Höchste Messgenauigkeit von Drehmomentflanschen – MANNER liefert Genauigkeit für alle Umgebungen

Die hochgenaue Erfassung sämtlicher physikalischer Größen bei Umgebungstemperaturen von -40°C bis zu 160°C sowie hohen Drehzahlen von 40.000 Umdr. / min stellt eine besondere Herausforderung für die Messtechnik dar.

MANNER Sensortelemetrie schafft durch langjähriges Design, Know-How sowie neuartige elektronische Kompensationsmittel höchste Genauigkeiten über eine Temperaturspanne von 200°C trotz parasitärer Kräfte bis hin zu einer Messunsicherheit von nahezu null.

Herausforderung – der Platz ist nicht alles

Die häufigste erfasste Größe im Maschinenbau ist das Drehmoment. Diese geht aber oft mit axialen Kräften und/oder einem Biegemomentanteil einher. Diese parasitären Kräfte haben erheblichen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Die parasitären Kräfte und Momente können sowohl durch ein geeignetes konstruktives Design, als auch mittels elektronischer Kompensation eliminiert werden. Bei konstruktiven Maßnahmen sind oft enge Grenzen gesetzt. So bleibt oft nur die elektronische Kompensation, um hochgenaue Messmittel zu schaffen.

Die regulär ermittelten Messwertabweichungen bei 22°C (Standardraumtemperatur) sind leider abhängig von der Temperatur des Messkörpers. Die Temperaturabhängigkeit des E-Moduls ändert den Kennwert stark. Die Messwertabweichung resultierend aus Temperaturschwankungen ist ohne Kompensationsmaßnahme ca. 2,5% pro 100°C Temperaturänderung – somit sind bei einem Umweltmessbereich von -40°C – +160°C bis zu 5% Messwertänderung bei fehlender Kompensation realistisch.

Zudem ist die Messwertabweichung bei hohen Drehzahlen – insbesondere der Nullpunkt – auch abhängig von der gefahrenen Drehzahl. Auch dieser Parameter muss somit elektronisch kompensiert werden.

Neben diesen aktiv zu korrigierenden Parametern ist auch eine Überlastfestigkeit beim mechanischen Design zu beachten. Nur so kann bei plötzlichen Blockaden des Antriebstranges (z.B. durch Lagerschäden) eine mögliche Zerstörung des Drehmomentaufnehmers verhindert werden.

Hochgenaue, wartungs- und verschleißfreie Messaufnehmer im Standard oder auch maßgeschneidertem Design

Neben der Standard-Drehmomentreihe XtreMA (HBM- T40 kompatibel) bietet MANNER für diese Fälle maßgeschneiderte kundenspezifische Flanschgeometrien an.

Hierdurch können sowohl einzelne physikalische Größen (Drehmoment, Axialkraft, Biegemoment) als auch mehrere in einem Aufnehmer berührungslos und wartungsfrei mittels induktiver Sensortelemetrie erfasst werden.

Im Rahmen einer Projektkonstruktion werden Ihre Anforderungen wie z.B. Flanschbild, Bauraum, Temperatur- und Kräfteeinträge erfasst und ein kundenspezifisches mechanisches Design basierend auf der jahrelangen Erfahrung entwickelt.

Für höchste Genauigkeit, selbst wenn die Fehler durch Temperatureintrag bereits korrigiert sind, verbleibenden immer noch die Fehler durch parasitäre Kräfte und der Drehzahleinfluss – insbesondere bei hohen Drehzahlen, welche bei E-Antrieben an der Tagesordnung sind. Um diese Fehler zu korrigieren haben wir ein neues Echtzeit-Kompensationsmodul entwickelt. Das entwickelte Modul ermöglicht die fast vollständige Kompensation des Temperatureinflusses (Nullpunkt und Kennwert) als auch den Drehzahleinfluss. Diese Fehler sind begründet in der E-Modul Änderung über der Temperatur und durch temperaturabhängige oder drehzahlabhängige Geometrieänderungen des Messkörpers, sowie durch Fertigungstoleranzen. Durch die neuartige, nichtlineare Kompensation bleibt die Genauigkeit des Messflansches über den gesamten Betriebstemperaturbereich erhalten.

Je nach Wunsch kann der Messaufnehmer neben den physikalischen Größen auch in eine Drehzahlaufnahme integriert werden. Besonders hervorzuheben ist dabei unsere Laserdrehzahlvariante, die eine besonders hohe Auflösung bei einem Abstand von bis zu 50 mm ermöglicht und damit auch bei Wellenstrangschwingungen keinerlei Berührungsgefahr besteht.

(Erfahren Sie mehr: https://www.sensortelemetrie.de/drehzahlerfassung-mit-hoechster-aufloesung-und-reichweite-der-neue-drehzahlsensor-auf-laserbasis-von-manner/)

Die Systemkomponenten – modular und flexibel kombinierbar

MANNER Drehmomentflansche sind flexibel kombinierbar mit sämtlichen Pick-Ups sowie Auswerteeinheiten, welche die Messdaten klassisch als Analogsignal, z.B. Spannung-, Strom-, Frequenz- +/- oder auch als Digitalsignal über EtherCAT, Ethernet oder CAN-Interface an das Datenerfassungssystem übergeben können. Dies können Sie, auch in Kombination, völlig frei wählen.

Die kontaktlose, induktive Sensortelemetrie – Übertragungstechnik – garantiert einen wartungsfreien Betrieb.

Je nach Wunsch kann das induktive Übertragungsverfahren mit einer Reichweite von bis zu 40 mm ermöglicht werden. Somit können alle Messgrößen und die Drehzahl komfortabel erfasst werden. Auch bei Schwingungen am Antriebsstrang kann durch diesen Abstand eine Unversehrtheit des Messmittels sichergestellt werden.

Herausforderungen in der Messtechnik sind seit 30 Jahren unsere Leidenschaft – fragen Sie Ihre Problemstellung gerne bei uns an – wir bieten die Lösung!

Einige Beispiele unserer Designs

Drehzahl und Drehmomenterfassung mittels integriertem Lasersensor mit 40 mm Abstand in einer EtherCAT Auswerteeinheit

Kompakte XtreMA Auswerteeinheit mit Analogausgang bis zu 2 Kanälen

Präziser LKW-Kombiaufnehmer für den Prüfstands- und realen Fahrbetrieb mit kleinster Pick-Up bis zu 160°C fest

Mehrkomponentenaufnehmer – Kombinationsaufnehmern für Drehmomentmessung

+ Axialkraftmessung + Biegemomentmessung in zwei Ebenen