufenden Betrieb erhalten und ausgewertet werden, bereitzustellen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Zur Lösung der genannten Aufgabe ist bei einem Koaxialgetriebe, umfassend: - zumindest einen Kolbensatz mit zumindest drei Kolben, wobei die Kolben jeweils an einer von einer Drehachse wegweisenden ersten Stirnseite eine Verzahnung mit zumindest einem Zahn aufweisen; - eine Hohlwelle mit einer Innenverzahnung, wobei in einer auf die Drehachse normal stehenden Ebene betrachtet die Kolben innerhalb der Hohlwelle angeordnet sind; - eine Führungseinheit, wobei die Kolben des jeweiligen Kolbensatzes jeweils in der Führungseinheit in einer um die Drehachse weisenden Umfangsrichtung durch Führungsstege voneinander beabstandet angeordnet sowie linear geführt und parallel zu einer normal auf die Drehachse stehenden Radialrichtung hin und her bewegbar sind;
- einen Kolbenantrieb für die linear geführte Bewegung der Kolben, - wobei die Verzahnungen der ersten Stirnseiten der Kolben, insbesondere nacheinander, in Eingriff mit der Innenverzahnung sowie in einen von der Innenverzahnung losgelösten Zustand bringbar sind, um während des jeweiligen Eingriffs, vorzugsweise unter flächigem Kontakt zwischen der jeweiligen Verzahnung und der Innenverzahnung, die Hohlwelle oder die Führungseinheit um die Drehachse weiter zu drehen, erfindungsgemäß vorgesehen, dass an zumindest einem der Kolben zumindest ein Dehnungsmessstreifen befestigt ist. Dehnungsmessstreifen, kurz: DMS, sind Messeinrichtungen zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen an der Oberfläche von Bauteilen. Dehnungsmessstreifen können auch als passive Ohm‘sche Sensoren bzw. als Widerstandselemente bezeichnet werden. Bei der Dehnung oder Stauchung eines Bauteiles, hier eines Kolbens, auf dem zumindest ein Dehnungsmessstreifen befestigt ist, ändert sich eine Anfangslänge l des DMS um eine Differenzlänge Δl und ein Anfangswiderstand R des DMS (in Ohm) um einen Differenzwiderstand ΔR. Die Widerstandsänderung ΔR/R ist um so größer, je größer eine Dehnung ε = Δl/l ist. Mit der gegenständlichen Erfindung ist es möglich, Abweichungen von Betriebsparametern im laufenden Betrieb des Koaxialgetriebes durch die Erfassung und Überwachung von Signalen des zumindest einen Dehnungsmessstreifens frühzeitig zu erkennen. Wenn zum Beispiel die Spannungsverläufe von zwei aufeinanderfolgenden Perioden eines Dehnungsmessstreifens zu stark voneinander abweichen, kann dies verschiedene Ursachen haben, die jeweils einen Betriebsstopp des Koaxialgetriebes auslösen. Beispielsweise kann sich der Eingriff der Verzahnung an den Kolben im Vergleich zur Innenverzahnung verschoben haben, es können Materialausbrüche am Kolben bzw. an der Verzahnung entstanden sein, es können Fremdkörper in den Innenraum des Koaxialgetriebes gelangt sein, oder es kann die Antriebswelle gebrochen sein. Die Erfassung von Abweichungen im laufenden Betrieb ist mittels eines oder mehrerer Dehnungsmessstreifen, die direkt an zumindest einem Kolben
befestigt sind, wesentlich schneller und präziser möglich als bei herkömmlichen Encoder-Systemen, da einerseits die Trägheit von Dehnungsmessstreifen sehr gering ist, und andererseits Dehnungen und Stauchungen des Kolbens direkt in situ am Kraftübertragungsort gemessen werden und nicht über eine kinematische Kette. Auf die Messdatenerfassung und Messdatenauswertung der Widerstandsänderungen des zumindest einen Dehnungsmessstreifens wird im Folgenden noch im Detail eingegangen. Zur Überwachung des Drehmoments wird aktuell die Eingangsleistung in der Antriebsmaschine gemessen. Übersteigt diese einen gewissen Wert wird ein Sicherheitsstopp ausgeführt. Mit der hier gezeigten Sensorik wird die Reaktionszeit für die Detektion einer Überlast deutlich reduziert, indem Spannungsspitzen im Dehnungsmessstreifen frühzeitig mit kurzen Übertragungszeiten auf eine Überlast hinweisen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes besteht darin, dass die Befestigung eines oder mehrerer Dehnungsmessstreifen an zumindest einem der Kolben die Baulänge des Koaxialgetriebes nicht beeinflusst oder verändert. Somit bietet es sich an, auch bereits bestehende Koaxialgetriebe mit einem oder mit mehreren Dehnungsmessstreifen, die an zumindest einem der Kolben befestigt sind, nachzurüsten. Vorteilhaft muss für solche Nachrüstungen kein zusätzlicher Bauraum im Koaxialgetriebe für die Mess-Sensorik des zumindest einen Dehnungsmessstreifens zur Verfügung gestellt werden. Je nach Ausführung können für den Betrieb des Koaxialgetriebes mit integrierter Mess-Sensorik entweder die Führungsstege, welche an den jeweiligen mit zumindest einem Dehnungsmessstreifen ausgerüsteten Kolben angrenzen, fixiert werden. In dieser Ausführung können der eine oder die mehreren Dehnungsmessstreifen jeweils mit Signalleitungen zur Erfassung der Widerstandsänderungen mit einer nachgeordneten Auswerteeinrichtung für Messdaten verbunden sein. Die Anschlusskabel bzw. Signalleitungen können verdrehungsfrei in Bohrungen der Führungsstege bzw. der Führungseinheit zur Auswerteeinrichtung geführt werden. Die Signalleitungen sind in zweckmäßiger Weise als biegsame Anschlusskabel ausgeführt, welche die linear geführte Hubbewegung des jeweiligen Kolbens aushalten. Vorzugsweise sind die Anschlusskabel mit Übermaß konfektioniert,
damit auch bei maximalem Kolbenhub die betreffenden Kabelverbindungen nicht mechanisch belastet bzw. gedehnt werden. Alternativ dazu kann für den Betrieb des Koaxialgetriebes mit integrierter Mess-Sensorik das Hohlrad fixiert werden, wobei die Signalleitung der Widerstandsänderungen jedes Dehnungsmessstreifens mit einer nachgeordneten Auswerteeinrichtung mittels Schleifkontakten oder mittels Funkkontakten erfolgt. Wie nachfolgend noch im Detail dargelegt wird, können mit dem erfindungsgemäßen Koaxialgetriebe anhand der erfassten Signale des zumindest einen Dehnungsmessstreifens sowohl die aktuelle Drehzahl und der aktuelle Drehwinkel, als auch die aktuelle Drehrichtung ermittelt werden. Das erfindungsgemäße Koaxialgetriebe kann in besonders flexibler Weise an unterschiedlichste Antriebseinheiten bzw. Antriebsmotoren angeschlossen und für unterschiedlichste Anwendungsfälle eingesetzt werden. So kann beispielsweise der Kolbenantrieb eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit integrierter Messsensorik aus Sicherheitsgründen auch mittels eines Riementriebs oder eines Explosionsgeschützten Antriebs erfolgen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Ferner dienen die verwendeten Positionsangaben von Bauteilen oder Komponenten, wie beispielsweise die Begriffe „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“, „vorne“, „hinten“, „seitlich“, „innerhalb“, „außerhalb“, „in axialer Richtung“, „in radialer Richtung“ und dergleichen, im Wesentlichen dem besseren Verständnis der Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen. Die verwendeten Positionsangaben können sich möglicherweise auf bestimmte Positionen von einzelnen Bauteilen oder Komponenten des erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes oder auf einzelnen Ansichten in den Figuren beziehen. In jedem Fall sind solche Positionsangaben dem Fachmann geläufig. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann bei einem Koaxialgetriebe an zumindest drei, bevorzugt in Umfangsrichtung, besonders bevorzugt gleichmäßig, verteilt angeordneten, Kolben jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen befestigt sein.
Wie eingangs bereits erwähnt kann mit mindestens drei Kolben sichergestellt werden, dass der nächste Kolben, der mit der Verzahnung seiner ersten Stirnseite gegen die Innenverzahnung, insbesondere flächig, presst, die Hohlwelle oder gegebenenfalls die Führungseinheit nicht in die Gegenrichtung zurückdreht und es bloß zu einem Hin- und Herpendeln der Hohlwelle oder der Führungseinheit um die Drehachse kommt. Durch die Anordnung von jeweils zumindest einem Dehnungsmessstreifen auf zumindest drei Kolben, die vorzugsweise in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, wird gewährleistet, dass zumindest zwei Kolben bzw. Zahnelemente mit ihren jeweiligen Verzahnungen jeweils mit der Innenverzahnung der Hohlwelle zumindest teilweise in Eingriff sind. Mit dieser Anordnung lässt sich damit das jeweils anliegende Drehmoment ermitteln. Im Falle eines Kolbenantriebs beispielsweise mittels einer Kurvenscheibe wäre es sogar denkbar, ein solches Koaxialgetriebe mit nur zwei Kolben auszuführen. Um eine in Umfangsrichtung möglichst gleichmäßige Verteilung der jeweils mit einem oder mit mehreren Dehnungsmessstreifen ausgerüsteten Kolben zu gewährleisten, kann bei einem erfindungsgemäßen Koaxialgetriebe der zumindest eine Kolbensatz eine geradzahlige Anzahl von zumindest sechs Kolben umfassen, wobei zumindest an jedem zweiten Kolben jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen befestigt ist. Beispielsweise kann ein Kolbensatz sechszehn Kolben umfassen, wobei auf jedem zweiten Kolben jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen angeordnet ist und somit insgesamt zumindest acht Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind. Eine besonders exakte, hochauflösende Überwachung des laufenden Betriebs eines Koaxialgetriebes gemäß der Erfindung lässt sich bewerkstelligen, wenn an jedem Kolben jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen befestigt ist. Um bei einem erfindungsgemäßen Koaxialgetriebe den zumindest einen Dehnungsmessstreifen am jeweiligen Kolben möglichst so befestigen, dass dieser außerhalb des Kraftflusses liegt, der durch das übertragene Drehmoment vom Hohlrad in den Führungssteg erfolgt, kann der zumindest eine Dehnungsmessstreifen in einem ersten Kolbensegment am jeweiligen Kolben angeordnet sein, wobei das erste Kolbensegment einen Außenflächenabschnitt am jeweiligen Kolben
bildet und in Radialrichtung parallel zu einer Kolbenlängsachse sowie zumindest abschnittsweise normal zu einer Orientierungsrichtung des zumindest einen Zahns des jeweiligen Kolbens positioniert ist. Für den Fall, dass nur ein Dehnungsmessstreifen pro Kolben bzw. pro Zahnelement angeordnet ist, wird zur Signalauswertung der Widerstandsänderung des Dehnungsmessstreifens eine sogenannte Wheatstone’sche Viertelbrücke mit drei weiteren Widerständen eingesetzt. Dabei ist eine Temperaturkompensation erforderlich, um die Widerstandsänderung möglichst frei von Temperatureinflüssen bestimmen zu können. Die Temperaturkompensation kann entweder direkt in der Schaltung erfolgen, oder im Rahmen der Signalauswertung berücksichtigt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können bei einem Koaxialgetriebe an zumindest einem, vorzugsweise an zumindest drei in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, Kolben jeweils zumindest zwei Dehnungsmessstreifen befestigt sein. Der Einsatz von zumindest zwei Dehnungsmessstreifen an ein und demselben Kolben bietet den Vorteil, dass der zweite Dehnungsmessstreifen entweder als Halbbrückenschaltung zur Temperaturkompensation dienen kann oder als redundante Messeinrichtung verwendet werden kann, mit der die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit der Mess-Sensorik weiter verbessert wird, falls der erste Dehnungsmessstreifen defekt ist. Für den Fall, dass beispielsweise auf einem großdimensionierten Koaxialgetriebe mit großen Kolben ausreichend Platz vorhanden ist, um auf ein und demselben Kolben vier Dehnungsmessstreifen befestigen zu können, können die vier Dehnungsmessstreifen als eine Vollbrücke verschaltet werden. In dieser Ausführung lässt sich eine Gleichtaktunterdrückung beispielsweise von Störeinstrahlung auf die Sensorleitung realisieren, um besonders präzise Messsignale zu erhalten. Für den Ausführungsfall, dass vier Dehnungsmessstreifen auf ein und derselben Seite eines Kolbens befestigt werden, können mit dieser Anordnung zusätzlich auch die auf den Kolben einwirkenden Biegekräfte im laufenden Getriebebetrieb erfasst und ausgewertet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann bei einem Koaxialgetriebe jeweils ein erster Dehnungsmessstreifen in einem ersten Kolbensegment sowie ein zweiter Dehnungsmessstreifen in einem dem ersten Kolbensegment gegenüberliegenden zweiten Kolbensegment an demselben Kolben angeordnet sein, wobei das erste Kolbensegment sowie das zweite Kolbensegment jeweils einen Außenflächenabschnitt am jeweiligen Kolben bilden und jeweils in Radialrichtung parallel zu einer Kolbenlängsachse sowie zumindest abschnittsweise normal zu einer Orientierungsrichtung des zumindest einen Zahns des jeweiligen Kolbens positioniert sind. In vorteilhafter Weise werden bei dieser Anordnung zwei Dehnungsmessstreifen an einander gegenüberliegenden Kolbensegmenten am jeweiligen Kolben jeweils so befestigt, dass diese jeweils außerhalb des Kraftflusses liegen, der durch das übertragene Drehmoment vom Hohlrad in den Führungssteg erfolgt. Um die Dehnungsmessstreifen am jeweiligen Kolben möglichst vor mechanischer Beschädigung geschützt befestigen zu können, ist bzw. sind in einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung bei einem Koaxialgetriebe ein erstes Kolbensegment und/oder ein zweites Kolbensegment jeweils als ein angefaster Außenflächenabschnitt am jeweiligen Kolben ausgebildet, wobei vorzugsweise eine Fasenbreite des ersten Kolbensegments und/oder eine Fasenbreite des zweiten Kolbensegments jeweils größer gleich einer Breite eines Dehnungsmessstreifens ist bzw. sind. Durch das Anfasen eines oder zweier Außenflächenabschnitte am Kolben wird ausreichend Platz bzw. Freiraum geschaffen, um einen oder mehrere Dehnungsmesstreifen am jeweiligen Kolbensegment zu befestigen, ohne dass die Dehnungsmesstreifen an den angrenzenden Führungsstegen der Führungseinheit anstreifen. Alternativ oder ergänzend zu einem oder mehreren angefasten Außenflächenabschnitten am jeweiligen Kolben ist es im Rahmen der Erfindung weiters vorgesehen, dass korrespondierend zur Position eines ersten Kolbensegments und/oder korrespondierend zur Position eines zweiten Kolbensegments des jeweiligen Kolbens am jeweils angrenzenden Führungssteg der Führungseinheit jeweils eine Stegausnehmung angeordnet sein kann, wobei die jeweilige Stegausnehmung in Radialrichtung parallel zur Kolbenlängsachse des
betreffenden Kolbens verläuft und der zumindest eine Dehnungsmessstreifen zumindest abschnittsweise in der Stegausnehmung angeordnet ist, wobei die jeweilige Stegausnehmung vorzugsweise eine Ausnehmungsbreite aufweist, welche Ausnehmungsbreite größer gleich einer Breite eines Dehnungsmessstreifens ist. Bei dieser Ausführung bildet die Stegausnehmung im Führungssteg den erforderlichen Freiraum für den Dehnungsmessstreifen am angrenzenden Kolben, um ein Anstreifen des Dehnungsmessstreifens am Führungssteg zu verhindern. Um ein Koaxialgetriebe gemäß der Erfindung bereitstellen zu können, das möglichst vielseitig und flexibel für unterschiedlichste Anwendungsfälle geeignet ist, kann der zumindest eine Dehnungsmessstreifen ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus: Folien-Dehnungsmessstreifen, Halbleiter- Dehnungsmessstreifen, Rosetten-Dehnungsmessstreifen, Draht- Dehnungsmessstreifen. Folien-Dehnungsmessstreifen werden üblicherweise auf einen dünnen Kunststoffträger kaschiert und mit dem Träger, hier dem jeweiligen Kolben, fest verklebt. Die Kombination von mehreren Dehnungsmessstreifen auf einem Träger in einander teilweise überlappender Anordnung wird als Rosetten-Dehnungsmessstreifen oder Dehnungsmessrosette bezeichnet. Halbleiter-Dehnungsmessstreifen bieten aufgrund eines piezoresistiven Effekts den Vorteil, relativ hohe k-Faktoren, also hohe Empfindlichkeiten aufzuweisen und besonders kompakte Baugrößen zu haben. Draht-Dehnungsmessstreifen bieten den Vorteil, auch bei hohen Betriebstemperaturen eingesetzt werden zu können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einem Koaxialgetriebe der Kolbenantrieb eine um die Drehachse drehbare Kurbelwelle mit zumindest einem Pleuellager umfassen, wobei zumindest ein Pleuel vorgesehen ist, welcher Pleuel mit einem oder mit mehreren Kolben des zumindest einen Kolbensatzes sowie mit dem zumindest einen Pleuellager gekoppelt ist. Es lassen sich mit solchen Koaxialgetrieben, die auch als Kurbelwellengetriebe bezeichnet werden, jeweils in vorteilhafter Weise hohe Drehmomente bei kompakter, kleiner Bauweise übertragen, wobei ein hohes Übersetzungsverhältnis sowie eine hohe Genauigkeit
