Multi-axiale Drehmomentsensoren

Mit multiaxialen Drehmomentsensoren von Althen können je nach Ausführung Kräfte und Momente in mehreren Richtungen erfasst werden. Bei der ATF310-Serie werden eine axiale Kraft und ein Reaktionsmoment in derselben Achse gemessen. Damit lassen sich zum Beispiel Zug- und Druckkräfte entlang der Sensorachse sowie das um diese Achse wirkende Drehmoment erfassen.

Die mechanischen Größen werden über getrennte DMS-Vollbrückensysteme direkt in elektrische Signale umgesetzt. Dadurch sind direkte Messungen mit minimalem Übersprechen zwischen Kraft- und Drehmomentkanal möglich, ohne dass die Messwerte erst aufwendig mathematisch entkoppelt werden müssen. Jeder Messkanal kann bidirektional kalibriert werden, sodass Messungen in beiden Belastungsrichtungen möglich sind.

Für Anwendungen, in denen weitere Achsen oder kundenspezifische Messbereiche benötigt werden, bietet Althen neben Standard-Drehmomentsensoren auch angepasste Sensordesigns und komplette Messlösungen an. Welche Achsen konkret gemessen werden können, hängt daher von der gewählten Sensorbauform, dem Messbereich, der Kalibrierung und der mechanischen Integration ab.

Die messbaren Bereiche hängen bei multiaxialen Drehmomentsensoren von der jeweiligen Ausführung und Achskombination ab. Bei der ATF310-Serie liegt der Standardmessbereich bei 50 N axialer Kraft und 2 Nm Drehmoment.

Da multiaxiale Sensoren häufig anwendungsspezifisch ausgelegt werden, sind auch kundenspezifische Messbereiche möglich. Das betrifft sowohl die Kombination aus Kraft- und Momentachsen als auch die jeweiligen Nennbereiche der einzelnen Kanäle. Viele ATF310-Ausführungen werden nach speziellen Anforderungen gefertigt und entsprechend kalibriert.

Für die Auswahl sind neben dem gewünschten Kraft- und Drehmomentbereich auch Belastungsrichtung, Überlastreserve, Genauigkeit, Übersprechen zwischen den Kanälen, Einbauraum, mechanische Schnittstellen und die Auswerteelektronik entscheidend. Althen unterstützt bei der Auslegung eines passenden Mehrkomponentenaufnehmers für die konkrete Prüfstands-, Entwicklungs- oder Prozessanwendung.

Ja, viele Drehmomentsensoren von Althen können kundenspezifisch angepasst werden. Neben Standardausführungen bietet Althen auch individuelle Sensordesigns und komplette Messlösungen an, wenn ein Standard-Drehmomentsensor mechanisch, elektrisch oder messtechnisch nicht optimal zur Anwendung passt.

Möglich sind je nach Sensorbauform zum Beispiel Anpassungen des Messbereichs, der mechanischen Schnittstellen, der Bauform, der Abmessungen, der Flansch- oder Wellenaufnahme, der Anschluss- und Befestigungsmöglichkeiten sowie der Signal- und Schnittstellentechnik. Auch Spezialausgänge, Filter, Offset-Anpassungen, digitale Schnittstellen oder kundenspezifische Protokolle können je nach Anforderung berücksichtigt werden.

Individuelle Anpassungen sind besonders sinnvoll, wenn der Sensor in bestehende Maschinen, Prüfstände, Antriebsstränge oder OEM-Systeme integriert werden soll. Auch bei besonderen Anforderungen an Drehzahl, Genauigkeit, Dynamik, Umgebungsbedingungen, Bauraum, Kalibrierung oder Mehrkomponentenmessung kann eine kundenspezifische Lösung erforderlich sein.

Wir unterstützen Sie bei der Auswahl, Auslegung und Integration des passenden Drehmomentsensors — von der modifizierten Standardausführung bis zur kompletten Messkette inklusive Messverstärker, Anzeige, Datenerfassung, Schnittstellen und Kalibrierung.

Drehmomentsensoren sollten in regelmäßigen Intervallen kalibriert werden. Wie häufig eine Re-Kalibrierung erforderlich ist, hängt von der jeweiligen Anwendung, der geforderten Messgenauigkeit, dem Lastkollektiv, der Drehzahl, der Dynamik und den Umgebungsbedingungen ab.

Eine erneute Kalibrierung ist besonders empfehlenswert nach Überlast, Stoßmomenten, ungewöhnlichen Lastspitzen, mechanischen Veränderungen, Reparaturen, Umbauten, Austausch von Komponenten, auffälligen Messwertabweichungen oder wenn der Sensor unter anspruchsvollen Bedingungen eingesetzt wird. Auch Temperaturwechsel, Vibrationen, Feuchtigkeit, Verschmutzung oder eine geänderte Einbausituation können die langfristige Stabilität des Messsystems beeinflussen.

Für qualitätsrelevante Anwendungen, Prüfstände, Prozessüberwachung oder sicherheitsrelevante Messungen sollte ein festes Kalibrierintervall definiert werden. Häufig wird eine jährliche Überprüfung oder Kalibrierung gewählt; bei hoher Beanspruchung, dynamischen Messungen oder besonders hohen Genauigkeitsanforderungen können kürzere Intervalle sinnvoll sein. Gerne unterstützen wir Sie bei der Festlegung geeigneter Kalibrierintervalle und bieten Ihnen passende Kalibrier- und Prüfleistungen für Drehmomentsensoren und komplette Messketten an.

Drehmomentsensoren von Althen sind je nach Ausführung mit unterschiedlichen Ausgangssignalen und Schnittstellen verfügbar. Klassische DMS-basierte Sensoren liefern häufig ein mV/V-Brückensignal, das über einen geeigneten Messverstärker oder eine Auswerteelektronik weiterverarbeitet wird.

Für die direkte Einbindung in Steuerungen, Prüfstände oder Datenerfassungssysteme stehen je nach Modell analoge Ausgangssignale wie ±5 V, ±10 V oder 4–20 mA zur Verfügung. Darüber hinaus sind digitale Schnittstellen wie USB, CANopen oder RS485 möglich. Optional können auch weitere Kommunikationsschnittstellen wie EtherCAT, Modbus oder kundenspezifische Protokolle umgesetzt werden.

Bei rotierenden Drehmomentsensoren wird das Messsignal im rotierenden Teil erfasst und berührungslos an den stationären Teil übertragen. Anschließend kann es über analoge oder digitale Ausgänge an die Auswertung weitergegeben werden. Je nach Ausführung lassen sich zusätzlich Drehzahl, Drehwinkel oder Leistung erfassen bzw. berechnen.

Welche Ausgangssignale und Schnittstellen geeignet sind, hängt von Messbereich, Dynamik, Kabellänge, Störumgebung, gewünschter Abtastrate, Steuerungsanbindung, Prüfstandssoftware und Kalibrieranforderung ab.