XtreMA-high precision TORQUE – der verbesserte Drehmomentaufnehmer

Für den Fahrzeugbereich werden im Rahmen der CO2-Diskussionen immer höhere Anforderungen in Bezug auf Genauigkeit und Auflösung des Drehmomentmesssignals gefordert. Zur weiteren Optimierung des Wirkungsgrades ist die Genauigkeit der dynamischen Drehmomenterfassung von elementarer Bedeutung.

Die Antwort von MANNER ist die neue Produktreihe XtreMA-high precision.

Die neue Messflanschreihe XtreMA-high precision von MANNER Sensortelemetrie bietet neben einem attraktiven Preis auch die typischen MANNER-Vorteile für unterschiedlichste Bauräume und Anschlussanforderungen bei höchster Genauigkeit.

Ein Prüfstandsmessmittel für den flexiblen Einsatz

Die Drehmomenterfassung ist die zentrale Kenngröße bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren, Hybrid- und Elektromodulen – und entsprechend auch auf den zur Validierung verwendeten Prüfständen.

Da die Optimierungspotenziale immer geringer werden, sind hochpräzise Messmittel nötig, um diese kleinen Verbesserungen reproduzierbar herausarbeiten zu können. Dabei ist der Wunsch nach realen Testbedingungen (Leerlauf, Teil- und Volllast, sowie einem weiten Betriebstemperaturbereich) hoch.

Die neue Produktreihe XtreMA-high precision TORQUE von MANNER bietet eine verbesserte Alternative zu den heute am Prüfstand eingesetzten Drehmomentflanschen.

Das verwendete DIN Flanschbild, welches kompatibel zu HBM-Drehmomentsensoren ist, erlaubt die einfache Integration in neue, aber auch bereits bestehende Prüfstände (Retrofit). Die optionale Ausführbarkeit als Hohlwellenflansch trägt der Flexibilität des XtreMA-high precision TORQUE zur Anwendung in Prüfständen bei. Für koaxiale Antriebskonzepte ist dies ein immenser Vorteil, da im Inneren des Messflansches ein weiterer Antriebstrang oder zusätzliche Leitungen geführt werden können.

Die Klassengenauigkeit ist nur für ein ∆T 10°C bei einer Nenntemperatur von +22°C gültig. Bei Umgebungstemperaturen außerhalb dieses Bereiches steigen die Fehler, Nullpunktdrift Tk0 und Kennwert TKc, erheblich. Die Hauptfehlerquelle ist das Verhalten des Torsionskörpers selbst – hierbei sind sowohl der Nullpunktfehler als auch die Messwertfehler, zu nennen. Gravierend ist die Temperaturabhängigkeit dieser Fehlertypen.

Der Messewertfehler ist maßgeblich durch das E-Modul beeinflusst. Je nach Güte des Stahls weicht das E-Modul um bis zu 2,4%/100°C ab. Der Fehler eines Messverstärkers ist hierbei um mehr als eine Zehnerpotenz kleiner und damit untergeordnet gegenüber anderen Fehlerquellen, wie z.B. der Drift des E-Moduls.

Bekanntlich liefern sowohl die Antriebsmaschine als auch der Prüfling erhebliche Wärmeenergie, wenn sie unter Volllast arbeiten. Dies führt unweigerlich dazu, dass die Erwärmung des Messflansches jenseits der Spezifikation der Klassengenauigkeit liegt. Eine fatale Situation für Reibleistungsmessungen.

Gerade bei Prüfständen für Verbrennungsmotoren wird der Messflansch über die Abwärme des Motors während des Betriebs zusätzlich aufgeheizt. Durch die Nähe zum Motor kann die Wellentemperatur bis +160°C steigen.

Eine Klimatisierung des Flansches wiederum ist häufig kaum möglich. Somit stellt die Beeinflussung der Messwerte durch die erhöhte Umgebungstemperatur in der Realität ein häufiges Problem dar.

Besonders hervorzuheben ist die flexible Topologie der Drehmomenterfassung mit MANNER. Die kontaktlose, induktive Sensortelemetrie-Übertragungstechnik garantiert einen wartungsfreien Betrieb.

Durch den simplen Abgriff des Messsignals mittels einer einfachen, platzsparenden Pick-up (keine Umschließung notwendig) und einem Abstand von bis zu 10 mm ist ein unkritischer Betrieb selbst bei Wellenschwingung möglich. Durch die Kompaktbauweise der Auswerteeinheit mit integrierter Pick-up ist eine besonders einfache Handhabung möglich.

Optional kann die Pick-up auch über eine Kabelverbindung zur Auswerteeinheit abgesetzt werden.

Kennzeichnend ist, dass durch die äußerst kompakte Pick-up, selbst bei beengten Einbauverhältnissen (Wellenschutz) ein Signalabgriff möglich ist.

Selbstverständlich kann auch die Pick-up dem erweiterten Umgebungstemperaturbereich ausgesetzt werden.

In einer weiteren, besonderen Variante kann die Pick-up bis zu 40 mm vom Messflansch entfernt montiert werden. Es handelt sich um eine Komplettauswerteeinheit mit integrierter Antenne und Drehzahlerfassung. Eine Kollision ist praktisch ausgeschlossen. Das ist besonders vorteilhaft für Baumaschinenprüfstände oder Gelenkwellenanwendungen.