bzw. Spielfreiheit mit den betreffenden Koaxialgetrieben ermöglicht wird. Alternativ kann es bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes vorgesehen sein, dass der Kolbenantrieb zumindest eine um die Drehachse drehbare Kurvenscheibe oder Piezoelemente oder Linearmotoren umfasst. Um eine besonders kompakte Bauweise eines Koaxialgetriebes bereitstellen zu können, kann in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung zur Verbindung der Kolben des jeweiligen Kolbensatzes mit dem zumindest einen Pleuellager jeweils ein gemeinsamer, sternförmig ausgebildeter Pleuel, mit dem die Kolben des jeweiligen Kolbensatzes gekoppelt sind, vorgesehen sein. Zur Koppelung der Kolben des jeweiligen Kolbensatzes mit dem zugehörigen sternförmig ausgebildeten Pleuel können in den Kolben Langlöcher vorgesehen sein, wobei die Langlöcher quer zur Radialrichtung verlaufen. Am sternförmigen Pleuel sind in dieser Ausführung Kopplungsbolzen befestigt, die mit den Langlöchern in Eingriff stehen. Alternativ dazu kann zur Verbindung jedes Kolbens des jeweiligen Kolbensatzes mit dem zumindest einen Pleuellager jeweils ein eigener Pleuel vorgesehen sein. Die eingangs genannte Aufgabe wird auch mit einem erfindungsgemäßen System umfassend ein Koaxialgetriebe sowie eine Auswerteeinrichtung für die Erfassung und Auswertung von Messdaten gelöst, wobei - die Auswerteeinrichtung eine Messdaten-Erfassungseinheit sowie eine Messdaten-Analyseeinheit umfasst, wobei - die Messdaten-Erfassungseinheit mit dem zumindest einen, vorzugsweise mit zumindest drei, besonders bevorzugt mit sämtlichen, Dehnungsmessstreifen des Koaxialgetriebes signalmäßig verbunden ist, und die Messdaten-Erfassungseinheit zur Erfassung von Widerstandsänderungen jedes der Dehnungsmessstreifen mittels zumindest einer Brückenschaltung eingerichtet ist und entsprechende Spannungssignale ausgibt, und wobei - die Messdaten-Analyseeinheit dazu eingerichtet ist, anhand der von der Messdaten-Erfassungseinheit ausgegebenen Spannungssignale
jedes der Dehnungsmessstreifen zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehgeschwindigkeit und/oder einer aktuellen Drehwinkellage und/oder Drehrichtung und/oder eines aktuellen Drehmoments und/oder einer aktuellen Temperatur und/oder einer aktuell wirkenden Kraft zu bestimmen, und vorzugsweise an eine Steuerungseinrichtung und/oder an eine externe Datenüberwachungseinrichtung auszugeben. Je nach Anzahl, Positionierung sowie Konfiguration der eingesetzten Dehnungsmessstreifen können mit der Messdaten-Erfassungseinheit auch mehrere oder sämtliche der genannten Betriebsparameter umfassend: eine aktuelle Drehgeschwindigkeit, eine aktuelle Drehwinkellage, die aktuelle Drehrichtung, ein aktuelles Drehmoment; eine aktuelle Temperatur und/oder eine aktuell wirkende Kraft bestimmt werden. Hinsichtlich der aktuell wirkenden Kraft wird hiermit klargestellt, dass der jeweilige Dehnungsmessstreifen jeweils die auf den betreffenden Kolben, auf dem der Dehnungsmessstreifen befestigt ist, einwirkende mechanische Spannung, also eine Dehnung oder Stauchung des Kolbens, erfasst. Somit bestimmt der jeweilige Dehnungsmessstreifen streng genommen also die jeweils auf den betreffenden Kolben einwirkende Kraft bzw. das Drehmoment, welches auf das Koaxialgetriebe einwirkt. Ein erfindungsgemäßes Koaxialgetriebe samt einer zugehörigen Auswerteeinrichtung für die Erfassung und Auswertung von Messdaten kann in besonders flexibler Weise für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt werden. Wie eingangs bereits erwähnt, kann prinzipiell jeder Antriebsmotor an das Koaxialgetriebe angeschlossen mit diesem gekoppelt werden. In vorteilhafter Weise ist auch die Auswerteeinheit „herstelleroffen“ konfiguriert und kann die Messsignale bzw. Spannungssignale unterschiedlicher Dehnungsmessstreifen unabhängig vom jeweiligen Hersteller der Dehnungsmessstreifen verarbeiten. Die Messdaten-Erfassungseinheit kann zusätzlich zur zumindest einen Brückenschaltung für die Erfassung von Widerstandsänderungen jedes der Dehnungsmessstreifen sowie zu zumindest einem Messverstärker, um entsprechende Spannungssignale ausgeben zu können, zumindest einen oder mehrere weitere der folgenden elektronischen Bauteilen und Komponenten zur Signalkalibrierung oder Signalnormierung umfassen:
einen weiteren Signalwertverstärker, einen A/D-Wandler /(Analog- Digital-Wandler), einen elektronischen Bauteil zur Signalwertnormierung, einen elektronischen Bauteil zur Nullwertnormierung, einen elektronischen Bauteil zur Signalwertnormierung samt Signalwertanpassung mittels Signal-Offset, einen Spannungsbegrenzer, und/oder einen D/A-Wandler (Digital- Analog-Wandler). Der zumindest eine Messverstärker kann dazu eingerichtet sein, eine Gleichspannung zum Beaufschlagen der Dehnungsmessstreifen bereitzustellen. Die Messdaten-Analyseeinheit kann beispielsweise einen CPU- Rechenprozessor, einen Arbeitsspeicher, eine Einrichtung zur Datenspeicherung samt einem Konfigurationsdatenspeicher, der zur Speicherung von Konfigurationsdaten dient, sowie einen Signalwandler umfassen. In vorteilhafter Weise kann mit dem erfindungsgemäßen System beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Hohlwelle oder der Führungseinheit ermittelt werden, wobei die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehgeschwindigkeit zu bestimmen. Ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Drehgeschwindigkeit unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dazu die folgenden Schritte: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale zumindest eines Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, während des Betriebs des Koaxialgetriebes; - Bestimmen einer Periodendauer P als Zeitintervall zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens; - Umrechnen der Periodendauer P unter Berücksichtigung der Anzahl L der Lücken der Innenverzahnung der Hohlwelle in eine aktuelle Drehgeschwindigkeit ^=(2^/L)/P. Um die aktuelle Drehgeschwindigkeit der Hohlwelle oder der Führungseinheit des Koaxialgetriebes zu ermitteln, wird die Periodendauer P als Zeitintervall t–t zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens ausgewertet.
Der zu einer Periode P zugehörige Drehwinkel ist Φ^^^2^/L. L bezeichnet dabei die Anzahl der Lücken der Innenverzahnung der Hohlwelle. Die Drehgeschwindigkeit ^^^Φ/P=(2^/L)/P wird in [rad/s] angegeben. Um die Drehzahl zu ermitteln wird ebenfalls die Periodendauer als Zeitintervall zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens ausgewertet. Die Periodendauer ist direkt proportional zur Drehzahl. Beispielsweise sind bei einer Getriebeuntersetzung von 100:1 damit 100 Kolbenhübe erforderlich, um eine Umdrehung der Hohlwelle oder der Führungseinheit des Koaxialgetriebes zu erreichen. Der Abstand zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen entspricht in diesem Fall somit einem Drehwinkel
3,6°. Die Periodendauer definiert die Drehgeschwindigkeit. Für die Ermittlung der Drehrichtung ist die Reihenfolge der einlangenden Spannungssignale von zumindest zwei Dehnungsmessstreifen, die an unterschiedlichen Kolben befestigt sind, auszuwerten. Beispielsweise ist eine Signalabfolge der einlangenden Spannungssignale der Dehnungsmessstreifen zuerst am ersten Kolben und zeitversetzt am zweiten Kolben gegenläufig zu einer Signalabfolge der einlangenden Spannungssignale der Dehnungsmessstreifen zuerst am zweiten Kolben und anschließend bzw. zeitversetzt am ersten Kolben. Um mit dem erfindungsgemäßen System die aktuelle Drehwinkellage der Hohlwelle oder der Führungseinheit ermitteln zu können, ist die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehwinkellage zu bestimmen. Ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Drehwinkellage unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dazu die folgenden Schritte: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale zumindest eines Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, während des Betriebs des Koaxialgetriebes; - Bestimmen der jeweiligen Zeitpunkte von Spannungsspitzen des betreffenden Dehnungsmessstreifens;
- Zuordnen der jeweiligen Zeitpunkte von Spannungsspitzen unter Berücksichtigung der Anzahl der Lücken L der Innenverzahnung der Hohlwelle als Inkrement einer aktuellen Drehwinkellage des betreffenden Dehnungsmessstreifens. Wenn es sich bei den Zeitpunkten t,t,…,t um korrespondierende Spannungsspitzen handelt, dann ist n die Anzahl der Perioden P bzw. der Lücken L bzw. Ausnehmungen in der Innenverzahnung, in die der jeweilige Kolben eingegriffen hat. Im Zeitintervall vom Zeitpunkt t=0 bis zum Zeitpunkt t hat sich die Hohlwelle oder die Führungseinheit des Koaxialgetriebes daher um einen Differenz- Drehwinkel ΔΦ=n2^/L weitergedreht. Die aktuelle Drehwinkellage ist dann Φ=Φ+ΔΦ, wobei Φ ein bekannter Drehwinkel zum Zeitpunkt t=0 ist. Um die Drehwinkellage zu erfassen werden also die jeweiligen Zeitpunkte von Spannungsspitzen unter Berücksichtigung der Anzahl der Lücken L der Innenverzahnung der Hohlwelle als Inkrement einer aktuellen Drehwinkellage des betreffenden Dehnungsmessstreifens zugeordnet. Der Impuls einer Spannungsspitze kann beispielsweise als Inkrement für einen Drehwinkel Φ von 3,6° (entsprechend dem obigen Beispiel) gewertet werden. Je mehr Kolben bzw. „Zahnelemente“ mit Dehnungsmessstreifen beaufschlagt werden, desto höher ist die Auflösung des Gesamtsystems. Bei einem Koaxialgetriebe, bei dem beispielsweise 16 Kolben mit Dehnungsmessstreifen ausgerüstet sind, resultieren 16 Messimpulse pro 3,6° Drehwinkel. Damit lässt sich die Drehwinkellage mit einer Genauigkeit von 0,225° Drehwinkel-Schritten auflösen. Wird zusätzlich auch noch die Charakteristik der Mess- Signale mit betrachtet, so können pro Zahneingriff beispielsweise drei (oder mehr) markante, korrespondierende Spannungsspitzen ausgewertet werden. Zum Beispiel können die korrespondierenden Spannungsspitzen zum Zeitpunkt des Eingreifens der Zähne, zum Zeitpunkt der Spannungsspitzen bei der höchsten Last während des Zahneingriffs, und/oder zum Zeitpunkt des Ausfahrens beim Lösen des Zahneingriffs erfasst werden. Damit lässt sich die Auflösung der Drehwinkellage weiter erhöhen und die Drehwinkellage kann beispielsweise mit einer Genauigkeit von 0,225°/3, somit also in 0,075° Drehwinkel-Schritten angegeben werden. Mittels weitergehender
Signalanalysen lässt sich die Genauigkeit der Drehwinkel-Bestimmung noch weiter erhöhen. Mit dem erfindungsgemäßen System kann auch das aktuelle Drehmoment des Koaxialgetriebes bestimmt werden. Die Auswerteeinrichtung ist dazu eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal eines aktuellen Drehmoments zu bestimmen. Ein Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Drehmoments unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dazu die folgenden Schritte: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale zumindest eines Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, während des Betriebs des Koaxialgetriebes; - Kalibrieren des zumindest einen Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, bei vordefinierten Drehmomenten und Zuordnen der jeweiligen Spannungsamplituden von Spannungsspitzen des betreffenden Dehnungsmessstreifens jeweils einem kalibrierten Drehmoment-Wert; - Vergleichen der jeweiligen aktuellen Spannungsamplituden von Spannungsspitzen des betreffenden Dehnungsmessstreifens während des Betriebs des Koaxialgetriebes mit den kalibrierten Drehmoment- Werten und Bestimmen eines aktuellen Drehmoments. Der Schritt des Kalibrierens des zumindest einen Dehnungsmessstreifens bzw. sämtlicher Dehnungsmessstreifen ist grundsätzlich nur ein einziges Mal zu Beginn der Messungen durchzuführen. Das Drehmoment wird durch die Auswertung der Spannungsamplitude bestimmt. Dabei wird das Signal für unterschiedliche Drehmomente im zusammengebauten Zustand des Koaxialgetriebes aufgezeichnet und das System damit kalibriert. Eine bestimmte Spannungsamplitude wird dabei einem kalibrierten Drehmoment-Wert zugeordnet. Eine mathematische Berechnung ist aufgrund der zahlreichen Einflüsse aufgrund von Reibung oder Fertigungsabweichungen im realen Betrieb des Koaxialgetriebes nur schwer analytisch lösbar. Durch numerische Methoden kann ein Faktor k, der abhängig von der Drehzahl, der Temperatur und den Materialeigenschaften des jeweiligen Dehnungsmessstreifens ist, bestimmt werden. Da jeder Dehnungsmessstreifen individuelle Materialeigenschaften gemäß dem
jeweiligen Datenblatt aufweist, müssen diese bei der Kalibrierung mitberücksichtigt werden. Das jeweilige Drehmoment M lässt sich demnach als Funktion des Faktors und der resultierenden Kraft F bestimmen: M=k⋅F Mit dem erfindungsgemäßen System kann außerdem auch eine aktuelle Temperatur innerhalb des Koaxialgetriebes bzw. am Ort des betreffenden Dehnungsmessstreifens bestimmt werden. Dazu ist die Auswerteeinrichtung eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Temperatur zu bestimmen. Ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Temperatur unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dazu die folgenden Schritte: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale zumindest eines Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, während des Betriebs des Koaxialgetriebes; - Kalibrieren des zumindest einen Dehnungsmessstreifens, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen, bei vordefinierten Temperaturen und Zuordnen eines Offsets des jeweiligen Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens einem bekannten, beim Kalibrieren vorherrschenden Temperatur-Wert; - Bestimmen von korrespondierenden Spannungsspitzen des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens über der Zeit und Bestimmen der Steigung S eines Signaldrifts; - Berechnung einer relativen Temperaturänderung ^T durch Multiplikation von S mit einer entsprechenden bekannten Materialkonstante des betreffenden Dehnungsmessstreifens; - Bestimmen einer Ausgangstemperatur T anhand des Offsets des Spannungssignals in einem Anfangszeitbereich; - Bestimmen der aktuellen Temperatur T durch Addition von T und ^T. Die Steigung S des Signaldrifts gibt Auskunft über die relative Temperaturänderung. Mit zunehmender Betriebstemperatur wandert das Spannungssignal zu höheren Spannungswerten. Der Signalbereich (beispielsweise 0-10 V) muss entsprechend innerhalb des während des Betriebs des Koaxialgetriebes zu erwartenden Temperatur-Bereiches liegen. Die Charakteristik des Temperaturverhaltens des betreffenden Dehnungsmessstreifens lässt sich aus seinem Temperaturkoeffizienten
(englisch: Temperature Coefficient of Gauge Factor), also einer Materialkonstante gemäß dem Datenblatt des Dehnungsmessstreifens bestimmen. Damit kann der Messbereich der Spannungssignale entsprechend eines zu erwartenden Temperaturbereichs während des Betriebs des Koaxialgetriebes eingestellt werden. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die schematischen Zeichnungen sind jeweils beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken darlegen. Dabei zeigen: Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes; Fig. 2 in einer isometrischen Ansicht schräg von der Seite einen Kolben eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit einem daran befestigten Dehnungsmessungsstreifen; Fig. 3 in einer isometrischen Ansicht teilweise freigeschnitten einen Kolben eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit zwei daran befestigten Dehnungsmessungsstreifen; Fig. 4 in einer teilweisen Schnittansicht von oben den in Fig. 3 gezeigten Kolben mit angefasten Kolbensegmenten zur Aufnahme der Dehnungsmessstreifen innerhalb einer Führungseinheit; Fig. 5 in einer teilweisen Schnittansicht von oben einen Kolben eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit zwei daran befestigten Dehnungsmessungsstreifen innerhalb einer Führungseinheit mit Stegausnehmungen; Fig. 6 das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit weiteren Angaben; Fig. 7 das in Fig. 6 gezeigte Koaxialgetriebe in einer Schnittansicht von der Seite gemäß der in Fig. 6 eingezeichneten Schnittebene A-A;
