Drehmomentmesswellen sind wahre Alleskönner, die in einem breiten Spektrum von Anwendungen zum Einsatz kommen, von Maschinen-Prüfständen bis hin zu Produktionslinien. Diese FAQ behandeln wichtige Fragen und Antworten zur Installation, Einrichtung, Funktion sowie zu Vorteilen und Einschränkungen.
Eine Drehmomentmesswelle, auch Drehmomentsensor oder nur Messwelle genannt, ist ein Instrument zur Messung von Drehmomenten. Diese Aufnehmer werden üblicherweise in Prüfständen oder Produktionslinien verwendet, um das Drehmoment zu messen.
Die meisten Drehmomentaufnehmer arbeiten mit der DMS-Technologie. Zur grundlegenden Bauform gehört eine Welle, die sich unter externer Belastung leicht verformt. Diese Verformung wird gemessen und verarbeitet, wodurch zuverlässige Messungen erzielt werden, da die Verformung der Welle im Verhältnis zu bekannten Belastungen steht. Unter Einbeziehung eines Drehmoments erzeugt die Belastung eine Torsion oder Verdrehung des Messkörpers.
Ein Drehmomentaufnehmer besteht aus drei wesentlichen Komponenten:
Der Aufnehmer kann beispielsweise mit den Bohrungen auf der Unterseite des Gehäuses am Prüfstand befestigt werden. Eine präzise Ausrichtung ist dabei entscheidend, um sicherzustellen, dass die Enden der Messwelle auf die Antriebs- und Abtriebswellen der Messleitung des Prüfstands ausgerichtet sind. Alternativ kann die Messwelle in aufgehängter Position installiert werden, wobei sie von den Antriebs- und Abtriebswellen gestützt wird. Für niedrigere Drehzahlen ist dieses Vorgehen geeignet.
Die Messwelle muss in der Messleitung des Prüfstands oder des Systems installiert oder mit dieser verbunden sein. Folgendes wird dafür verwendet:
Drehmomentmesswellen messen üblicherweise Nenndrehmomente von 0,5 N∙m bis 200 N∙m. Für noch niedrigere Bereiche gibt es nur einige wenige Anwendungen. Für höhere Drehmomente werden oft Messflanschen verwendet.
Da ein Drehmomentaufnehmer über kein eigenes Display verfügt, wird ein nachgeschaltetes elektronisches System benötigt. Je nach Anwendung können die Ergebnisse auf einem einfachen Anzeigegerät dargestellt werden. Die Messwerte können von einem elektronischen System aufgezeichnet und verarbeitet werden oder es kann ein komplexes Steuerungssystem implementiert werden. Die Ausgangssignale können je nach Situation variieren, aber es handelt sich oft um Frequenz- oder Spannungssignale. Es steht ebenfalls eine neue Version einer Drehmomentmesswelle mit einer digitalen IO-Link-Schnittstelle zur Verfügung.
IO-Link ist eine standardisierte IO-Technologie, die eine konsistente, bidirektionale Kommunikation zwischen dem Steuerungssystem und dem Sensor ermöglicht. In Kombination mit einem Drehmomentsensor stellt die Schnittstelle Drehmomentdaten ebenso wie Hilfsdaten wie Geschwindigkeit, Winkel, Leistung und Temperatur bereit. Die Anwender können eine umfangreiche Diagnostik durchführen oder die IO-Link-Geräte während des Betriebs konfigurieren und dabei von mehrfachen Messgrößen, verringerten Betriebskosten und einem transparenten Datenaustausch zum Sensor profitieren.
Drehmomentmesswellen bieten zahlreiche Vorteile, unter anderem einen einfachen Betrieb und universelle Anwendungsoptionen. Ihr geschütztes Design mit einem Gehäuse um die Messwelle herum eignet sich besonders für kleine Messbereiche. Außerdem sind sie im Allgemeinen kostengünstiger als vergleichbare Messflanschen.
Ein unvermeidbarer Nachteil in Verbindung mit dem Design der Drehmomentmesswellen ist die erzeugte Lagerreibung. Üblicherweise ist der für eine Messwelle benötigte Montageplatz etwas länger als der einer Messflansch. Messflanschen eignen sich aufgrund ihres Designs besser für sehr große Drehmomente im Kilonewton- und Meganewton-Bereich.
Drehmomentmesswellen werden vorrangig für die Messung von Drehmomenten verwendet, aber einige Modelle verfügen auch über eine Möglichkeit zur Ermittlung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels. Auch die Aufzeichnung anderer Messgrößen wie Temperatur ist möglich.
Um diese Frage vollständig zu beantworten, müssen alle entscheidenden Aspekte betrachtet werden. Berücksichtigen Sie zunächst den Messbereich und die höchste erwartete Drehzahl. Ebenso wichtig ist es, frühzeitig den benötigten Grad der Messgenauigkeit zur bedenken. Außerdem dürfen die Umgebungstemperaturbedingungen nicht außer Acht gelassen werden.
Zur weitergehenden Beurteilung der Eignung einer Messwelle empfehlen wir, das technische Datenblatt zu lesen und die Montageanleitungen einzubeziehen, in denen sich detaillierte wichtige Informationen finden.
Beim Ersatz von Drehmomentmesswellen in bestehenden Systemen sind die geometrischen Abmessungen, einschließlich der Muster für Befestigungsbohrungen und Wellendurchmesser, entscheidend. Außerdem muss die Signalausgabe kompatibel oder leicht anzupassen sein. Da Drehmomentaufnehmer oft über vergleichbare Abmessungen verfügen und üblicherweise Spannungs- und Frequenzausgänge verwenden, sind meist nur wenige Anpassungen erforderlich, so dass die Installation sehr einfach ist.
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