Hochgenaue flexible Drehmomentmesswellen
Drehmomentmesswellen von ATESTEO messen die im Drivetrain auftretenden Belastungen beziehungsweise Drehmomente und stellen die Messdaten für Prüfstandssteuerung- und Analysezwecke zur Verfügung. Die hohe Messgenauigkeit standardisierter Drehmomentmesswellen und die Flexibilität in der Gestaltung hochspezieller mehrkanaliger Drehmomentmesswellen stellen eine grundlegende Voraussetzung für hohe Prüfstandauslastungen dar.
Modernste Kalibriereinrichtungen im akkreditierten ATESTEO Kalibrierlabor
Jeder ATESTEO-Drehmomentaufnehmer wird im hauseigenen, akkreditierten Kalibrierlabor auf modernsten Kalibriereinrichtungen eingemessen. Auf den professionellen Anlagen werden die Kennwerte (Steigungen) ermittelt. Hochgenaue und rückführbare Messergebnisse werden dadurch sichergestellt. Das nach DAkkS akkreditierte Kalibrierlabor bietet diesen Service ebenfalls für Fremdfabrikate an.
Kundenspezifische Messwellen und Drehmomentmessflansche
ATESTEO bietet neben Standard-Drehmomentmesswellen anwendungsspezifische Kundenlösungen von 1 Nm bis 500 kNm. Die verwendete Sensortelemetrie ist variabel und kann spezielle Optionen anbieten. Beispiele für Kundenlösungen können sein:
- Mehrkanalfähigkeit wie beispielsweise Drehmoment und Temperatur
- Stationäre Messwellen – passiv und aktiv
- Messwellen aus Titan
- Verschiedene geometrische Ausführungen für Statoren und Rotoren
- Rotoren mit Zentralbohrung zur Aufnahme einer Welle
- Kundenspezifische Messbereiche
FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Drehmomentmesswellen
Eine Drehmomentmesswelle hat verschiedene Parameter, die die Genauigkeit des Messsignals beeinflussen. Diese Parameter sind:
- Nicht-Linearität inkl. Hysterese
- Relative Standardabweichung der Wiederholbarkeit
- Temperatureinflüsse auf Nullpunkt und das Ausgangssignal
Die Genauigkeitsklasse wird anhand des schlechtesten der genannten Parameter bestimmt. Hat eine Drehmomentmesswelle beispielsweise die Genauigkeitswerte
- Nicht-Linearität inkl. Hysterese <= ±0,03%,
- Relative Standardabweichung <= ±0,03% und
- Temperatureinflüsse auf Nullpunkt oder Ausgangssignal <= ±0,05%,
so ergibt sich eine Genauigkeitsklasse von <=±0,05%.
Die Genauigkeitsklasse bezieht sich immer auf den besten Ausgangstyp des Sensors. Bei Drehmomentmesswellen ist das meist der Frequenzausgang.
Die prozentuale Angabe des Genauigkeitswerts bezieht sich auf das Nennmoment des Drehmomentsensors. Die Genauigkeitsklasse ist nicht mit dem Messfehler oder der Messunsicherheit zu verwechseln. Der resultierende Messfehler setzt sich aus den vier genannten Parametern zusammen und kann durch parasitäre Lasten (z. B. Biegemoment in laterale Richtung) und Umgebungsbedingungen erhöht werden. Zur genauen Fehlerbeurteilung muss eine Messunsicherheitsbetrachtung durchgeführt werden. Hier unterstützt ATESTEO gerne.
Die Messunsicherheit von Drehmomentmesswellen wird aus den Genauigkeitswerten des Sensors und aus den Umgebungsbedingungen ermittelt. Die Umgebungsbedingungen sind z. B. Temperaturen oder der Einfluss von parasitären Lasten (Querkräfte, Biegemomente). Die parasitären Lasten müssen gemessen, berechnet oder abgeschätzt werden. Je nach Anforderung an die Genauigkeit der Messunsicherheit. Die Eingangsdaten werden schließlich über eine physikalische Formel in eine Messunsicherheit überführt. ATESTEO unterstützt gerne bei der Berechnung der Messunsicherheit.