Fig. 8 in einer schematischen Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes; Fig. 9 das in Fig. 8 gezeigte Koaxialgetriebe in einer Schnittansicht von der Seite gemäß der in Fig. 8 eingezeichneten Schnittebene B-B; Fig. 10 ein schematisches Signalflussbild eines Systems eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes mit einer Auswerteeinrichtung für die Erfassung und Auswertung von Messdaten; Fig. 11 ein schematisches Schaltungsbild einer Wheatstone’schen Brückenschaltung einer Viertelbrücke; Fig. 12 ein schematisches Signalflussbild einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Messsignalaufnahme; Fig. 13 in einem Diagramm den Spannungsverlauf eines Messsignals über die Zeit. WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Koaxialgetriebe 1 in einer schematischen Ansicht eines Schnittes normal auf eine Drehachse 2. Das Koaxialgetriebe 1 umfasst einen Kolbenantrieb 3, der hier beispielsweise eine um die Drehachse drehbare Kurbelwelle 3a mit zumindest einem Pleuellager 4 umfasst, wobei im gegenständlichen Ausführungsbeispiel genau ein Pleuellager 4 bzw. genau ein Hub- oder Pleuelzapfen ausgeführt ist. Auf Details zum Kolbenantrieb 3 wird im Folgenden noch eingegangen. Das Koaxialgetriebe 1 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst weiters einen Kolbensatz 5 mit sechzehn Kolben 10, die in Fig. 1 im Uhrzeigersinn als Kolben 10a-10p bezeichnet sind. Der Kolbenantrieb 3 dient zur linear geführten Bewegung der Kolben 10a-10p. Jeder Kolben 10a-10p weist jeweils an einer von der Drehachse wegweisenden ersten Stirnseite 11 eine Verzahnung 12 mit zumindest einem Zahn 13 auf. Die Kolben 10a-10p des jeweiligen Kolbensatzes 5 sind jeweils in einer Führungseinheit 8 in einer um die Drehachse 2 weisenden Umfangsrichtung 7 durch Führungsstege 9 voneinander beabstandet
angeordnet. Die Führungseinheit 8 bzw. die Führungsstege 9 zwischen benachbarten Kolben 10 dienen dazu, die Kolben 10a-10p jeweils linear zu führen, sodass die Kolben 10-10p parallel zu einer normal auf die Drehachse 2 stehenden Radialrichtung hin und her bewegbar sind. Die Umfangsrichtung 7 ist durch einen Doppelpfeil 7 symbolisiert. Weiters umfasst das gezeigte Koaxialgetriebe 1 eine Hohlwelle 30 mit einer Innenverzahnung 31, wobei in einer auf die Drehachse 2 normal stehenden Ebene betrachtet die Kolben 10a-10p innerhalb der Hohlwelle 30 angeordnet sind. Die Innenverzahnung 31 weist eine Vielzahl an Lücken 32 bzw. Ausnehmung auf. Die Verzahnungen 12,13 der ersten Stirnseiten 11 der Kolben 10a-10p sind, insbesondere nacheinander, in Eingriff mit der Innenverzahnung 31 bringbar und können ebenso in einen von der Innenverzahnung 31 losgelösten Zustand gebracht werden, um während des jeweiligen Eingriffs eines oder mehrerer Zähne 13 in korrespondierende Lücken 32 bzw. Ausnehmungen der Innenverzahnung 31, vorzugsweise unter flächigem Kontakt zwischen der jeweiligen Verzahnung 12,13 und der Innenverzahnung 31, die Hohlwelle 30 oder die Führungseinheit 9 um die Drehachse 2 weiter zu drehen. Erfindungsgemäß ist an zumindest einem der Kolben 10a-10p zumindest ein Dehnungsmessstreifen 40 befestigt. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführung ist alternierend an jedem zweiten Kolben 10a,10c,10e,10g,10i,10k,10m,10o jeweils ein Dehnungsmessstreifen 40 befestigt. Die hier gezeigten Dehnungsmessstreifen 40 sind beispielsweise als Folien-Dehnungsmessstreifen 41, insbesondere als Halbleiter-Dehnungsmessstreifen 42, ausgeführt und bieten den Vorteil, hohe k-Werte mit hohen Empfindlichkeiten aufzuweisen und besonders kompakte Baugrößen zu haben. Zur eindeutigen Zuordnung der einzelnen Dehnungsmessstreifen 40 zum jeweiligen Kolben 10a,10c,10e,10g,10i,10k,10m,10o, auf dem sie befestigt sind, sind die Folien-Dehnungsmessstreifen im Uhrzeigersinn mit den Bezugszeichen 41a-41h bezeichnet. Im Rahmen der Erfindung können ein oder mehrere der Dehnungsmessstreifen auch als Draht- Dehnungsmessstreifen ausgeführt oder in Rosettenform angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt beispielhaft in einer isometrischen Ansicht einen solchen Kolben 10, beispielsweise den in Fig. 1 gezeigten Kolben 10a. Der Zahn 13 weist eine erste Zahnflanke 13a, eine zweite Zahnflanke 13b, eine Zahnbreite 13c, eine Orientierungsrichtung 13d des Zahns 13, welche mit einem Doppelpfeil 13d symbolisiert ist, sowie eine Zahnhöhe 13e. Der Kolben 10,10a weist eine Kolbenlängsachse 14 auf. Die Kolbenlängsachse 14 entspricht der mit einem Doppelpfeil 15 symbolisierten Radialrichtung 15, in der der Kolben 10,10a hin und her bewegbar ist. Der gezeigte Kolben 10,10a weist eine Bohrung 16 für einen nicht dargestellten Kolbenbolzen mit einer Längsachsenrichtung 17 auf. Weiters ist eine Ausnehmung 20 für eine Pleuelverbindung vorgesehen. Der Dehnungsmessstreifen 40,41,42 ist in einem ersten Kolbensegment 18 am Kolben 10,10a angeordnet, wobei das erste Kolbensegment 18 einen Außenflächenabschnitt am Kolben 10a bildet und in Radialrichtung 15 parallel zur Kolbenlängsachse 14 sowie zumindest abschnittsweise normal zur Orientierungsrichtung 13d des Zahns 13 positioniert ist. Das erste Kolbensegment 18 ist hier als ein angefaster Außenflächenabschnitt mit einer Fasenbreite 18a ausgebildet. Die Fasenbreite 18a ist beispielsweise hier so gewählt, dass diese größer ist als eine Breite 40a des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40. Dem ersten Kolbensegment 18 in Orientierungsrichtung 13d des Zahns 13 gegenüberliegend ist ein zweites Kolbensegment 19 ausgebildet, wobei das zweite Kolbensegment 19 ebenfalls einen Außenflächenabschnitt am Kolben 10a bildet und in Radialrichtung 15 parallel zur Kolbenlängsachse 14 sowie zumindest abschnittsweise normal zur Orientierungsrichtung 13d des Zahns 13 positioniert ist. Beispielsweise kann das zweite Kolbensegment 19 ebenfalls angefast sein. Im Weiteren werden gleiche oder vergleichbare Bauteile und Komponenten unterschiedlicher Ausführungsvarianten jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 3 zeigt in einer teilweise freigeschnittenen Ansicht einen Kolben 10 eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes 1 mit zwei daran befestigten Dehnungsmessungsstreifen 40. Fig. 4 zeigt in einer teilweisen Schnittansicht von oben den in Fig. 3 gezeigten Kolben 10 mit angefasten Kolbensegmenten 18, 19 zur
Aufnahme der Dehnungsmessstreifen 40 innerhalb einer Führungseinheit 9. Die folgende Beschreibung betrifft gleichermaßen die beiden Abbildungen Fig. 3 und Fig. 4. Am Kolben 10 sind ein erstes Kolbensegment 18 und ein zweites Kolbensegment 19 jeweils als ein angefaster Außenflächenabschnitt ausgebildet, wobei hier eine Fasenbreite 18a des ersten Kolbensegments 18 und eine Fasenbreite 19a des zweiten Kolbensegments 19 jeweils zumindest gleich groß wie eine Breite 40a eines Dehnungsmessstreifens 40,41,42 ausgeführt sind. Das erste Kolbensegment 18 sowie das zweite Kolbensegment 19 bilden jeweils einen Außenflächenabschnitt am Kolben 10 und sind jeweils in Radialrichtung 15 parallel zur Kolbenlängsachse 14 sowie zumindest abschnittsweise normal zu einer Orientierungsrichtung 13d des Zahns 13 des jeweiligen Kolbens 10 positioniert. In Figur 3 sind weiters ein Pleuel 6, ein Kolbenbolzen 21, der in Längsachsenrichtung 17 innerhalb der Bohrung 16 des Kolbens 10 eingesteckt ist und eine gelenkige Koppelung des Kolbens 10 mit dem Pleuel 6 ermöglicht, sowie Abschnitte der Führungseinheit 8 sowie der an den Kolben 10 angrenzenden Führungsstege 9 ersichtlich. Der Zahn 13 an der ersten Stirnseite 11 des Kolbens 10 greift in korrespondierende Lücken 32 bzw. Ausnehmungen der Innenverzahnung 31, die an der Innenseite der Hohlwelle 30 angeordnet ist, ein. Fig. 5 zeigt in einer teilweisen Schnittansicht von oben einen Kolben 10 eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes 1 mit zwei daran befestigten Dehnungsmessungsstreifen 40 innerhalb einer Führungseinheit 8 mit Stegausnehmungen 29. Korrespondierend zur Position eines ersten Kolbensegments 18 und korrespondierend zur Position eines zweiten Kolbensegments 19 des jeweiligen Kolbens 10 am jeweils angrenzenden Führungssteg 9 der Führungseinheit 8 ist hier jeweils eine Stegausnehmung 29 angeordnet, wobei die jeweilige Stegausnehmung 29 in Radialrichtung 15 parallel zur Kolbenlängsachse 14 des betreffenden Kolbens 10 verläuft. Die beiden Dehnungsmessstreifen 40,41,42 sind am Kolben 10 so befestigt, dass diese hier in der Stegausnehmung 29 angeordnet sind, wobei die jeweilige Stegausnehmung 29 eine Ausnehmungsbreite 29a aufweist, die größer gleich der Breite 40a des jeweiligen Dehnungsmessstreifens 40,41,42 ist.
Fig. 6 zeigt nochmals das bereits in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes. Es wird zur grundsätzlichen Funktionsweise des Koaxialgetriebes 1 auf das oben Gesagte verwiesen. Da es bei der gegenständlichen Erfindung nur untergeordnet auf die konkrete Ausgestaltung des jeweiligen Kolbenantriebs 3 ankommt, sind in Fig. 6 – in Ergänzung zu Fig. 1 - noch weitere Angaben zum Kolbenantrieb 3 mit einer Kurbelwelle 3a zu finden. Bei dieser Ausführung erfolgt die Kopplung der Kolben 10a-10p des Kolbensatzes 5 mit dem Pleuel 6, das hier als ein sternförmiges Pleuel 60 ausgebildet ist, mit Zwischengliedern 22. Die Zwischenglieder 22 sind im Wesentlichen starr ausgeführt, wobei jedes Zwischenglied 22 einerseits mit dem jeweils zugehörigen Kolben 10a-10p mittels Führungsbolzen 23 gelenkig verbunden ist und andererseits mit dem sternförmig ausgebildeten Pleuel 60 mit Verbindungsbolzen 25 gelenkig verbunden ist. Die Verbindungsbolzen 25 definieren Drehgelenke 27, deren Drehachsen parallel zur Drehachse 2 sind. Die Dehnungsmessstreifen 40 sind in dieser Ansicht am jeweiligen Kolben 10 so befestigt, dass diese jeweils außerhalb des Kraftflusses liegt, der durch das übertragene Drehmoment vom Hohlrad 30 in den Führungssteg 9 der Führungseinheit 8 erfolgt. Fig. 7 ist eine Schnittansicht des Koaxialgetriebes 1 von der Seite gemäß der in Fig. 6 eingezeichneten Schnittebene A-A. In dieser Seitenansicht sind die an den Kolben 10 befestigten Dehnungsmessstreifen 40 nicht zu sehen. Fig. 8 stellt in einer schematischen Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes 1 dar. Das Koaxialgetriebe 1 umfasst einen Kolbenantrieb 3 mit einer um die Drehachse 2 drehbaren Kurbelwelle 3a mit mindestens einem Pleuellager 4, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel genau ein Pleuellager 4 bzw. genau ein Hub- oder Pleuelzapfen vorgesehen ist. Mit dem Pleuellager 4 sind hier drei Kolben 10a,10b,10c in an sich bekannter Weise verbunden bzw. sind die Kolben 10a,10b,10c am Pleuellager 4 beweglich gelagert. Beispielsweise wird jeweils ein geteiltes Pleueilauge von Pleueln 6a, 6b, 6c mittels Schrauben am Pleuellager 4 befestigt und sind Kolben 10a, 10b, 10c über
Kolbenbolzen 21 mit weiteren Pleuelaugen der Pleuel 6a, 6b, 6c verbunden. Im Aus- führungsbeispiel der Fig. 8 sind insgesamt fünf Kolben 10 vorgesehen, wobei nur die drei Kolben 10a,10b,10c sichtbar sind. Der Kolben 10a ist über das Pleuel 6a mit der Kurbelwelle 3a bzw. dem Pleuellager 4 verbunden, der Kolben 10b über das Pleuel 6b und der Kolben 10c über das Pleuel 6c. Sämtliche Kolben 10a,10b,10c weisen jeweils eine von der Drehachse 2 weg weisende erste Stirnseite 11 mit einer aufgeprägten Verzahnung 12 auf, wobei die jeweilige Verzahnung 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils genau einen Zahn 13 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kurbelwelle 3a hohl entlang der Drehachse 2 ausgebildet, was beispielsweise das verdrehungsfreie Durchführen von Kabeln (nicht dargestellt) gestattet. Weiters ist beim Koaxialgetriebe 1 eine Hohlwelle 30 vorgesehen, die eine Innenverzahnung 31 aufweist. In der Bildebene der Fig. 8, die senkrecht auf die Drehachse 2 steht, sind die Kolben 10a,10b,10c - und zumindest abschnittsweise die Kurbelwelle 3a - innerhalb der Hohlwelle 30 angeordnet. Dies gilt auch für eine Führungseinheit 8, in welcher die Kolben 10a,10b,10c jeweils linear geführt und parallel zu einer normal auf die Drehachse 2 stehenden Radialrichtung 15 hin und her bewegbar sind. Hierzu weist die Führungseinheit 9 im dargestellten Ausführungsbeispiel Führungsstege 9 in Form von Hohlzylindern auf, die als lineare Führungen für die Kolben 10a,10b,10c fungieren. Durch das Hin- und Herbewegen der Kolben 10a,10b,10c werden die Verzahnungen 12 an den ersten Stirnseiten 11 der Kolben 10a,10b,10c nacheinander in Eingriff mit der Innenverzahnung 31 und in einen von der Innenverzahnung 31 losgelösten Zustand gebracht, wobei aufgrund der linearen Bewegung der Kolben 10a,10b,10c während des jeweiligen Eingriffs ein flächiger Kontakt zwischen der jeweiligen Verzahnung 12,13 und der Innenverzahnung 31 sichergestellt werden kann. Die jeweilige Verzahnung 12,13 wird dabei flächig gegen die Innenverzahnung 31 der Hohlwelle 30 gepresst. Hierdurch wird die Hohlwelle 30 ein Stück weiter um die Drehachse 2 gedreht, wenn die Führungseinheit 9 unbeweglich zur Drehachse 2 angeordnet ist oder wenn die Führungseinheit 8 zwar um die Drehachse 2 drehbar angeordnet ist, aber gebremst ist. Wenn hingegen die
Hohlwelle 30 fixiert bzw. unbeweglich zur Drehachse 2 ist oder gebremst ist, wird die um die Drehachse 2 drehbar gelagerte Führungseinheit 8 ein Stück weiter gedreht. Aufgrund des flächigen Eingreifens bzw. Pressens können sehr hohe Drehmomente von der Kurbelwelle 3a auf die Hohlwelle 30 oder gegebenenfalls auf die Führungseinheit 9 übertragen werden. An jedem der fünf Kolben 10 (wovon die drei Kolben 10a,10b,10c sichtbar sind) ist jeweils ein Dehnungsmessstreifen 40 befestigt, somit sind also bei diesem Koaxialgetriebe 1 insgesamt fünf Dehnungsmessstreifen 40 vorgesehen. Fig. 9 zeigt das in Fig. 8 gezeigte Koaxialgetriebe 1 in einer Schnittansicht von der Seite gemäß der in Fig. 8 eingezeichneten Schnittebene B-B. In Fig. 9 sind auch noch ein vierter Kolben 10c‘ und ein zugehöriges Pleuel 6c‘ sowie ein Pleuel 6a‘ eines fünften Kolbens (nicht dargestellt, dieser Kolben liegt in Blickrichtung auf die Zeichenebene der Fig. 8 gesehen hinter den in Fig. 8 dargestellten Elementen bzw. ist entlang der Drehachse 2 gesehen der letzte Kolben, wobei der Kolben 10a der erste ist) erkennbar sind. In dieser Seitenansicht sind die an den Kolben 10 befestigten Dehnungsmessstreifen 40 nicht zu sehen. Fig. 10 zeigt ein schematisches Signalflussbild eines Systems eines erfindungsgemäßen Koaxialgetriebes 1 mit einer Auswerteeinrichtung 100 für die Erfassung und Auswertung von Messdaten. Die Auswerteeinrichtung 100 umfasst eine Messdaten-Erfassungseinheit 110 sowie eine Messdaten-Analyseeinheit 130 umfasst. Die Messdaten- Erfassungseinheit 110 ist mit dem zumindest einen, vorzugsweise mit zumindest drei, und wie hier in Fig. 10 veranschaulicht besonders bevorzugt mit sämtlichen, Dehnungsmessstreifen 40,41a-41h des Koaxialgetriebes 1 mittels Signalleitungen 90 signalmäßig verbunden. Die Signalleitungen 90 dienen als Anschlusskabel für die Signalübertragungen der Widerstandsänderungen. Alternativ dazu kann die Signalübertragung zwischen den Dehnungsmessstreifen 40,41a-41h und der Auswerteeinrichtung 100 beispielsweise mittels Funk erfolgen. Allerdings muss dazu eine Spannungsversorgung der Dehnungsmessstreifen 40,41a-41h beispielsweise mittels Schleifringkontakten oder herkömmlicher Anschlusskabel vorhanden sein.
