Signale drahtlos austauschen: Neues aus der Drehmomentmessung

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Im April dieses Jahres erschien – anlässlich der Hannover Messe Industrie – ein Beitrag von ALTHEN im Magazin Industrielle Automation (Vereinigte Fachverlage). Das Thema von Autor Thomas Richter: Drehmoment-Messtechnik. Der Experte für Drehmoment- und Kraftmessung (oder eben nur Drehmomentmessung oder ganz weglassen) beleuchtet „Neue Wege in der Drehmomentmessung“ und erklärt „Drahtlose Messgeräte auf Basis akustischer Oberflächenwellen“.

Neue Wege in der Drehmomentmessung

Ob bei riesigen Unterwasserturbinen für Gezeitenkraftwerke oder elektrischen Kleinstmotoren etwa für Rasierapparate: Das Messprinzip ist meist dasselbe – und die genaue Erfassung des Drehmoments, das auf rotierende Teile wirkt, spielt bei der Entwicklung und dem Betrieb der Geräte eine zentrale Rolle.

Mit Blick auf die vielfältigen Anwendungen und auf herkömmliche, oft kostenintensive Messmethoden – optisch, laserbasiert oder elektrisch (kapazitiv, induktiv, piezoelektrisch und resistiv) – erläutert Richter die Krafterfassung mittels Dehnungsmessstreifen (DMS), sieht eine befriedigende Lösung allerdings nur in der Messung mittels akustischer Oberflächenwelle.

Aufbau eines klassischen DMS-Drehmomentsensors. In der Bildmitte die Messwelle mit DMS und Schleifringen. Links im Bild die statischen Kontakte zum Abgriff der Schleifringe. Quelle: ALTHEN GmbH

Aufbau eines klassischen DMS-Drehmomentsensors: in der Bildmitte die Messwelle mit DMS und Schleifringen, links die statischen Kontakte zum Abgriff der Schleifringe.

Auf Basis dieses völlig neuartigen Prinzips stellt das britische Unternehmen Sensor Technology eine patentierte Messlösung bereit. Das Messelement ist ein Wandler (Transducer) zur Erfassung von akustischen Oberflächenwellen (AOW), auf Englisch Surface Acoustic Waves (SAW). Dieses Phänomen sowie die Vorteile gegenüber anderen Methoden erläutert Richter in seinem Beitrag, insbesondere die Eignung der AOW-Wandler für den drahtlosen Austausch von Signalen: So kann der Wandler auf rotierenden Teilen platziert werden, ohne dass diese durch Kabel, Schleifringe usw. beeinträchtigt würden – eine wichtige Voraussetzung für exakte Messungen und eine unterbrechungsfreie Datenübertragung.

Aufbau der Drehmomentaufnehmer mit SAW-Technologie. Rechts die noch unbestückte Messwelle, links eine der Elektroden auf der Messachse, darunter der Pickup für die Bestimmung des Drehwinkels.

Mit der AOW-Wandler-Technologie ausgestattete Drehmoment-Messgeräte sind sehr kompakt, robust und leistungsstark: wie die Serie TorqSense von Sensor Technology, die ALTHEN im deutschsprachigen Raum exklusiv vertreibt. Damit lassen sich Drehmomente von 1 Nm bis 13.000 Nm präzise messen – in Sonderanfertigung sind noch höhere Messbereiche möglich.

Die vielfältigen Einsatzbereiche von TorqSense:

  • Testen elektrischer Pumpen (ob in Sportbooten oder in Stahlwerken und anderen Industriebetrieben),
  • Drehzahlmessungen an Motoren,
  • Ermittlung der Standfestigkeit von Stehbolzen oder anderen mechanischen Komponenten,
  • Rückschlüsse auf andere Größen, wie zum Beipsiel die Viskosität bestimmter Substanzen in  Rührwerken.

Kurz: Die Messung mittels akustischer Oberflächenwellen ist platzsparend, nicht an Laborumgebungen gebunden, sehr flexibel montierbar und somit eine der am vielseitigsten einsetzbaren Methoden der Drehmomentmessung. Für Thomas Richter und Althen ist klar: TorqSense stellt eine ideale Plattform für kundenspezifische Lösungen dar.

Erfahren Sie mehr über neue Wege in der Drehmomenterfassung, über die AOW-Wandler-Technologie und die Produktserie TorqSense von Thomas Richter, Verkaufsgebietsleiter Bayern/Österreich/Thüringen/Sachsen, Telefon +49 (0)6195 70 06-22, thomas.richter@althen.de.

Den gesamten Artikel in der Publikation ‘Industrielle Automation’ erhalten sie über den folgenden Link: Fachartikel Drehmoment-Messtechnik.

Lesen Sie weiter zum Thema Seitenlastkompensierter Sensor für anspruchsvolle Kraftmessung und lernen Sie Thomas Richter im Interview kennen.

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