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Drehmoment-Messung: Die Welle im Fokus

Bisherige Systeme zur Drehmoment- und Drehwinkelmessung benötigen entweder viel Platz oder sind sehr teuer. Ein neues Messsystem soll Abhilfe schaffen: Ein optischer Sensor misst berührungslos das Drehmoment und die Position einer Welle.

Drehwinkelmessung, IPH Bildquelle: © Alexander Lindquist / Creative Commons

Bei vielen technischen Anlagen ist eine Messung des Drehmoments und des Drehwinkels einer ­Welle ­er­forderlich. Hierzu zählen zum Beispiel Flugzeugturbinen, Antriebswellen in Autos oder Generatorwellen in Windenergie-Anlagen. Die gemessene Drehposition und das Dreh­moment werden unter anderem für die Motorensteuerung und das ­Aus­lösen von Schalt­vorgängen im ­Getriebe genutzt. Die ­Erfassung dieser beiden Messgrößen erfolgt aktuell in der Regel getrennt mittels Drehgebern und Drehmomentaufnehmern. Hierbei kommen bevorzugt ­berührungslose Sensoren zum ­Einsatz, da sie keinem Verschleiß unterworfen und deshalb langlebiger und zu­verlässiger als berührende Mess­systeme sind. Aus der getrennten ­Erfassung ­ergeben sich jedoch auch Nachteile: ­

Die Mess-Einrichtungen sind oftmals inkompatibel zueinander, benötigen viel Bauraum und er­höhen das Gewicht sowie die Kosten des ­Gesamtsystems.

Als Lösung bieten sich kombinierte, berührungslose Messverfahren an. Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚Inte­grierter optischer Absolutgeber und Drehmomentmesser‘ (IntegrAD) wird deshalb in Zusammenarbeit des In­stituts für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH) mit dem Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ein integriertes, berührungsloses optisches Messverfahren auf Basis des Winkeldifferenzprinzips zur Erfassung von Drehposition und Drehmoment sowie die dazugehörige Produktionstechnologie für die geeignete Markierung einer Welle entwickelt. Das Winkeldifferenzprinzip ermöglicht das gleichzeitige Messen des relativen und absoluten Drehwinkels sowie des Drehmoments.