In Fig. 10 weist die Messdaten-Erfassungseinheit 110 zumindest eine Brückenschaltung 111, einen ersten Messverstärker 112 sowie optional einen A/D-Wandler 113 aus. Die Messdaten-Erfassungseinheit 110 ist zur Erfassung von Widerstandsänderungen bzw. Diagonalspannungen 81 bzw. 81a,81b jedes einzelnen der Dehnungsmessstreifen 40,41a-41h mittels zumindest einer Brückenschaltung 111 eingerichtet und gibt entsprechende Spannungssignale 121 aus. Die Messdaten-Analyseeinheit 130 ist dazu eingerichtet, anhand der von der Messdaten-Erfassungseinheit 110 ausgegebenen Spannungssignale 121 jedes der Dehnungsmessstreifen 40,41a-41h zumindest ein Istwert-Signal 140 einer aktuellen Drehgeschwindigkeit und/oder einer aktuellen Drehwinkellage und/oder Drehrichtung und/oder eines aktuellen Drehmoments und/oder einer aktuellen Temperatur und/oder einer aktuell wirkenden Kraft zu bestimmen, und vorzugsweise an eine Steuerungseinrichtung 150 und/oder an eine externe Datenüberwachungseinrichtung 160 auszugeben. Die Messdaten-Analyseeinheit umfasst hier beispielsweise einen CPU- Rechenprozessor 131, einen Arbeitsspeicher 132, eine Einrichtung 135 zur Datenspeicherung samt einem Konfigurationsdatenspeicher 136, der zur Speicherung von Konfigurationsdaten dient, sowie einen Signalwandler 140. Fig. 11 zeigt ein schematisches Schaltungsbild einer Wheatstone’schen Brückenschaltung 111 einer Viertelbrücke. Die hier gezeigte Wheatstone‘sche Messbrücke 70 umfasst insgesamt vier Widerstände, einen ersten Widerstand 71, einen zweiten Widerstand 72, einen dritten Widerstand 73 sowie einen vierten Widerstand 74. Einer der Widerstände 71 -74 ist der Dehnungsmessstreifen 40. Es ist eine Spannung 80 angelegt. Die Änderung des Widerstands des Dehnungsmessstreifens 40 wird von der Brückenschaltung 111 als Diagonalspannung 81 erfasst und als Spannungssignal 81 bzw. 81a,81b in einen Messverstärker 112 eingespeist, wie dies in Fig. 10 symbolisiert ist. Fig. 12 zeigt ein schematisches Signalflussbild einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Messsignalaufnahme. Im Wesentlichen wird in Fig. 12 in weiteren Details die
Messignalaufnahme innerhalb der Messdaten-Erfassungseinheit 110 dargestellt. Die hier gezeigte Messdaten-Erfassungseinheit 110 umfasst zusätzlich zur zumindest einen Brückenschaltung 111 für die Erfassung von Widerstandsänderungen jedes der Dehnungsmessstreifen 40 sowie zu einem Messverstärker 112, um entsprechende Spannungssignale ausgeben zu können, die folgenden weiteren elektronischen Bauteile und Komponenten zur Signalkalibrierung oder Signalnormierung: einen A/D- Wandler 113 (Analog-Digital-Wandler), einen elektronischen Bauteil 114 zur Signalwertnormierung, einen elektronischen Bauteil 115 zur Nullwertnormierung, einen weiteren Signalwertverstärker 116, einen elektronischen Bauteil 117 zur Signalwertnormierung samt Signalwertanpassung mittels Signal-Offset, einen ersten Spannungsbegrenzer 118, sowie einen D/A-Wandler 119 (Digital-Analog- Wandler) sowie einen zweiten Spannungsbegrenzer 120. Der Messverstärker 112 verstärkt nur das Spannungssignal 81. Die Bereitstellung einer angelegten Spannung 80, vorzugsweise einer Gleichspannung, zum Beaufschlagen der Dehnungsmessstreifen 40 erfolgt gesondert. Die mit dem zumindest einen Dehnungsmessstreifen 40 gemessene Widerstandsänderung wird in der Brückenschaltung 111 als Diagonalspannung 81 erfasst und zunächst im Messverstärker 112 verstärkt. Die verstärkte (bzw. erhöhte) Spannung 82 wird anschließend im A/D-Wandler 113 gewandelt. Ein dabei erhaltenes Rohsignal 82a wird in einer Einrichtung 114 zur Signalwertnormierung normiert. Das erhaltene normiertes Signal 82b wird in einer nachfolgenden Einrichtung 115 zur Nullwertnormierung auf „Null“ gesetzt, wodurch etwaige Signalabweichungen und Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Für die Normierung wird das Messsignal des Dehnungsmessstreifens 40 im unbelasteten Ruhezustand aufgezeichnet und normiert. Dieser Normierungsschritt erfolgt üblicherweise nur einmal zu Beginn der Messungen. Das so erhaltene normierte Nullwertsignal 82c dient zur Kalibrierung eines Ausgangssignals 82d, das in einem weiteren Signalwertverstärker 116 verstärkt wird zu einem normierten
digitalen Signal 83. Da dieses Signal 83 auch negative Spannungswerte annehmen kann, wenn der jeweilige Dehnmessstreifen 40 bzw. der zugehörige Kolben 10 beispielsweise nicht auf Stauchung, sondern auf Dehnung belastet wird und Zugkräfte aufzeichnet, wird das Signal 83 in der Einrichtung 117 zur Signalwertnormierung samt Signalwertanpassung mittels Signal-Offset durch Kombination mit einem Offset-Signal 84 angehoben und ein verarbeitetes Ausgangssignal 85 erhalten. Um die Messsensorik und Messelektronik zu schützen, dient ein erster Spannungsbegrenzer 118 vor dem D/A- Wandler 119 dazu, die Spannung beispielsweise auf maximal 10V zu begrenzen. Ein entsprechend begrenztes Ausgangssignal 86 wird im D/A-Wandler 119 in ein analoges Signal 87 umgewandelt, welches nach Passieren eines zweiten Spannungsbegrenzers 120 als Spannungssignal 121 von der Messdaten-Erfassungseinheit 110 ausgegeben wird. Fig. 13 zeigt in einem Diagramm den Spannungsverlauf eines Messsignals über die Zeit. Auf der Abszisse ist die Zeit t in Millisekunden [ms] aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Spannung U in Volt [V] aufgetragen. In Ordinatenrichtung ist außerdem als Pfeil A eine Spannungs-Amplitude A eingezeichnet. Der gezeigte Spannungsverlauf ergibt sich als eine Abfolge von aufgezeichneten Spannungsspitzen eines Dehnungsmessstreifens während des Zahneingriffs des betreffenden Kolbens, der mit dem jeweiligen Dehnungsmessstreifen ausgerüstet ist. Der Index 1 bezeichnet den ersten Zahneingriff, der Index 2 bezeichnet den zweiten Zahneingriff, und so weiter. Von links beginnend ist eine vergleichsweise niedrige Spannungsspitze E zu Beginn des ersten Zahneingriffs festzustellen, gefolgt von einer maximalen Spannungsspitze S bei höchster Last während des ersten Zahneingriffs, sowie gefolgt von einer wiederum niedrigeren Spannungsspitze L beim Lösen des ersten Zahneingriffs. In periodischer Abfolge wiederholen sich diese Signale im Wesentlichen bei jedem weiteren Zahneingriff. Beim zweiten Zahneingriff wird wiederum eine Signalabfolge erfasst einer vergleichsweise niedrigen Spannungsspitze E zu Beginn des zweiten Zahneingriffs, gefolgt von einer maximalen Spannungsspitze S bei höchster Last während des zweiten Zahneingriffs, sowie gefolgt von einer wiederum niedrigeren Spannungsspitze L beim Lösen des zweiten Zahneingriffs.
Eine Periodendauer P kann als Zeitintervall t-t zwischen zwei jeweils korrespondierenden Spannungsspitzen S,S bei höchster Last während des Zahneingriffs, oder jeweils zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen E,E zu Beginn des Zahneingriffs, oder jeweils zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen L,L beim Lösen des Zahneingriffs bestimmt werden. Weiters ist in Fig. 13 ein Anstieg der erfassten Spannungssignale als Signaldrift zu höheren Spannungswerten mit einer Steigung S = ^y/^x veranschaulicht. Die Steigung S gibt Auskunft über die relative Temperaturänderung. Mit zunehmender Temperatur wandert das Signal zu höheren Spannungswerten. Unter Bezugnahme auf die Figuren, insbesondere auf Fig. 13, wird im Folgenden die Funktionsweise der Erfindung anhand der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit, der Drehwinkellage, des Drehmoments sowie der Ermittlung einer Temperaturänderung während der Messung von Widerstandssignalen der Dehnungsmessstreifen 40 erläutert. Außerdem wird auch die Ermittlung der Drehrichtung anhand zweier Dehnungsmessstreifen 40, die an voneinander beabstandeten Kolben 10a,10b befestigt sind, erläutert. FUNKTIONSWEISE DER ERFINDUNG A) Ermittlung der Drehgeschwindigkeit Mit dem erfindungsgemäßen System kann die Drehgeschwindigkeit der Hohlwelle 30 oder der Führungseinheit 8 ermittelt werden, wobei die Auswerteeinrichtung 100 dazu eingerichtet ist, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehgeschwindigkeit zu bestimmen, wobei das Bestimmen die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale 121 zumindest eines Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1; - Bestimmen einer Periodendauer P als Zeitintervall t-t zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des Spannungssignals 121 des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40;
- Umrechnen der Periodendauer P unter Berücksichtigung der Anzahl L der Lücken 32 der Innenverzahnung 31 der Hohlwelle 30 in eine aktuelle Drehgeschwindigkeit ^=(2^/L)/P. Um die aktuelle Drehgeschwindigkeit ^^der Hohlwelle 30 oder der Führungseinheit 8 des Koaxialgetriebes 1 zu ermitteln, wird die Periodendauer P als Zeitintervall t–t zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens ausgewertet. Der zu einer Periode P zugehörige Drehwinkel Φ^^^2^/L. Die Drehgeschwindigkeit ^^^Φ/P=(2^/L)/P wird in [rad/s] angegeben. Um die Drehzahl zu ermitteln wird ebenfalls die Periodendauer P als Zeitintervall zwischen zwei korrespondierenden Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des Spannungssignals des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 ausgewertet. Die Periodendauer P ist direkt proportional zur Drehzahl. B) Ermittlung der Drehwinkellage Mit dem erfindungsgemäßen System kann die aktuelle Drehwinkellage der Hohlwelle 30 oder der Führungseinheit 8 ermittelt werden. Die Auswerteeinrichtung 100 ist dazu eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehwinkellage zu bestimmen, wobei das Bestimmen die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale 121 zumindest eines Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1; - Bestimmen der jeweiligen Zeitpunkte t,t von Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40; - Zuordnen der jeweiligen Zeitpunkte t,t von Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L unter Berücksichtigung der Anzahl L der Lücken 32 der Innenverzahnung 31 der Hohlwelle 30 als Inkrement einer aktuellen Drehwinkellage des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40.
Wenn es sich bei den Zeitpunkten t,t,…,t um korrespondierende Spannungsspitzen handelt, dann ist n die Anzahl der Perioden P bzw. der Lücken L bzw. Ausnehmungen in der Innenverzahnung, in die der jeweilige Kolben eingegriffen hat. Im Zeitintervall vom Zeitpunkt t=0 bis zum Zeitpunkt t hat sich die Hohlwelle 30 oder die Führungseinheit 8 des Koaxialgetriebes 1 daher um einen Differenz- Drehwinkel ΔΦ=n2^/L weitergedreht. Die aktuelle Drehwinkellage ist dann Φ=Φ+ΔΦ, wobei Φ ein bekannter Drehwinkel zum Zeitpunkt t=0 ist. C) Ermittlung des Drehmoments Mit dem erfindungsgemäßen System kann auch das aktuelle Drehmoment des Koaxialgetriebes 1 bestimmt werden. Die Auswerteeinrichtung 100 ist dazu eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal eines aktuellen Drehmoments zu bestimmen, wobei das Bestimmen die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale 121 zumindest eines Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1; - Kalibrieren des zumindest einen Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, bei vordefinierten Drehmomenten und Zuordnen der jeweiligen Spannungsamplituden U,U von Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 jeweils einem kalibrierten Drehmoment-Wert; - Vergleichen der jeweiligen aktuellen Spannungsamplituden U,U von Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1 mit den kalibrierten Drehmoment-Werten und Bestimmen eines aktuellen Drehmoments. Der Schritt des Kalibrierens des zumindest einen Dehnungsmessstreifens 40 bzw. sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40 ist grundsätzlich nur ein einziges Mal zu Beginn der Messungen durchzuführen.