Eine Drehmomentmesswelle erhält nach einer Kalibrierung zwei Steigungswerte. Mit einem Steigungswert wird der Rohmesswert in ein Drehmomentmesswert umgerechnet. Daher hat der Steigungswert in Abhängigkeit des Messsensors die Einheit „Hz/Nm“ oder „Digits/Nm“. Einer der beiden Steigungswerte rechnet den Messwert einer positiven Belastungsrichtung (im Uhrzeigersinn) in ein Drehmoment um, der andere Steigungswert rechnet den Messwert einer negativen Belastungsrichtung (gegen den Uhrzeigersinn) in ein Drehmoment um. Zum Erreichen der maximalen Genauigkeiten müssen beide Steigungswerte im Datenaufzeichnungs-System (Messsystem oder Regelungssystem) hinterlegt werden. Ermöglicht die Datenaufzeichnung nur die Eingabe eines Wertes, kann ein gemittelter Steigungswert berechnet werden (mit leichten Einbußen in der Genauigkeit).
ATESTEO bietet bei vielen Drehmomentmesswellen einen zweiten Messbereich an. Durch eine separate Verstärkerstrecke im rotierenden Messkörper können kleinere Drehmomente genauer gemessen werden, als mit der Haupt-Verstärkerstrecke. Die Drehmomentmesswelle erhält dadurch einen zweiten physikalischen Messbereich (zweites Nennmoment). Das Verhältnis zwischen großem und kleinem Messbereich (Spreizung) beträgt bis zu 1:5. Sogenannte Zweibereichs-Messflansche bieten den Vorteil, dass sie Prüfzyklen mit kleinen und großen Momenten messen können. Ein Tausch der Drehmoment-Messtechnik kann dadurch überflüssig werden. Lediglich die Umschaltung des Messbereichs, eine Entlastungsfahrt und ein Nullabgleich im lastfreien Zustand sind notwendig.
Die Drehmomentmesswellen der DF-Serie bietet einen dritten Messkanal. Dieser dritte Messkanal wird Überlast-Kanal genannt. Mit ihm können Momente von bis zu 300% bezogen auf das Nennmoment (Mdn) des Sensors gemessen werden. Die DF-Serie schaltet zwar beim Verlassen des gültigen Messbereichs (110% von Mdn) in einen Fehlermodus, aber über den Überlast-Kanal kann das Drehmoment weiterhin gemessen werden. Dies hilft insbesondere bei der Analyse nicht gewünschter Abläufe (Fehler im Automatisierungsablauf, Problem im Prüfling/Aufbau, etc.).
Die meisten ATESTEO-Drehmomentmesswellen können mit kundenspezifischen Nennmomenten aufgebaut werden. Da die Genauigkeiten auf das Nennmoment bezogen sind, können dadurch System-Genauigkeiten verbessert werden. Es ist jedoch möglich, dass kundenspezifische Nennmomente erhöhte Kosten oder längere Lieferzeiten verursachen. Sprechen Sie uns an.
Neben den Standard-Drehmomentmesswellen können auf Anfrage auch Sonderlösungen mit unseren Kunden entwickelt werden. Angepasste Nennmomente sind meist kein Problem. Darüber hinaus können Drehmomentmesswellen gebaut werden, deren Design an die Anlage des Kunden angepasst wurde. Unsere Konstrukteure sprechen dabei die Kundenanforderungen im Detail ab und erstellen Lösungsvorschläge. Nach der Freigabe durch den Kunden, werden die Bauteile in der hauseigenen mechanischen Fertigung produziert. Kundenorientierte Lösungen der Software und Elektronik sind ebenso möglich. Sprechen Sie uns an.
Im Produkt enthalten ist typischerweise eine Werkskalibrierung (siehe Text im Angebot). Als Ergebnis aus der Werkskalibrierung wird ein Testreport erstellt, in dem die Steigungen der Drehmomentmesswelle notiert sind. Damit kann die Drehmomentmesswelle betrieben werden. Optional kann ein Werkskalibrierschein miterworben werden. Er liefert weitere Details zum Kalibrierverlauf und den Messwellen-Charakteristiken. Weiterhin können in Abhängigkeit vom Nennmoment andere Kalibrierverfahren optional angewendet werden. Dazu zählt zum Beispiel eine Kalibrierung nach DIN 51309.
