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DER KONSTRUKTEUR 5/2017

DER KONSTRUKTEUR 5/2017

SENSORTECHNIK Autor:

SENSORTECHNIK Autor: Jürgen Kösters, Leiter Messtechnik, KTR, Rheine SPECIAL Integration ist Trumpf. Und Daten sind der Rohstoff der Zukunft. Ein Kupplungsspezialist hat jetzt eine Drehmomentmesswelle mit integrierter Drehzahlmessung entwickelt, die zusätzlich auch Drehwinkel und Drehrichtung ermittelt. Die Ergebnisse einer Drehmoment- und Drehzahlmessung geben nicht nur Aufschluss über das Niveau der mechanischen Leistungen einer Anlage. Aus den Bestimmungen der physikalischen Größen lassen sich auch der Wirkungsgrad optimieren und die Umweltbelastungen reduzieren. In der industriellen Antriebstechnik wird die Drehmomentmesstechnik in erster Linie in Prüfständen eingesetzt. Hier werden mitunter Motoren, Turbinen, Getriebe oder Pumpen aber auch Kupplungen geprüft. Die Messtechnik kann auch unmittelbar in den Regelkreis einer Maschine integriert werden, um Maschinenbauteile zu schützen oder Prozesse zu automatisieren. Überdies findet sie ihren Einsatz an Montagelinien oder in der Qualitätssicherung. Der technische Fortschritt der Antriebstechnik lässt dabei die Ansprüche der Anwender an die notwendigen Messmittel in Sachen Schnelligkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit stetig wachsen. Das Angebot an präzisen Messsystemen zum angemessenen Preis ist jedoch rar. Entweder sind die Systeme präzise und teuer oder günstig und ungenau. Um den gewachsenen Anforderungen der Anwender gerecht zu werden, hat KTR das Messsystem Dataflex weiterentwickelt. GESCHICKT GEPAART Das Programm der neuen Baureihe umfasst Messbereiche von 10 bis 5 000 Nm. Bei der Entwicklung setzte KTR auf das bewährte Messprinzip mittels Dehnungsmessstreifen und paarte es mit elek- 46 DER KONSTRUKTEUR 5/2017

SENSORTECHNIK tronischen Komponenten, die eigens hierfür angefertigt wurden. Das System arbeitet mit einer Abtastrate von 10 kHz und ermöglicht damit die Messung gefährlicher Drehmomentspitzen hochdynamischer Antriebe. Diese Stoßbelastungen müssen frühzeitig erkannt und entschärft werden, um unerwartete Schäden im gesamten Antriebssystem zu vermeiden. Die störunempfindliche Datenübertragung arbeitet digital mit einer Auflösung von 24 Bit und erreicht eine Messungenauigkeit von 0,1 % vom Endwert. Das dabei ausgegebene Signal ist äußerst rauscharm. DREHZAHLSENSOR Für die meisten Anwender ist die Messung der Drehzahl zur Leistungsermittlung des Antriebs durchaus sinnvoll, vielfach sogar zwingend erforderlich. Oft müssen dazu Drehzahlsensoren kostenpflichtig hinzu geordert werden oder schlimmer noch: die Erweiterung ist aus technischen Gründen nicht möglich. Ergänzend zur Drehmomentmessung besitzt das Messsystem einen Encoder zur Ermittlung der Drehzahl. Je nach Baugröße liefert dieser zwei um 90° phasenversetzte Signale mit einer Auflösung von 360, 450 bzw. 720 Impulsen pro Umdrehung. Der praktische Aufnehmer ist kein optionales Extra, sondern im Serienumfang enthalten. Aufgrund der hohen Auflösung eignet sich das Drehzahlsignal der neuen Baureihe auch zur Bestimmung der aktuellen Winkellage der Welle. Damit kann ein Drehmomentereignis einer bestimmten Winkelposition zugeordnet werden. Überdies sorgt ein integrierter f/U-Konverter dafür, dass neben den gebräuchlichen Rechtecksignalen auch ein Gleichspannungssignal ausgegeben wird. Durch diesen simplen Spannungsausgang kann das Drehzahlsignal an eine analoge Datenerfassungskarte angeschlossen werden. Der Spannungsausgang kann für unterschiedlichste Maximaldrehzahlen skaliert werden, sodass Auflösung und Genauigkeit sowohl 01 Zur Erprobung von Kupplungen setzt KTR das Messsystem in den hauseigenen Prüfständen ein, hier: Dataflex 16 in Kombination mit Lamellenkupplung Radex-NC für sehr schnelle als auch langsame Antriebe ausreichen. Ein weiterer Ausgang zeigt die Drehrichtung der Antriebswelle an. SENSORTEST Die Kommunikation zwischen rotierender Welle und feststehender Elektronik erfolgt bidirektional und berührungslos. Im Messmodus werden hier die Daten von der rotierenden Welle an den feststehen­ 01 DrEhgEbEr Vielfältige Drehgeber Zahlreiche Elektronik-, Mechanikund Softwareoptionen Drehgeber-Serie ETx25 Vielfältige Anschlussmöglichkeiten und Ausgangssignale Hohe Qualität + Produktlebensdauer Made in Germany SENSOR+TEST 2017 Halle 1 | Stand 441 www.megatron.de Megatron.indd 1 27.04.2017 09:36:09 Seilzug mit integriertem Drehgeber Kompakte und robuste Längenmessung www.twk.de DER KONSTRUKTEUR 5/2017 47 Limbach.indd 1 14.02.2017 TWK.indd 08:06:44 1 27.04.2017 10:46:01

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