D) Ermittlung der Temperaturänderung Mit dem erfindungsgemäßen System kann außerdem auch eine aktuelle Temperatur innerhalb des Koaxialgetriebes 1 bzw. am Ort des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 bestimmt werden. Dazu ist die Auswerteeinrichtung 100 eingerichtet, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Temperatur zu bestimmen, wobei das Bestimmen die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten der Spannungssignale 121 zumindest eines Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1; - Kalibrieren des zumindest einen Dehnungsmessstreifens 40, vorzugsweise sämtlicher Dehnungsmessstreifen 40, bei vordefinierten Temperaturen und Zuordnen eines Offsets des jeweiligen Spannungssignals 121 des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 einem bekannten, beim Kalibrieren vorherrschenden Temperatur-Wert; - Bestimmen von korrespondierenden Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des Spannungssignals 121 des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40 über der Zeit und Bestimmen der Steigung S eines Signaldrifts; - Berechnung einer relativen Temperaturänderung ^T durch Multiplikation von S mit einer entsprechenden bekannten Materialkonstante des betreffenden Dehnungsmessstreifens 40; - Bestimmen einer Ausgangstemperatur T anhand des Offsets des Spannungssignals 121 in einem Anfangszeitbereich; - Bestimmen der aktuellen Temperatur T durch Addition von T und ^T. Die Steigung S des Signaldrifts gibt Auskunft über die relative Temperaturänderung. Mit zunehmender Betriebstemperatur wandert das Spannungssignal zu höheren Spannungswerten. Der Signalbereich (beispielsweise 0-10 V) muss entsprechend innerhalb des während des Betriebs des Koaxialgetriebes zu erwartenden Temperatur-Bereiches liegen. Die Charakteristik des Temperaturverhaltens des betreffenden Dehnungsmessstreifens lässt sich aus seinem Temperaturkoeffizienten (englisch: Temperature Coefficient of Gauge Factor), also einer
Materialkonstante gemäß dem Datenblatt des Dehnungsmessstreifens bestimmen. Damit kann der Messbereich der Spannungssignale entsprechend eines zu erwartenden Temperaturbereichs während des Betriebs des Koaxialgetriebes eingestellt werden. E) Ermittlung der Drehrichtung Mit dem erfindungsgemäßen System kann auch die Drehrichtung der Hohlwelle 30 oder der Führungseinheit 8 ermittelt werden, wobei die Auswerteeinrichtung 100 dazu eingerichtet ist, zumindest ein Istwert-Signal einer aktuellen Drehrichtung zu bestimmen, wobei das Bestimmen die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten zumindest eines ersten Spannungssignals 81a,121 eines ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a, der auf einem ersten Kolben 10a angeordnet ist, sowie zumindest eines zweiten Spannungssignals 81b,121 eines zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b, der auf einem vom ersten Kolben 10a beabstandeten, zweiten Kolben 10b angeordnet ist, während des Betriebs des Koaxialgetriebes 1; - Bestimmen zumindest eines Zeitpunkts t des einlangenden ersten Spannungssignals 81a,121, sowie zumindest eines Zeitpunkts t des einlangenden zweiten Spannungssignals 81b,121, vorzugsweise unter Berücksichtigung der jeweils korrespondierenden Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L des ersten Spannungssignals 81a,121 des betreffenden ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a sowie des zweiten Spannungssignals 81b,121 des betreffenden zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b; - Bestimmen der zeitlichen Reihenfolge t-t; t-t einer Signalabfolge des ersten Spannungssignals 81a,121 des betreffenden ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a sowie des zweiten Spannungssignals 81b,121 des betreffenden zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b. Mit dem Index 1 wird hier der Zeitpunkt t des einlangenden ersten Spannungssignals 81a,121 des betrachteten ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a am ersten Kolben 10a bezeichnet. Mit dem Index 2 wird hier der Zeitpunkt t des einlangenden zweiten
Spannungssignals 81b,121 des betrachteten zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b am zweiten Kolben 10b bezeichnet. Für die Ermittlung der Drehrichtung ist die Reihenfolge der einlangenden Spannungssignale von zumindest zwei Dehnungsmessstreifen 40 bzw. 41a,41b, die an unterschiedlichen Kolben 10a,10b befestigt sind, auszuwerten. Dabei sind vorzugsweise jeweils auch die korrespondierenden Spannungsspitzen S,S; E,E; L,L der einlangenden Spannungssignale 81a,81b, 121 zu berücksichtigen. Beispielsweise ist eine zeitliche Reihenfolge t-t der Signalabfolge der einlangenden Spannungssignale 81a,121 des ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a zuerst am ersten Kolben 10a und zeitversetzt zu den später einlangenden Spannungssignalen 81b,121 des zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b am zweiten Kolben 10b von der Drehrichtung gegenläufig zu einer zeitlichen Reihenfolge t-t der Signalabfolge der einlangenden Spannungssignale 81b,121 des zweiten Dehnungsmessstreifens 40,41b zuerst am zweiten Kolben 10b und anschließend bzw. zeitversetzt zu den später einlangenden Spannungssignalen 81a,121 des ersten Dehnungsmessstreifens 40,41a am ersten Kolben 10a. Durch entsprechende Festlegung der zeitlichen Reihenfolge der einlangenden Spannungssignale auf eine erste Drehrichtung kann auch eine zur ersten Drehrichtung gegenläufige zweite Drehrichtung und somit die jeweilige aktuelle Drehrichtung bestimmt werden. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Koaxialgetriebe 2 Drehachse 3 Kolbenantrieb 3a Kurbelwelle 4 Pleuellager; Pleuelzapfen; Hubzapfen 5 Kolbensatz 6 Pleuel (bzw. 6a,6a‘,6b,6b’,6c,6c’) 7 Umfangsrichtung (Doppelpfeil) 8 Führungseinheit
9 Führungssteg 10 Kolben (bzw. 10a-10p) 11 erste Stirnseite des Kolbens 12 Verzahnung 13 Zahn 13a erste Zahnflanke 13b zweite Zahnflanke 13c Zahnbreite 13d Orientierungsrichtung des Zahns (Doppelpfeil) 13e Zahnhöhe 14 Kolbenlängsachse 15 Radialrichtung (Doppelpfeil) 16 Bohrung für Kolbenbolzen 17 Längsachsenrichtung der Kolbenbolzenbohrung 18 erstes Kolbensegment 18a Fasenbreite des ersten Kolbensegments 19 zweites Kolbensegment 19a Fasenbreite des zweiten Kolbensegments 20 Ausnehmung für Pleuelverbindung 21 Kolbenbolzen; Kopplungsbolzen BEZUGSZEICHENLISTE (Fortsetzung) 22 Zwischenglied 23 Führungsbolzen 25 Verbindungsbolzen 27 Drehgelenk 29 Stegausnehmung 29a Breite der Stegausnehmung 30 Hohlwelle 31 Innenverzahnung der Hohlwelle 32 Lücke bzw. Ausnehmung der Innenverzahnung 40 Dehnungsmessstreifen; DMS 40a Breite des Dehnungsmessstreifen; DMS 41 Folien-Dehnungsmessstreifen; Folien-DMS (bzw. 41a-41h) 42 Halbleiter-Dehnungsmessstreifen; Halbleiter-DMS 60 sternförmig ausgebildetes Pleuel
70 Wheatstone‘sche Messbrücke 71 erster Widerstand 72 zweiter Widerstand 73 dritter Widerstand 74 vierter Widerstand 80 angelegte Spannung 81 Diagonalspannung 81a,81b Diagonalspannung eines einzelnen DMS 82 verstärkte (erhöhte) Spannung 82a Rohsignal 82b normiertes Signal 82c normiertes Nullwertsignal 82d Ausgangssignal 83 normiertes digitales Signal 84 Offset-Signal 85 verarbeitetes Ausgangssignal 86 begrenztes Ausgangssignal 87 analoges Signal 90 Signalleitung für Widerstandsänderung; Anschlusskabel 100 Auswerteeinrichtung für Messdaten BEZUGSZEICHENLISTE (Fortsetzung) 110 Messdaten-Erfassungseinheit 111 Brückenschaltung 112 (erster) Messverstärker 113 A/D-Wandler 114 Signalwertnormierung 115 Nullwertnormierung 116 (zweiter) Messverstärker; Signalwertverstärker 117 Signal-Offset 118 Spannungsbegrenzer 119 D/A-Wandler 120 Spannungsbegrenzer 121 Ausgabe Spannungs-Signal 130 Messdaten-Analyseeinheit 131 CPU-Rechenprozessor 132 Arbeitsspeicher
135 Datenspeichereinrichtung 136 Konfigurationsdatenspeicher 138 Signalwandler; I/O-Link 140 Istwert-Signal 150 SPS-Steuerungseinrichtung 160 externe Datenüberwachungseinrichtung A Amplitude E,E Spannungsspitze zu Beginn des Zahneingriffs L,L Spannungsspitze beim Lösen des Zahneingriffs P Periode S,S,S Spannungsspitze bei höchster Last während Zahneingriff t,t,t Zeitpunkt
COAXIAL GEARBOX WITH INTEGRATED SENSORS SCOPE OF INVENTION The present invention relates to a coaxial gearbox comprising: - at least one piston set with at least three pistons, wherein the pistons each have a toothing with at least one tooth on a first end face pointing away from the axis of rotation; - a hollow shaft with internal toothing, wherein, viewed in a plane perpendicular to the axis of rotation, the pistons are arranged inside the hollow shaft; - a guide unit, wherein the pistons of the respective piston set are each arranged in the guide unit spaced apart from one another in a circumferential direction pointing about the axis of rotation by guide webs and are linearly guided and movable back and forth parallel to a radial direction perpendicular to the axis of rotation; - a piston drive for the linearly guided movement of the pistons, - wherein the teeth of the first end faces of the pistons can be brought into engagement with the internal teeth, particularly successively, and into a state disengaged from the internal teeth, in order to rotate the hollow shaft or the guide unit further about the axis of rotation during the respective engagement, preferably with planar contact between the respective teeth and the internal teeth. Furthermore, a coaxial drive according to the invention with an evaluation device for acquiring and evaluating measurement data is specified within the scope of the invention. PRIORITY OF THE ART Numerous different designs of coaxial drives of the aforementioned type are already known. For example, single-stage planetary gears that operate coaxially, as well as multi-stage planetary gears, are each coaxial drives. Likewise, shaft drives, spur gear drives, and eccentric gear drives can also be coaxial drives. or cycloidal gears can be designed as coaxial gears. By definition, in coaxial gears, a drive shaft and an output shaft of the gear lie on a common axis of rotation. For example, US 4,713,985 A discloses a wave gear with a ring element. The ring element is arranged around the outer circumference of a cam element. A rotational movement of the cam element does not generate a rotary driving force, but rather forces the drive rollers of the ring element into a cyclic and radial movement. In one embodiment, a piezoelectric component is installed as an actuator in a central section of a multi-part connecting element of a drive roller of the ring element, whereby the actuator's length can be changed. A strain gauge detects the change in length of the multi-part connecting element, which can also be used as a drive for the wave gear. However, a disadvantage is that the use of such a length-adjustable connecting element reduces the stiffness and strength of the entire wave gear. A piston drive for a piston assembly with multiple pistons, each guided linearly in the radial direction, is lacking in the wave gear described in US 4,713,985 A. Coaxial gears, which include a piston drive for the linearly guided movement of the pistons of at least one piston assembly, encompass both gears without connecting rods, in which the piston drive is effected, for example, by means of a rotatable circular disk, elliptical disk, or polygonal disk, or by means of a piezoelectric drive, and gear designs in which the piston drive is effected by a crankshaft with at least one connecting rod bearing. In these designs of coaxial gears with crankshafts, at least one connecting rod is provided, wherein the at least one connecting rod is coupled to one or more pistons of the at least one piston assembly and to the at least one connecting rod bearing. Various designs of coaxial gears with crankshafts are already known by way of example from EP 4207717 B1 and EP 4004406 B1 of the applicant. In these designs, the crankshaft thus constitutes a drive element or can be described as a drive element. The hollow shaft is preferably mounted to rotate about the axis of rotation and can be used as an output element. Alternatively, with a fixed hollow shaft, the guide unit can function as an output element, for which the guide unit must be rotatably mounted. Such coaxial drives, also known as crankshaft drives, advantageously transmit high torques in a compact, small design, enabling a high gear ratio as well as high accuracy and backlash-free operation. While EP 4004406 B1 refers to a coaxial drive in which at least three or more pistons are connected to at least one connecting rod bearing by means of their own connecting rod, EP 4207717 B1 takes a different approach. WO 2023/088656 A1 corresponds to EP 4207717 B1. In the embodiment disclosed in EP 4207717 B1, a coaxial transmission is provided in which a common, star-shaped connecting rod is used to connect the pistons of each piston set to at least one connecting rod bearing or crankpin. By using a common "star connecting rod" for the pistons of a piston set, both the number of components and, consequently, the complexity and size of this coaxial transmission can be further reduced. In such coaxial transmissions, the number of pistons that can engage or partially engage with the internal teeth of the hollow shaft can be varied as desired in order to adjust the transmission ratio and the amount of transmissible torque according to requirements. With at least three pistons, it can be ensured that the next piston, whose first end face presses against the internal teeth, particularly across its surface, does not rotate the hollow shaft or, if applicable, the guide unit back in the opposite direction, and that the hollow shaft or guide unit merely oscillates back and forth around the axis of rotation. Depending on the design of the piston drive, the engagement of the teeth on the first end faces of the pistons with the internal teeth of the hollow shaft can occur sequentially, for example, if a crankshaft is used as the piston drive. In the case of piston drives, for example, using a cam, elliptical disk, or polygon disk, the gear teeth of two or more pistons can also engage simultaneously with the internal gearing of the hollow shaft. Such designs of piston drives are also included in the invention. The gearing of the first end faces of the pistons means that each piston can also be described as a "gear element." The guide unit, which guides the pistons of each piston set linearly at a distance from one another by means of guide webs, can be constructed as a single piece or composed of several elements. The pistons are thus arranged in a circumferentially distributed manner. If a coaxial drive is equipped with two or more piston sets, it is also conceivable that the pistons of different piston sets are only axially spaced from one another, i.e., in the direction parallel to the axis of rotation. Due to the aforementioned advantages, these coaxial drives are used in a wide variety of applications. Particularly in applications where such coaxial gearboxes are subjected to especially high mechanical and/or thermal loads, currently known coaxial gearboxes of this type offer insufficient means of easily and reliably acquiring measurement data on loads during operation. This is of particular importance, for example, when using such coaxial gearboxes in wind turbines, as the high forces caused by wind gusts, turbulence, or tower vibrations, as well as the high thermal loads to which coaxial gearboxes are subjected, can lead to premature material fatigue and excessive wear, even to the point of material delamination and breakout. Other applications where coaxial gearboxes are subjected to particularly high loads include, for example, gearboxes in electric vehicles, where high load-cycling forces occur, especially during recuperation, leading to... High mechanical and thermal stresses are a common issue with coaxial gearboxes. Similarly, coaxial gearboxes used to drive actuators and positioning devices can be subjected to high mechanical loads. Monitoring a coaxial gearbox during operation has so far only been possible with complex external sensors. For the reliable monitoring of robot drives in particular, continuous recording of operating parameters, such as the rotation angle of the drive and the output shaft of the coaxial gearbox, is essential. However, for monitoring conventional coaxial gearboxes, an additional shaft must be routed through the hollow drive shaft, with this additional shaft mounted at the gearbox output. While this allows for the measurement of both the drive and output shaft rotations on the drive side using one or more encoders, it negatively reduces the inner diameter of the hollow shaft, requires additional components, and places high demands on the complex assembly. Furthermore, due to the inertia of the encoders, monitoring the gearbox with such an additional shaft is only possible with a time delay. Encoders are measuring devices or input devices that detect the current position of a shaft or drive unit and output it as an electrical signal. Encoders thus convert a movement into an electrical signal that can be read by a control unit in a motion control system, such as a programmable logic controller (PLC). The encoder sends a feedback signal that can be used to determine position, number, speed, or direction. For example, if a tooth breakage in the coaxial gearbox causes the two measured rotation angle values to differ too much, a safety stop can be triggered by the controller. However, installing an additional shaft in the coaxial gearbox to measure the rotation angles of the input and output shafts is a complex design and cannot be retrofitted to existing coaxial gearboxes. This increases the overall length of the coaxial gearbox. Furthermore, a disadvantage of conventional monitoring is that it fails to detect potential deviations from the setpoint, such as rising temperature or above-average friction, during operation. Therefore, there is a pressing need to easily monitor coaxial gearboxes, particularly those subjected to heavy loads, during operation. This would allow for the early detection of mechanical and/or thermal stresses, enabling an assessment of wear and tear and the timely planning of necessary maintenance. The objective of the present invention is to provide an improved coaxial gearbox that overcomes the aforementioned disadvantages. A further objective of the invention is to provide an improved coaxial gearbox, including an evaluation unit for acquiring and evaluating measurement data during operation. DESCRIPTION OF THE INVENTION To solve the aforementioned problem, a coaxial transmission comprising: - at least one piston set with at least three pistons, wherein each piston has a toothed section with at least one tooth on a first end face pointing away from an axis of rotation; - a hollow shaft with internal teeth, wherein, viewed in a plane perpendicular to the axis of rotation, the pistons are arranged inside the hollow shaft; - a guide unit, wherein the pistons of each piston set are arranged in the guide unit spaced apart from one another in a circumferential direction pointing around the axis of rotation by guide webs, and are guided linearly and movable back and forth parallel to a radial direction perpendicular to the axis of rotation; - a piston drive for the linearly guided movement of the pistons, - wherein the teeth of the first end faces of the pistons, in particular successively, can be brought into engagement with the internal teeth and into a state disengaged from the internal teeth in order to further rotate the hollow shaft or the guide unit about the axis of rotation during the respective engagement, preferably with planar contact between the respective teeth and the internal teeth, according to the invention, it is provided that at least one strain gauge is attached to at least one of the pistons. Strain gauges, abbreviated: SGS, are measuring devices for detecting tensile and compressive deformations on the surface of components. Strain gauges can also be referred to as passive ohmic sensors or