Die Kalibrierung wird auf das Hauptsignal, den Frequenzausgang, angewendet. Weitere Ausgangstypen können auf Anfrage kalibriert werden.
ATESTEO-Drehmomentmesstechnik wird im hauseigenen Kalibrierlabor kalibriert.
Die Drehmomentmesswellen werden meist ohne Messsystem / Datenaufzeichnung kalibriert. Daher ist eine Prüfung der Messkette nach Erhalt eines Drehmomentmesswelle sinnvoll. Die Drehmomentmesswellen von ATESTEO bieten dafür die Funktion eines Testsignals. Dieses Signal kann über die Konfigurationssoftware aktiviert werden. Bei aktivem Testsignal gibt der Sensor keinen Messwert sondern ein genau definiertes Signal aus. Die Signal-Definition ist dem Testreport zu entnehmen. Das Ende der Messkette kann mit diesem Sollwert verglichen werden.
In einer Drehmomentmesswelle wird ein Drehmoment zu einer Verdrehung des Messkörpers führen, welche zunächst mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen gemessen wird. Die Dehnungsmessstreifen liefern dabei theoretisch unendlich viele Messwerte pro Sekunde. Dieses Rohsignal wird durch elektronische Bauteile in ein digitales Signal (Frequenz, Datenword) umgewandelt. Dies geschieht durch ein internes hochfrequentes Sampling. Das ausgehende Messsignal ist nun zeitdiskret und liefert eine begrenzte Anzahl an Messwerten pro Sekunde. Die Dynamik einer Drehmomentmesswelle definiert die maximale Frequenz, die über eine Signalanalyse mit dem Messsignal gemessen werden kann.
Bei der F-Serie und Systemen, die auf der F-Serie basieren, gibt es meist zwei Varianten. Die Variante „iS“ besitzt unterhalb des Ringstators ein Gehäuse, in dem die Auswerteeinheit (Elektronik) verbaut wird. Bei der „eS“-Variante ist die Auswerteeinheit vom Ringstator abgetrennt und in einem separaten Gehäuse installiert. Die eS-Variante erlaubt an der drehenden Welle etwas höhere Temperaturen und hat einen kleineren Platzbedarf im Wellenbereich. Die iS-Variante benötigt keinen zusätzlichen Halter für die Auswerteeinheit und ist preisgünstiger.
Für die Planung einer Anlage liefert ATESTEO Konstruktions-Daten zu den Drehmomentmesswellen. Es handelt sich dabei um Maßzeichnungen oder 3D-Modelle (z. B. Step-Dateien). Viele Drehmomentmesswellen sind rund um die Uhr auf Traceparts.com zu finden. Dort können Maßzeichnungen und 3D-Modelle heruntergeladen werden. In jedem Fall können Sie Daten auch direkt bei uns Anfragen (über equipment@atesteo.com).
ATESTEO-Drehmomentmesswellen sind bei Auslieferung bereits vorkonfiguriert und können direkt eingesetzt werden. Eine Anpassung der Einstellungen durch den Kunden ist nur notwendig, wenn vom Standard abweichende Funktionen benötigt werden (z. B. CAN-Bus). Dazu gibt es für jede Drehmomentmesswelle eine Konfigurationsschnittstelle. Bei der F-Serie und Baureihen der F-Technologie, wird eine Windows-Software (TCU-Config) über RS232 mit dem Sensor verbunden. Darüber ist die Konfiguration einfach möglich. Die DF-Serie stellt eine Konfigurations-Webseite zur Verfügung. Über Ethernet und einen Browser kann sie problemlos erreicht werden. Die Einstellungen können auf der intuitiv bedienbaren Web-Oberfläche durchgeführt werden.
Jede ATESTEO-Drehmomentmesswelle kann diverse Stati, wie Fehler oder Alarme, verschicken. Dies geschieht zum Beispiel über Digitalausgänge oder ein detailliertes Statuswort auf dem CAN-Bus. Mit diesen Signalen kann die Anlage den Zustand der Drehmomentmesswelle automatisiert überwachen (Monitoring). Bei Fehlern oder Problemen können tiefergehende Analysen über die Konfigurations-Software (siehe „Wie kann ich eine Drehmomentmesswelle konfigurieren?“) durchgeführt werden. Hierbei hilft unser Service-Team gerne.