as resistance elements. When a component, here a piston, on which at least one strain gauge is attached, is stretched or compressed, an initial length l of the SGS changes by a differential length Δl and an initial resistance R of the SGS (in ohms) changes by a differential resistance ΔR. The change in resistance ΔR/R is greater the greater the strain ε = Δl/l. With the present invention, it is possible to detect deviations in operating parameters during the operation of the coaxial gearbox at an early stage by acquiring and monitoring signals from at least one strain gauge. If, for example, the stress profiles of two successive periods of a strain gauge deviate too much from each other, this can have various causes, each of which triggers an operational shutdown of the coaxial gearbox. For example, the engagement of the gear teeth on the piston may have shifted compared to the internal gearing, material breakage may have occurred on the piston or the gear teeth, foreign objects may have entered the interior of the coaxial gearbox, or the drive shaft may have broken. Deviations during operation are detected by means of one or more strain gauges mounted directly on at least one piston. The measurement of strain gauges is significantly faster and more precise than with conventional encoder systems because, on the one hand, the inertia of strain gauges is very low, and on the other hand, the expansion and contraction of the piston are measured directly in situ at the point of force transmission, rather than via a kinematic chain. The acquisition and evaluation of the resistance changes of the at least one strain gauge will be discussed in detail below. Currently, the input power in the drive motor is measured to monitor the torque. If this exceeds a certain value, a safety stop is triggered. With the sensor technology shown here, the reaction time for overload detection is significantly reduced by providing early warning of an overload due to voltage spikes in the strain gauge with short transmission times. A further advantage of the coaxial gearbox according to the invention is that attaching one or more strain gauges to at least one of the pistons does not affect or change the overall length of the coaxial gearbox. Therefore, it is advantageous to retrofit existing coaxial gearboxes with one or more strain gauges attached to at least one of the pistons. A key advantage of such retrofits is that no additional installation space needs to be provided within the coaxial gearbox for the measuring sensor of the at least one strain gauge. Depending on the design, the guide rails adjacent to each piston equipped with at least one strain gauge can be fixed in place for operation of the coaxial gearbox with integrated measuring sensor technology. In this configuration, each of the one or more strain gauges can be connected to a downstream evaluation unit for measuring data via signal lines to detect changes in resistance. The connecting cables or signal lines can be routed without twisting through bores in the guide rails or the guide unit to the evaluation unit. The signal lines are expediently designed as flexible connecting cables that can withstand the linear stroke of the respective piston. Preferably, the connecting cables are assembled with an excess length. This ensures that the relevant cable connections are not subjected to mechanical stress or stretching, even at maximum piston stroke. Alternatively, the ring gear can be fixed for operation of the coaxial gearbox with integrated measuring sensors, with the signal transmission of the resistance changes of each strain gauge to a downstream evaluation unit via sliding contacts or wireless contacts. As will be explained in detail below, the coaxial gearbox according to the invention can determine the current rotational speed, the current angle of rotation, and the current direction of rotation based on the signals acquired from at least one strain gauge. The coaxial gearbox according to the invention can be connected to a wide variety of drive units or drive motors in a particularly flexible manner and can be used for a wide variety of applications. For example, for safety reasons, the piston drive of a coaxial gearbox according to the invention with integrated measuring sensors can also be operated by means of a belt drive or an explosion-proof drive. Further advantageous embodiments of the invention are set out in the dependent claims and in the following description. Furthermore, the positional designations used for components or parts, such as the terms "top,""bottom,""above,""below,""front,""back,""sideways,""inside,""outside,""in the axial direction,""in the radial direction," and the like, serve primarily to improve understanding of the invention, particularly in conjunction with the following drawings. The positional designations used may refer to specific positions of individual components or parts of the coaxial drive according to the invention or to individual views in the figures. In any case, such positional designations are familiar to those skilled in the art. In a preferred embodiment of the invention, at least one strain gauge can be attached to each of at least three pistons of a coaxial drive, preferably arranged circumferentially, and particularly preferably evenly. As mentioned at the outset, at least three pistons ensure that the next piston, whose first end face presses against the internal teeth, particularly across its surface, does not rotate the hollow shaft or, if applicable, the guide unit back in the opposite direction, resulting only in a reciprocating motion of the hollow shaft or guide unit around its axis of rotation. By arranging at least one strain gauge on each of at least three pistons, preferably distributed circumferentially, it is ensured that at least two pistons or toothed elements with their respective teeth are at least partially engaged with the internal teeth of the hollow shaft. This arrangement allows the applied torque to be determined. In the case of a piston drive, for example, using a cam, it would even be conceivable to implement such a coaxial drive with only two pistons. To ensure the most uniform possible circumferential distribution of the pistons, each equipped with one or more strain gauges, in a coaxial drive according to the invention, the at least one piston set can comprise an even number of at least six pistons, with at least one strain gauge attached to at least every second piston. For example, a piston set can comprise sixteen pistons, with at least one strain gauge arranged on every second piston, thus providing a total of at least eight strain gauges. Particularly precise, high-resolution monitoring of the ongoing operation of a coaxial drive according to the invention can be achieved if at least one strain gauge is attached to each piston. In order to attach the at least one strain gauge to the respective piston in a coaxial drive according to the invention in such a way that it lies outside the force flow caused by the transmitted torque from the ring gear to the guide web, the at least one strain gauge can be arranged in a first piston segment on the respective piston, wherein the first piston segment comprises an outer surface section of the respective piston. The strain gauge is formed and positioned radially parallel to a piston longitudinal axis and at least partially perpendicular to an orientation direction of at least one tooth of the respective piston. If only one strain gauge is arranged per piston or per tooth element, a so-called Wheatstone quarter bridge with three additional resistors is used to evaluate the resistance change of the strain gauge. Temperature compensation is required to determine the resistance change as independently as possible from temperature influences. The temperature compensation can either be implemented directly in the circuit or taken into account during signal evaluation. In an advantageous embodiment of the invention, at least two strain gauges can be attached to at least one, preferably at least three, pistons arranged circumferentially in a coaxial drive. The use of at least two strain gauges on the same piston offers the advantage that the second strain gauge can either serve as a half-bridge circuit for temperature compensation or as a redundant measuring device, further improving the reliability and fault tolerance of the sensor system should the first strain gauge fail. If, for example, there is sufficient space on a large coaxial gearbox with large pistons to mount four strain gauges on the same piston, the four strain gauges can be connected as a full bridge. This configuration allows for common-mode rejection, for example, of interference on the sensor line, to obtain particularly precise measurement signals. Furthermore, if four strain gauges are mounted on the same side of a piston, this arrangement can also be used to detect and evaluate the bending forces acting on the piston during gearbox operation. In a further preferred embodiment of the invention, in a coaxial drive, a first strain gauge can be arranged in a first piston segment and a second strain gauge in a second piston segment opposite the first piston segment on the same piston, wherein the first piston segment and the second piston segment each form an outer surface section on the respective piston and are each positioned radially parallel to a longitudinal axis of the piston and at least partially perpendicular to an orientation direction of at least one tooth of the respective piston. Advantageously, in this arrangement, two strain gauges on opposing piston segments are attached to the respective piston in such a way that they are each located outside the force flow caused by the transmitted torque from the ring gear to the guide web. In order to protect the strain gauges from mechanical damage as much as possible when attaching them to the respective piston, a further advantageous embodiment of the invention provides that, in a coaxial drive, a first piston segment and/or a second piston segment are each designed as a chamfered outer surface section on the respective piston, wherein preferably the chamfer width of the first piston segment and/or the chamfer width of the second piston segment is/are greater than or equal to the width of a strain gauge. Chamfering one or two outer surface sections on the piston creates sufficient space to attach one or more strain gauges to the respective piston segment without the strain gauges rubbing against the adjacent guide webs of the guide unit. Alternatively or additionally to one or more chamfered outer surface sections on the respective piston, the invention further provides that, corresponding to the position of a first piston segment and/or corresponding to the position of a second piston segment of the respective piston, a web recess can be arranged on the respective adjacent guide web of the guide unit, wherein the respective web recess is radially parallel to the longitudinal axis of the piston. The piston in question runs along the guide web, and at least one strain gauge is arranged at least partially in the web recess, wherein the respective web recess preferably has a recess width greater than or equal to the width of a strain gauge. In this embodiment, the web recess in the guide web provides the necessary clearance for the strain gauge on the adjacent piston to prevent the strain gauge from rubbing against the guide web. In order to provide a coaxial drive according to the invention that is as versatile and flexible as possible for a wide variety of applications, the at least one strain gauge can be selected from the group comprising or consisting of: foil strain gauges, semiconductor strain gauges, rosette strain gauges, wire strain gauges. Foil strain gauges are typically laminated onto a thin plastic carrier and firmly bonded to the carrier, in this case, the respective piston. The combination of several strain gauges on a carrier in a partially overlapping arrangement is called a rosette strain gauge or strain gauge rosette. Semiconductor strain gauges offer the advantage of relatively high k-factors, i.e., high sensitivities, and particularly compact sizes due to a piezoresistive effect. Wire strain gauges offer the advantage of being usable even at high operating temperatures. In a preferred embodiment of the invention, the piston drive of a coaxial transmission can comprise a crankshaft rotatable about the axis of rotation with at least one connecting rod bearing, wherein at least one connecting rod is provided, which connecting rod is coupled to one or more pistons of the at least one piston set and to the at least one connecting rod bearing. Such coaxial transmissions, also referred to as crankshaft transmissions, advantageously transmit high torques in a compact, small design, offering a high transmission ratio and high accuracy. or backlash-free operation is enabled with the respective coaxial drives. Alternatively, in a further preferred embodiment of the coaxial drive according to the invention, the piston drive may comprise at least one cam disk rotatable about the axis of rotation, or piezoelectric elements, or linear motors. In order to provide a particularly compact design for a coaxial drive, in a further embodiment according to the invention, a common, star-shaped connecting rod may be provided for connecting the pistons of the respective piston set to the at least one connecting rod bearing. For coupling the pistons of the respective piston set to the associated star-shaped connecting rod, elongated holes may be provided in the pistons, the elongated holes extending transversely to the radial direction. In this embodiment, coupling bolts are attached to the star-shaped connecting rod, which engage with the elongated holes. Alternatively, a separate connecting rod may be provided for connecting each piston of the respective piston set to the at least one connecting rod bearing. The aforementioned problem is also solved with a system according to the invention comprising a coaxial gearbox and an evaluation unit for acquiring and evaluating measurement data, wherein the evaluation unit comprises a measurement data acquisition unit and a measurement data analysis unit, wherein the measurement data acquisition unit is connected to at least one, preferably at least three, particularly preferably all, strain gauges of the coaxial gearbox via a signal, and the measurement data acquisition unit is configured to detect resistance changes of each of the strain gauges by means of at least one bridge circuit and outputs corresponding voltage signals, and wherein the measurement data analysis unit is configured to use the voltage signals output by the measurement data acquisition unit to Each strain gauge is to determine at least one actual value signal of the current rotational speed and/or current angular position and/or direction of rotation and/or current torque and/or current temperature and/or current force, and preferably output to a control unit and/or an external data monitoring device. Depending on the number, positioning, and configuration of the strain gauges used, the data acquisition unit can also determine several or all of the aforementioned operating parameters, including: current rotational speed, current angular position, current direction of rotation, current torque, current temperature, and/or current force. With regard to the current force, it is hereby clarified that each strain gauge detects the mechanical stress acting on the respective piston to which the strain gauge is attached, i.e., an extension or compression of the piston. Thus, strictly speaking, each strain gauge determines the force acting on the respective piston or the torque acting on the coaxial drive. A coaxial gearbox according to the invention, including an associated evaluation unit for acquiring and evaluating measurement data, can be used in a particularly flexible manner for a wide variety of applications. As already mentioned at the outset, in principle any drive motor can be connected to and coupled with the coaxial gearbox. Advantageously, the evaluation unit is also configured to be "manufacturer-independent" and can process the measurement signals or voltage signals from different strain gauges regardless of the respective manufacturer of the strain gauges. In addition to at least one bridge circuit for detecting resistance changes of each of the strain gauges and at least one measuring amplifier to output corresponding voltage signals, the measurement data acquisition unit can include at least one or more further electronic components for signal calibration or signal normalization: The system comprises a further signal amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), an electronic component for signal normalization, an electronic component for zero-value normalization, an electronic component for signal normalization including signal adjustment by means of signal offset, a voltage limiter, and/or a digital-to-analog converter (DAC). The at least one measuring amplifier can be configured to provide a DC voltage for applying to the strain gauges. The measurement data analysis unit can, for example, include a CPU, a working memory, a data storage device including a configuration data memory for storing configuration data, and a signal converter. Advantageously, the system according to the invention can, for example, determine the rotational speed of the hollow shaft or the guide unit, wherein the evaluation device is configured to determine at least one actual value signal of a current rotational speed. A method for determining a current rotational speed using the system according to the invention comprises the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals of at least one strain gauge, preferably all strain gauges, during operation of the coaxial drive; - Determining a period P as the time interval between two corresponding voltage peaks of the voltage signal of the respective strain gauge; - Converting the period P, taking into account the number L of gaps in the internal gearing of the hollow shaft, into a current rotational speed ^=(2^/L)/P. To determine the current rotational speed of the hollow shaft or the guide unit of the coaxial drive, the period P is evaluated as the time interval t–t between two corresponding voltage peaks of the voltage signal of the respective strain gauge. The angle of rotation corresponding to one period P is Φ²/L, where L represents the number of gaps in the internal gearing of the hollow shaft. The rotational speed Φ/P = (2/L)/P is given in rad/s. To determine the rotational speed, the period is also evaluated as the time interval between two corresponding voltage peaks of the voltage signal from the strain gauge. The period is directly proportional to the rotational speed. For example, with a gear reduction of 100:1, 100 piston strokes are required to achieve one revolution of the hollow shaft or the guide unit of the coaxial gearbox. In this case, the distance between two corresponding voltage peaks thus corresponds to one angle of rotation. 3.6°. The period defines the rotational speed. To determine the direction of rotation, the sequence of incoming voltage signals from at least two strain gauges attached to different pistons must be evaluated. For example, a signal sequence of incoming voltage signals from the strain gauges first at the first piston and, with a time delay, at the second piston is the opposite of a signal sequence of incoming voltage signals from the strain gauges first at the second piston and subsequently, or with a time delay, at the first piston. In order to determine the current angular position of the hollow shaft or the guide unit with the system according to the invention, the evaluation device is configured to determine at least one actual value signal of a current angular position. A method for determining a current angular position using the system according to the invention comprises the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals of at least one strain gauge, preferably all strain gauges, during operation of the coaxial drive; - Determining the respective times of voltage peaks of the respective strain gauge; - Assigning the respective times of stress peaks, taking into account the number of gaps L in the internal gearing of the hollow shaft, as an increment of the current angular position of the corresponding strain gauge. If the times t, t, ..., t are corresponding stress peaks, then n is the number of periods P, gaps L, or recesses in the internal gearing into which the respective piston has engaged. In the time interval from time t=0 to time t, the hollow shaft or the guide unit of the coaxial drive has therefore rotated by a differential angle ΔΦ=n²/L. The current angular position is then Φ=Φ+ΔΦ, where Φ is a known angle of rotation at time t=0. To determine the angular position, the respective times of stress peaks are assigned, taking into account the number of gaps L in the internal gearing of the hollow shaft, as an increment of the current angular position of the corresponding strain gauge. The impulse of a voltage spike can, for example, be interpreted as an increment for a rotation angle Φ of 3.6° (corresponding to the example above). The more pistons or "tooth elements" are equipped with strain gauges, the higher the resolution of the overall system. In a coaxial gearbox, for example, where 16 pistons are equipped with strain gauges, this results in 16 measurement pulses per 3.6° rotation angle. This allows the rotation angle position to be resolved with an accuracy of 0.225° rotation angle increments. If the characteristics of the measurement signals are also considered, three (or more) distinct, corresponding voltage spikes can be evaluated for each tooth engagement. For example, the corresponding voltage spikes can be recorded at the moment the teeth engage, at the time of the voltage spikes during the highest load during tooth engagement, and/or at the time of extension when the tooth engagement is released. This allows the resolution of the rotation angle position to be further increased, and the rotation angle position can be specified, for example, with an accuracy of 0.225°/3, thus in 0.075° rotation angle increments. Further Signal analysis can further increase the accuracy of the rotation angle determination. The system according to the invention can also be used to determine the current torque of the coaxial gearbox. The evaluation unit is configured to determine at least one actual value signal of the current torque. A method for determining a current torque using the system according to the invention comprises the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals of at least one strain gauge, preferably all strain gauges, during operation of the coaxial gearbox; - Calibrating the at least one strain gauge, preferably all strain gauges, at predefined torques and assigning the respective voltage amplitudes of voltage peaks of the respective strain gauge to a calibrated torque value; - Comparing the respective current voltage amplitudes of voltage peaks of the respective strain gauge during operation of the coaxial gearbox with the calibrated torque values and determining a current torque. The calibration step of at least one strain gauge, or all strain gauges, only needs to be performed once at the beginning of the measurements. The torque is determined by evaluating the voltage amplitude. The signal for different torques is recorded in the assembled state of the coaxial gearbox, and the system is calibrated accordingly. A specific voltage amplitude is assigned to a calibrated torque value. Due to the numerous influences from friction or manufacturing variations during actual operation of the coaxial gearbox, a mathematical calculation is difficult to solve analytically. Numerical methods can be used to determine a factor k, which depends on the rotational speed, temperature, and material properties of the respective strain gauge. Since each strain gauge has individual material properties according to the The respective datasheets must be taken into account during calibration. The respective torque M can therefore be determined as a function of the factor and the resulting force F: M = k ⋅ F. The system according to the invention can also be used to determine the current temperature within the coaxial gearbox or at the location of the respective strain gauge. For this purpose, the evaluation unit is configured to determine at least one actual value signal of the current temperature. A method for determining a current temperature using the system according to the invention comprises the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals of at least one strain gauge, preferably all strain gauges, during operation of the coaxial gearbox; - Calibrating the at least one strain gauge, preferably all strain gauges, at predefined temperatures and assigning an offset of the respective voltage signal of the respective strain gauge to a known temperature value prevailing during calibration; - Determining corresponding voltage peaks of the voltage signal of the strain gauge in question over time and determining the slope S of a signal drift; - Calculating a relative temperature change ^T by multiplying S by a corresponding known material constant of the strain gauge in question; - Determining an initial temperature T based on the offset of the voltage signal in an initial time range; - Determining the current temperature T by adding T and ^T. The slope S of the signal drift indicates the relative temperature change. As the operating temperature increases, the voltage signal migrates to higher voltage values. The signal range (e.g., 0-10 V) must therefore lie within the temperature range expected during operation of the coaxial gearbox. The characteristic of the temperature behavior of the strain gauge in question can be determined from its temperature coefficient. (English: Temperature Coefficient of Gauge Factor), i.e., a material constant according to the strain gauge datasheet. This allows the measuring range of the voltage signals to be set according to an expected temperature range during operation of the coaxial gearbox. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. The schematic drawings are each exemplary and are intended to illustrate the concept of the invention. They show: Fig. 1 in a schematic sectional view of a first embodiment of a coaxial gearbox according to the invention; Fig. 2 in an isometric oblique side view of a piston of a coaxial gearbox according to the invention with a strain gauge attached to it; Fig. 3 in a partially cut-out isometric view of a piston of a coaxial gearbox according to the invention with two strain gauges attached to it; Fig. 4 in a partial top sectional view of the piston shown in Fig. 3 with chamfered piston segments for receiving the strain gauges within a guide unit; Fig. 5 shows a partial sectional view from above of a piston of a coaxial drive according to the invention with two strain gauges attached to it within a guide unit with web recesses; Fig. 6 shows the first embodiment of a coaxial drive according to the invention shown in Fig. 1 with further details; Fig. 7 shows the coaxial drive shown in Fig. 6 in a sectional view from the side according to the section plane AA shown in Fig. 6; Fig. 8 shows a schematic sectional view of a second embodiment of a coaxial transmission according to the invention; Fig. 9 shows the coaxial transmission shown in Fig. 8 in a sectional view from the side according to the section plane BB shown in Fig. 8; Fig. 10 shows a schematic signal flow diagram of a system of a coaxial transmission according to the invention with an evaluation device for the acquisition and evaluation of measurement data; Fig. 11 shows a schematic circuit diagram of a Wheatstone bridge circuit of a quarter bridge; Fig. 12 shows a schematic signal flow diagram of an embodiment of a measurement signal acquisition system according to the invention; Fig. 13 shows a diagram of the voltage profile of a measurement signal over time. WAYS TO IMPLEMENT THE INVENTION Fig. 1 shows a coaxial transmission 1 according to the invention in a schematic view of a section perpendicular to an axis of rotation 2. The coaxial transmission 1 comprises a piston drive 3, which here, for example, includes a crankshaft 3a rotatable about the axis of rotation with at least one connecting rod bearing 4, wherein in the present embodiment exactly one connecting rod bearing 4 or exactly one crankpin or connecting rod journal is provided. Details of the piston drive 3 will be discussed below. The coaxial transmission 1 of the first embodiment further comprises a piston assembly 5 with sixteen pistons 10, which are designated in Fig. 1 in clockwise order as pistons 10a-10p. The piston drive 3 serves for the linearly guided movement of the pistons 10a-10p. Each piston 10a-10p has a toothing 12 with at least one tooth 13 on a first end face 11 pointing away from the axis of rotation. The pistons 10a-10p of the respective piston set 5 are each spaced apart from one another in a guide unit 8 in a circumferential direction 7 pointing around the axis of rotation 2 by guide webs 9. The guide unit 8, or the guide webs 9 between adjacent pistons 10, serve to guide the pistons 10a-10p linearly, so that the pistons 10a-10p can be moved back and forth parallel to a radial direction perpendicular to the axis of rotation 2. The circumferential direction 7 is symbolized by a double arrow 7. Furthermore, the coaxial drive 1 shown comprises a hollow shaft 30 with internal teeth 31, wherein, viewed in a plane perpendicular to the axis of rotation 2, the pistons 10a-10p are arranged inside the hollow shaft 30. The internal teeth 31 have a plurality of gaps 32 or recesses. The teeth 12, 13 of the first end faces 11 of the pistons 10a-10p can be brought into engagement with the internal teeth 31, particularly sequentially, and can also be brought into a state disengaged from the internal teeth 31 in order to further rotate the hollow shaft 30 or the guide unit 9 about the axis of rotation 2 during the respective engagement of one or more teeth 13 in corresponding gaps 32 or recesses of the internal teeth 31, preferably with planar contact between the respective teeth 12, 13 and the internal teeth 31. According to the invention, at least one strain gauge 40 is attached to at least one of the pistons 10a-10p. In the first embodiment shown in Fig. 1, a strain gauge 40 is attached alternately to every second piston 10a, 10c, 10e, 10g, 10i, 10k, 10m, 10o. The strain gauges 40 shown here are, for example, designed as foil strain gauges 41, in particular as semiconductor strain gauges 42, and offer the advantage of high k-values with high sensitivities and particularly compact dimensions. To clearly assign the individual strain gauges 40 to the respective piston 10a, 10c, 10e, 10g, 10i, 10k, 10m, 10o on which they are mounted, the foil strain gauges are designated clockwise with the reference numerals 41a-41h. Within the scope of the invention, one or more of the strain gauges can also be designed as wire strain gauges or arranged in a rosette shape. Fig. 2 shows an example of such a piston 10 in an isometric view, for instance the piston 10a shown in Fig. 1. The tooth 13 has a first tooth flank 13a, a second tooth flank 13b, a tooth width 13c, an orientation direction 13d of the tooth 13, which is symbolized by a double arrow 13d, and a tooth height 13e. The piston 10, 10a has a longitudinal axis 14. The longitudinal axis 14 corresponds to the radial direction 15, symbolized by a double arrow 15, in which the piston 10, 10a can be moved back and forth. The piston 10, 10a shown has a bore 16 for a piston pin (not shown) with a longitudinal axis 17. Furthermore, a recess 20 for a connecting rod connection is provided. The strain gauge 40, 41, 42 is arranged in a first piston segment 18 on the piston 10, 10a, wherein the first piston segment 18 forms an outer surface section on the piston 10a and is positioned in the radial direction 15 parallel to the longitudinal axis 14 of the piston and at least partially normal to the orientation direction 13d of the tooth 13. The first piston segment 18 is designed here as a chamfered outer surface section with a chamfer width 18a. The chamfer width 18a is chosen, for example, to be larger than the width 40a of the strain gauge 40. Opposite the first piston segment 18 in the orientation direction 13d of the tooth 13, a second piston segment 19 is formed, the second piston segment 19 also forming an outer surface section on the piston 10a and positioned in the radial direction 15 parallel to the longitudinal axis 14 of the piston and at least partially perpendicular to the orientation direction 13d of the tooth 13. For example, the second piston segment 19 can also be chamfered. In the following, identical or comparable components and parts of different design variants are designated by the same reference numerals. Fig. 3 shows, in a partially cut-away view, a piston 10 of a coaxial drive 1 according to the invention with two strain gauges 40 attached to it. Fig. 4 shows, in a partial sectional view from above, the piston 10 shown in Fig. 3 with chamfered piston segments 18, 19 for The strain gauges 40 are mounted within a guide unit 9. The following description applies equally to Figures 3 and 4. On the piston 10, a first piston segment 18 and a second piston segment 19 are each formed as a chamfered outer surface section, wherein a chamfer width 18a of the first piston segment 18 and a chamfer width 19a of the second piston segment 19 are each at least equal to a width 40a of a strain gauge 40, 41, 42. The first piston segment 18 and the second piston segment 19 each form an outer surface section on the piston 10 and are each positioned in the radial direction 15 parallel to the piston longitudinal axis 14 and at least partially perpendicular to an orientation direction 13d of the tooth 13 of the respective piston 10. Figure 3 further shows a connecting rod 6, a piston pin 21 which is inserted in the longitudinal axis direction 17 within the bore 16 of the piston 10 and enables a pivotal coupling of the piston 10 with the connecting rod 6, as well as sections of the guide unit 8 and the guide webs 9 adjacent to the piston 10. The tooth 13 on the first end face 11 of the piston 10 engages in corresponding gaps 32 or recesses of the internal toothing 31, which is arranged on the inside of the hollow shaft 30. Fig. 5 shows a partial sectional view from above of a piston 10 of a coaxial drive 1 according to the invention with two strain gauges 40 attached to it within a guide unit 8 with web recesses 29. Corresponding to the position of a first piston segment 18 and corresponding to the position of a second piston segment 19 of the respective piston 10 on the respective adjacent guide web 9 of the guide unit 8, a web recess 29 is arranged here, wherein the respective web recess 29 extends in the radial direction 15 parallel to the longitudinal axis 14 of the respective piston 10. The two strain gauges 40, 41, 42 are attached to the piston 10 such that they are arranged here in the web recess 29, wherein the respective web recess 29 has a recess width 29a that is greater than or equal to the width 40a of the respective strain gauge 40, 41, 42. Fig. 6 shows again the first embodiment of a coaxial drive according to the invention, which is already shown in Fig. 1. For the basic operating principle of the coaxial drive 1, reference is made to the above. Since the specific design of the respective piston drive 3 is only of secondary importance in the present invention, Fig. 6 – in addition to Fig. 1 – provides further details on the piston drive 3 with a crankshaft 3a. In this embodiment, the pistons 10a-10p of the piston assembly 5 are coupled to the connecting rod 6, which here is designed as a star-shaped connecting rod 60, by means of intermediate elements 22. The intermediate elements 22 are essentially rigid, with each intermediate element 22 being pivotally connected on one side to the respective piston 10a-10p by means of guide pins 23 and on the other side pivotally connected to the star-shaped connecting rod 60 by means of connecting pins 25. The connecting bolts 25 define pivot joints 27 whose axes of rotation are parallel to the axis of rotation 2. In this view, the strain gauges 40 are attached to the respective piston 10 such that each piston lies outside the force flow caused by the transmitted torque from the ring gear 30 into the guide web 9 of the guide unit 8. Fig. 7 is a sectional view of the coaxial drive 1 from the side according to the section plane AA shown in Fig. 6. In this side view, the strain gauges 40 attached to the pistons 10 are not visible. Fig. 8 shows a second embodiment of a coaxial drive 1 according to the invention in a schematic sectional view. The coaxial drive 1 comprises a piston drive 3 with a crankshaft 3a rotatable about the axis of rotation 2 and with at least one connecting rod bearing 4, wherein in the illustrated embodiment exactly one connecting rod bearing 4 or exactly one crankpin or connecting rod journal is provided. Three pistons 10a, 10b, 10c are connected to the connecting rod bearing 4 in a manner known per se, or the pistons 10a, 10b, 10c are movably mounted on the connecting rod bearing 4. For example, a split connecting rod eye of each connecting rod 6a, 6b, 6c is fastened to the connecting rod bearing 4 by means of screws, and pistons 10a, 10b, 10c are connected via Piston pin 21 is connected to further connecting rod eyes of the connecting rods 6a, 6b, 6c. In the embodiment shown in Fig. 8, a total of five pistons 10 are provided, although only three pistons 10a, 10b, 10c are visible. Piston 10a is connected to the crankshaft 3a or the connecting rod bearing 4 via connecting rod 6a, piston 10b via connecting rod 6b, and piston 10c via connecting rod 6c. All pistons 10a, 10b, 10c each have a first end face 11 facing away from the axis of rotation 2 with an embossed tooth profile 12, wherein each tooth profile 12 has exactly one tooth 13 in the illustrated embodiment. In the illustrated embodiment, the crankshaft 3a is hollow along the axis of rotation 2, which, for example, allows cables (not shown) to be routed without twisting. Furthermore, the coaxial transmission 1 includes a hollow shaft 30 with internal teeth 31. In the plane of Fig. 8, which is perpendicular to the axis of rotation 2, the pistons 10a, 10b, 10c – and at least partially the crankshaft 3a – are arranged within the hollow shaft 30. This also applies to a guide unit 8, in which the pistons 10a, 10b, 10c are each guided linearly and can be moved back and forth parallel to a radial direction 15 perpendicular to the axis of rotation 2. For this purpose, the guide unit 9 in the illustrated embodiment has guide webs 9 in the form of hollow cylinders, which function as linear guides for the pistons 10a, 10b, 10c. By moving the pistons 10a, 10b, 10c back and forth, the teeth 12 on the first end faces 11 of the pistons 10a, 10b, 10c are successively engaged with the internal teeth 31 and then disengaged from the internal teeth 31. Due to the linear movement of the pistons 10a, 10b, 10c during each engagement, a surface contact between the respective teeth 12, 13 and the internal teeth 31 is ensured. The respective teeth 12, 13 are pressed against the internal teeth 31 of the hollow shaft 30 over a surface area. This causes the hollow shaft 30 to rotate a short distance further around the axis of rotation 2, if the guide unit 9 is fixed relative to the axis of rotation 2, or if the guide unit 8 is rotatable around the axis of rotation 2 but braked. If, however, the When the hollow shaft 30 is fixed or immovable relative to the axis of rotation 2, or is braked, the guide unit 8, which is rotatably mounted about the axis of rotation 2, is rotated a short distance further. Due to the surface engagement or pressing action, very high torques can be transmitted from the crankshaft 3a to the hollow shaft 30 or, if necessary, to the guide unit 9. A strain gauge 40 is attached to each of the five pistons 10 (of which three pistons 10a, 10b, and 10c are visible), thus a total of five strain gauges 40 are provided in this coaxial drive 1. Fig. 9 shows the coaxial drive 1 shown in Fig. 8 in a sectional view from the side according to the section plane BB shown in Fig. 8. In Fig. 9, a fourth piston 10c' and an associated connecting rod 6c', as well as a connecting rod 6a' of a fifth piston (not shown; this piston, viewed from the plane of Fig. 8, lies behind the elements shown in Fig. 8, or, viewed along the axis of rotation 2, is the last piston, with piston 10a being the first), are also visible. The strain gauges 40 attached to the pistons 10 are not visible in this side view. Fig. 10 shows a schematic signal flow diagram of a system of a coaxial drive 1 according to the invention with an evaluation unit 100 for acquiring and evaluating measurement data. The evaluation unit 100 comprises a measurement data acquisition unit 110 and a measurement data analysis unit 130. The measurement data acquisition unit 110 is connected to at least one, preferably at least three, and, as illustrated in Fig. 10, particularly preferably all, strain gauges 40, 41a-41h of the coaxial drive 1 by means of signal lines 90. The signal lines 90 serve as connection cables for transmitting the resistance changes. Alternatively, the signal transmission between the strain gauges 40, 41a-41h and the evaluation unit 100 can be carried out, for example, wirelessly. However, this requires a power supply to the strain gauges 40, 41a-41h, for example, by means of slip ring contacts or conventional connection cables. In Fig. 10, the measurement data acquisition unit 110 comprises at least one bridge circuit 111, a first measuring amplifier 112, and optionally an A/D converter 113. The measurement data acquisition unit 110 is configured to detect changes in resistance or diagonal voltages 81 or 81a, 81b of each of the strain gauges 40, 41a-41h by means of at least one bridge circuit 111 and outputs corresponding voltage signals 121. The measurement data analysis unit 130 is configured to determine, based on the voltage signals 121 output by the measurement data acquisition unit 110, at least one actual value signal 140 of a current rotational speed and/or a current angular position and/or direction of rotation and/or a current torque and/or a current temperature and/or a current acting force from each of the strain gauges 40, 41a-41h, and preferably to output it to a control device 150 and/or to an external data monitoring device 160. The measurement data analysis unit comprises, for example, a CPU processing unit 131, a working memory 132, a data storage device 135 including a configuration data memory 136 for storing configuration data, and a signal converter 140. Fig. 11 shows a schematic circuit diagram of a Wheatstone bridge circuit 111 of a quarter bridge. The Wheatstone bridge 70 shown here comprises a total of four resistors: a first resistor 71, a second resistor 72, a third resistor 73, and a fourth resistor 74. One of the resistors 71-74 is the strain gauge 40. A voltage 80 is applied. The change in the resistance of the strain gauge 40 is detected by the bridge circuit 111 as a diagonal voltage 81 and fed into a measuring amplifier 112 as a voltage signal 81 or 81a, 81b, as symbolized in Fig. 10. Fig. 12 shows a schematic signal flow diagram of an embodiment of a measurement signal acquisition according to the invention. Essentially, Fig. 12 shows the following in further detail: Measurement signal acquisition within the measurement data acquisition unit 110 is shown. The measurement data acquisition unit 110 shown here comprises, in addition to at least one bridge circuit 111 for detecting resistance changes of each of the strain gauges 40 and a measuring amplifier 112 for outputting corresponding voltage signals, the following further electronic components for signal calibration or signal normalization: an A/D converter 113 (analog-to-digital converter), an electronic component 114 for signal value normalization, an electronic component 115 for zero-value normalization, a further signal value amplifier 116, an electronic component 117 for signal value normalization including signal value adjustment by means of signal offset, a first voltage limiter 118, a D/A converter 119 (digital-to-analog converter), and a second voltage limiter 120. The measuring amplifier 112 only amplifies the voltage signal 81. The provision of an applied voltage 80, preferably a DC voltage, for applying voltage to the strain gauges 40. This is done separately. The resistance change measured with at least one strain gauge 40 is recorded as a diagonal voltage 81 in the bridge circuit 111 and initially amplified in the measuring amplifier 112. The amplified (or increased) voltage 82 is then converted in the A/D converter 113. A raw signal 82a obtained in this process is normalized in a signal normalization unit 114. The resulting normalized signal 82b is set to "zero" in a subsequent zero-value normalization unit 115, thereby compensating for any signal deviations and inaccuracies. For normalization, the measurement signal of the strain gauge 40 is recorded and normalized in the unloaded resting state. This normalization step is usually performed only once at the beginning of the measurements. The normalized zero-value signal 82c obtained in this way is used to calibrate an output signal 82d, which is amplified in a further signal amplifier 116 to a normalized digital signal 83. Since this signal 83 can also assume negative voltage values if, for example, the respective strain gauge 40 or the associated piston 10 is subjected to elongation rather than compression and records tensile forces, the signal 83 is amplified in the device 117 for signal value normalization and adjustment by means of a signal offset through combination with an offset signal 84, resulting in a processed output signal 85. To protect the measuring sensors and electronics, a first voltage limiter 118 upstream of the D/A converter 119 serves to limit the voltage, for example, to a maximum of 10 V. A correspondingly limited output signal 86 is converted in the D/A converter 119 into an analog signal 87, which, after passing through a second voltage limiter 120, is output as a voltage signal 121 by the measurement data acquisition unit 110. Fig. 13 shows a diagram illustrating the voltage profile of a measurement signal over time. The abscissa represents time t in milliseconds [ms]. The ordinate represents voltage U in volts [V]. An arrow A, indicating the voltage amplitude A, is also shown along the ordinate. The voltage curve shown is a sequence of recorded voltage peaks from a strain gauge during the tooth engagement of the respective piston, which is equipped with that strain gauge. Index 1 denotes the first tooth engagement, index 2 the second, and so on. Starting from the left, a relatively low voltage peak E is observed at the beginning of the first tooth engagement, followed by a maximum voltage peak S at the highest load during the first tooth engagement, and then a further lower voltage peak L upon disengagement of the first tooth engagement. These signals essentially repeat themselves periodically with each subsequent tooth engagement. During the second tooth engagement, a signal sequence is again recorded: a comparatively low voltage peak E at the beginning of the second tooth engagement, followed by a maximum voltage peak S at the highest load during the second tooth engagement, and followed by a lower voltage peak L when the second tooth engagement is released. A period P can be determined as the time interval tt between two corresponding voltage peaks S,S at maximum load during tooth engagement, or between two corresponding voltage peaks E,E at the beginning of tooth engagement, or between two corresponding voltage peaks L,L when tooth engagement disengages. Furthermore, Fig. 13 illustrates the increase of the recorded voltage signals as a signal drift to higher voltage values with a slope S = ^y/^x. The slope S indicates the relative temperature change. With increasing temperature, the signal migrates to higher voltage values. With reference to the figures, particularly Fig. 13, the operation of the invention is explained below by determining the rotational speed, the angular position, the torque, and the temperature change during the measurement of resistance signals from the strain gauges 40. Furthermore, the determination of the direction of rotation using two strain gauges 40, which are attached to pistons 10a, 10b spaced apart from each other, is also explained. FUNCTIONAL METHODS OF THE INVENTION A) Determination of the rotational speed The rotational speed of the hollow shaft 30 or the guide unit 8 can be determined using the system according to the invention, wherein the evaluation device 100 is configured to determine at least one actual value signal of a current rotational speed, the determination comprising the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals 121 of at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, during the operation of the coaxial drive 1; - Determining a period P as a time interval tt between two corresponding voltage peaks S,S; E,E; L,L of the voltage signal 121 of the respective strain gauge 40; - Conversion of the period P, taking into account the number L of gaps 32 of the internal gearing 31 of the hollow shaft 30, into a current rotational speed ^=(2^/L)/P. To determine the current rotational speed ^^ of the hollow shaft 30 or the guide unit 8 of the coaxial drive 1, the period P is evaluated as the time interval t–t between two corresponding voltage peaks of the voltage signal of the respective strain gauge. The rotational angle Φ^2^/L corresponding to one period P. The rotational speed ^^^Φ/P=(2^/L)/P is given in [rad/s]. To determine the rotational speed, the period P is also evaluated as the time interval between two corresponding voltage peaks S,S; E,E; L,L of the voltage signal of the respective strain gauge 40. The period P is directly proportional to the rotational speed. B) Determination of the angular position The current angular position of the hollow shaft 30 or the guide unit 8 can be determined using the system according to the invention. The evaluation unit 100 is configured to determine at least one actual value signal of a current angular position, the determination comprising the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals 121 of at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, during operation of the coaxial drive 1; - Determining the respective times t,t of voltage peaks S,S; E,E; L,L of the respective strain gauge 40; - Assigning the respective times t,t of voltage peaks S,S; E,E; L,L, taking into account the number L of gaps 32 of the internal teeth 31 of the hollow shaft 30, as an increment of a current angular position of the respective strain gauge 40. If the times t, t, ..., t represent corresponding voltage peaks, then n is the number of periods P, gaps L, or recesses in the internal gearing into which the respective piston has engaged. In the time interval from time t=0 to time t, the hollow shaft 30 or the guide unit 8 of the coaxial drive 1 has therefore rotated further by a differential angle of rotation ΔΦ=n²/L. The current angle of rotation is then Φ=Φ+ΔΦ, where Φ is a known angle of rotation at time t=0. C) Determination of the torque The current torque of the coaxial drive 1 can also be determined using the system according to the invention. The evaluation unit 100 is configured to determine at least one actual value signal of a current torque, the determination comprising the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals 121 of at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, during operation of the coaxial gearbox 1; - Calibrating the at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, at predefined torques and assigning the respective voltage amplitudes U,U of voltage peaks S,S; E,E; L,L of the respective strain gauge 40 to a calibrated torque value; - Comparing the respective current voltage amplitudes U,U of voltage peaks S,S; E,E; L,L of the respective strain gauge 40 during operation of the coaxial gearbox 1 with the calibrated torque values and determining a current torque. The step of calibrating at least one strain gauge 40 or all strain gauges 40 is generally only required once at the beginning of the measurements. D) Determination of Temperature Change The system according to the invention can also be used to determine the current temperature within the coaxial gearbox 1 or at the location of the respective strain gauge 40. For this purpose, the evaluation unit 100 is configured to determine at least one actual value signal of a current temperature, the determination comprising the following steps: - Acquiring and evaluating the voltage signals 121 of at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, during operation of the coaxial gearbox 1; - Calibrating the at least one strain gauge 40, preferably all strain gauges 40, at predefined temperatures and assigning an offset of the respective voltage signal 121 of the respective strain gauge 40 to a known temperature value prevailing during calibration; - Determining corresponding voltage peaks S,S; E,E; L,L of the voltage signal 121 of the strain gauge 40 over time and determination of the slope S of a signal drift; - Calculation of a relative temperature change ^T by multiplying S by a corresponding known material constant of the strain gauge 40; - Determination of an initial temperature T based on the offset of the voltage signal 121 in an initial time range; - Determination of the current temperature T by adding T and ^T. The slope S of the signal drift indicates the relative temperature change. With increasing operating temperature, the voltage signal migrates to higher voltage values. The signal range (e.g., 0-10 V) must accordingly lie within the temperature range expected during operation of the coaxial gearbox. The characteristic of the temperature behavior of the strain gauge can be determined from its temperature coefficient (TGC), i.e., a Determine the material constant according to the strain gauge datasheet. This allows the measuring range of the voltage signals to be set according to an expected temperature range during operation of the coaxial gearbox. E) Determination of the direction of rotation The system according to the invention can also determine the direction of rotation of the hollow shaft 30 or the guide unit 8, wherein the evaluation device 100 is configured to determine at least one actual value signal of a current direction of rotation, the determination comprising the following steps: - Acquiring and evaluating at least one first voltage signal 81a, 121 of a first strain gauge 40, 41a, which is arranged on a first piston 10a, and at least one second voltage signal 81b, 121 of a second strain gauge 40, 41b, which is arranged on a second piston 10b spaced apart from the first piston 10a, during operation of the coaxial gearbox 1; - Determining at least one time t of the incoming first voltage signal 81a,121, and at least one time t of the incoming second voltage signal 81b,121, preferably taking into account the respective corresponding voltage peaks S,S; E,E; L,L of the first voltage signal 81a,121 of the relevant first strain gauge 40,41a and of the second voltage signal 81b,121 of the relevant second strain gauge 40,41b; - Determining the temporal sequence tt; tt of a signal sequence of the first voltage signal 81a,121 of the relevant first strain gauge 40,41a and of the second voltage signal 81b,121 of the relevant second strain gauge 40,41b. The index 1 here denotes the time t of the arrival of the first voltage signal 81a,121 from the first strain gauge 40,41a on the first piston 10a. The index 2 here denotes the time t of the arrival of the second The voltage signals 81b, 121 of the second strain gauge 40, 41b on the second piston 10b are designated. To determine the direction of rotation, the sequence of incoming voltage signals from at least two strain gauges 40 and 41a, 41b, respectively, which are attached to different pistons 10a, 10b, must be evaluated. Preferably, the corresponding voltage peaks S, S; E, E; L, L of the incoming voltage signals 81a, 81b, 121 should also be taken into account. For example, a temporal sequence tt of the signal sequence of the incoming voltage signals 81a,121 from the first strain gauge 40,41a, first at the first piston 10a and later arriving at the second piston 10b with a time delay, is opposite in direction of rotation to a temporal sequence tt of the signal sequence of the incoming voltage signals 81b,121 from the second strain gauge 40,41b, first at the second piston 10b and subsequently, or later arriving at the second piston 10b with a time delay, with the voltage signals 81a,121 from the first strain gauge 40,41a, also opposite in direction of rotation. By appropriately defining the temporal sequence of the incoming voltage signals as a first direction of rotation, a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, and thus the respective current direction of rotation, can also be determined. REFERENCE SYMBOL LIST 1 Coaxial gear 2 Shaft of rotation 3 Piston drive 3a Crankshaft 4 Connecting rod bearing; connecting rod journal; crankpin 5 Piston assembly 6 Connecting rod (or 6a, 6a', 6b, 6b', 6c, 6c') 7 Circumferential direction (double arrow) 8 Guide unit 9 Guide rib 10 Piston (or 10a-10p) 11 First end face of the piston 12 Toothing 13 Tooth 13a First tooth flank 13b Second tooth flank 13c Tooth width 13d Orientation direction of the tooth (double arrow) 13e Tooth height 14 Piston longitudinal axis 15 Radial direction (double arrow) 16 Bore for piston pin 17 Longitudinal axis direction of the piston pin bore 18 First piston segment 18a Chamfer width of the first piston segment 19 Second piston segment 19a Chamfer width of the second piston segment 20 Recess for connecting rod connection 21 Piston pin; Coupling bolt REFERENCE SYMBOL LIST (continued) 22 Intermediate member 23 Guide bolt 25 Connecting bolt 27 Swivel joint 29 Web recess 29a Web recess width 30 Hollow shaft 31 Internal toothing of the hollow shaft 32 Gap or recess of the internal toothing 40 Strain gauge; 40a Strain gauge width; 41 Foil strain gauge; (or 41a-41h) 42 Semiconductor strain gauge; 60 Star-shaped connecting rod 70 Wheatstone bridge 71 First resistor 72 Second resistor 73 Third resistor 74 Fourth resistor 80 Applied voltage 81 Diagonal voltage 81a, 81b Diagonal voltage of a single strain gauge 82 Amplified (increased) voltage 82a Raw signal 82b Normalized signal 82c Normalized zero-value signal 82d Output signal 83 Normalized digital signal 84 Offset signal 85 Processed output signal 86 Limited output signal 87 Analog signal 90 Signal line for resistance change; connecting cable 100 Evaluation unit for measurement data REFERENCE SYMBOL LIST (continued) 110 Measurement data acquisition unit 111 Bridge circuit 112 (First) Measuring amplifier 113 A/D converter 114 Signal value normalization 115 Zero-value normalization 116 (Second) Measuring amplifier; Signal amplifier 117 Signal offset 118 Voltage limiter 119 D/A converter 120 Voltage limiter 121 Output voltage signal 130 Measurement data analysis unit 131 CPU processing unit 132 Main memory 135 Data storage device 136 Configuration data storage 138 Signal converter; I/O link 140 Actual value signal 150 PLC control device 160 External data monitoring device A Amplitude E,E Voltage peak at the start of tooth engagement L,L Voltage peak when tooth engagement disengages P Period S,S,S Voltage peak at maximum load during tooth engagement t,t,t Time