DML 100 / 500 / 3000 Drehmoment messende Lagereinheit

Transkript

1 100 / 500 / 3000 Drehmoment messende Lagereinheit Seite - 1

2 Inhalt: Vorteile gegenüber Standard-Messwellen Vorteil 1 Vorteil 2 Vorteil 3 Vorteil 4 Vorteil 5 Vorteil 6 Vorteil 7 Vorteile Produktbeschreibung Antriebsstranggestaltung Mechanische Belastbarkeit Bauraum Bauform Positionierung zum Prüfobjekt Signalreserve Eigenfrequenz Zusammenfassung Seite - 2

3 Produktbeschreibung Bei der von ThyssenKrupp EGM patentierten handelt es sich um eine berührungslose Drehmoment-Messvorrichtung, die in eine Lagereinheit integriert ist. Hiermit kann das an der Lagereinheit wirksame Drehmoment sowohl bei Stillstand als auch bei Rotation bidirektional in Echtzeit gemessen werden. Der Sensor wird als komplette Lagereinheit mit definierten Versorgungs- und Signalanschlüssen geliefert. 100: Messbereich ± 100Nm 500: Messbereich ± 500Nm 3000: Messbereich ± 3000Nm Seite - 3

4 Vorteil 1 Antriebsstranggestaltung Strangaufbau klassisch: Strangaufbau neu mit : Drehmoment-Messflansch Spindellagereinheit Mech. Sicherheitskupplung (Genauigkeit: 5%) (Spindellagereinheit mit integriertem Drehmoment-Messsystem) Mech. Sicherheitskupplung (Genauigkeit: 20%) Lagereinheit + hochwertige Sicherheitskupplung + Messeinheit + einfache Sicherheitskupplung (Rutschnabe) Dieser Vergleich zeigt, dass ein Strang mit einfacher und damit auch preisgünstiger aufgebaut werden kann, da die das Lager bereits enthält und die Sicherheitskupplung einfacher ausgeführt werden kann. Seite - 4

5 Vorteil 2 Mechanische Belastbarkeit / Überlastfähigkeit Eine klassische Messwelle mit einem Messbereich von z.b. 500Nm sollte dynamisch nur bis zu 70% ihres maximalen Momentes betrieben werden: 350 Nm. Die Sicherheitskupplung muss daher unterhalb des Nennmomentes zwischen Nm unbedingt auslösen um die Messwelle vor Zerstörung zu schützen. Die dagegen besitzt eine vierfache Überlastfähigkeit, so dass die Sicherheitskupplung deutlich höher auslösen darf. Siehe auch Vorteil Headroom. Empfehlung: Nm. weit tolerierter Auslösebereich der Sicherheitskupplung Seite - 5

6 Vorteil 3 geringerer Platzbedarf in Längsrichtung Durch die Zusammenfassung von Lager und Messeinheit in einer Komponente reduziert sich der Platzbedarf in Längsrichtung innerhalb eines Triebstranges gegenüber einem klassischen Aufbau mit Einzelkomponenten. l Bei Prüfständen ergibt sich daraus z.b. bei gleichbleibenden Grundgestellmaßen, dass sich der Freiraum für den Prüfling zum Rüsten bzw. Längeneinsparung gegenüber klassischem Strangaufbau zur Be- und Entladung vergrößert. Seite - 6

7 Vorteil 4 geringerer Platzbedarf durch Bauform Wie in der Skizze deutlich zu sehen, ist der Platzbedarf der durch den schlankeren Korpus deutlich geringer als bei Standard Messflanschen. Frontansicht: Dieser Vorteil ist besonders dann von großer Bedeutung, wenn parallele Triebstränge mit geringem Abstand zueinander eingesetzt Messflansch Frontansicht: werden müssen. Seite - 7

8 Vorteil 5 Positionierung zum Prüfobjekt Die ist intern mit zwei Spindellagern ausgestattet, die es ermöglichen das Messsystem auch bei auftretenden Querkräften zu betreiben. Somit können Antriebswerkzeuge, wie sie zur form- und kraftschlüssigen Adaption in den von TK-EGM entwickelten Getriebeprüfständen benötigt werden, direkt an die Ausgangswelle der und somit direkt an das Messsystem montiert werden. Prüfobjekt Messeinheit Durch diese Anordnung ist die Messqualität gegenüber klassischen Triebsträngen verbessert, da hier Messeinheit und Prüfling näher zueinander platziert werden können und so störende Masseträgheiten reduziert sind. Seite - 8

9 Vorteil 6 Signalreserve Headroom Das analoge Ausgangssignal der beträgt ± 5V. Für den Nennbereich ± 100 / 500Nm bzw. ± 3000Nm werden aber nur ± 4,5V als Ausgangssignal verwendet. Dies bietet den Vorteil, dass der Bereich von 4,5 5V für ggf. auftretende Überlast bzw. Lastspitzen ausgewertet werden kann. Standard-Messwellen dürfen dagegen nicht oberhalb des Nennbereiches betrieben werden! Des Weiteren haben Standard-Messflansche in ihrem Ausgangssignal keine Signalreserve für Überlast, da diese dann bereits im Sättigungsbereich betrieben werden. +5V Überlastreserve des Ausgangssignals 0V ± 100 / 500 Nm bzw. ± 3000Nm -5V Seite - 9

10 Vorteil 7 Eigenfrequenz Die Eigenfrequenzen klassischer Messwellen liegen in der Regel bei Hz (HBM T40: 240Hz). Dies entspricht einer Drehzahl von /min. Die Eigenfrequenz der 100 / 500 / 3000 liegt bei deutlich über 250 Hz. Dies ist vollkommen ausreichend, da die Prüfstandsdrehzahlen 7000/min in der Regel nicht überschreiten und die Eigenfrequenz somit deutlich darüber liegt. Das heißt, im benötigten Drehzahlbereich wird selbst der Resonanzfall 2. Ordnung nicht erreicht und damit das Nutzsignal von systembedingten Störeinflüssen sauber gehalten. Standard-Messwellen haben dagegen eine niedrigere Eigenfrequenz, die damit innerhalb des zur Auswertung benötigten Signal-Nutzbereiches liegen kann, der grundsätzlich ohne die Überlagerung innerer und äußerer Störungen zur Verfügung stehen sollte. Seite - 10

11 Höheres gemessenen Drehmoment (Einfluss Massenträgheiten) Resonanz durch 3. Ordnung Blau: Nm () Rot: Nm (MESSFLANSCH) Grün: Motortisch Seite - 11

12 Vorteile Zusammenfassung Vorteil 1 Vorteil 2 Vorteil 3 Vorteil 4 Vorteil 5 Vorteil 6 Strangaufbau einfacher bis zu vierfache Überlastfähigkeit gegenüber Nennmoment geringerer Platzbedarf in Längsrichtung geringerer Platzbedarf in Querrichtung Positionierung zum Prüfobjekt Signalreserve Headroom Vorteil 7 Eigenfrequenz ohne zusätzliches Lager und preiswerterer Sicherheitskupplung Überlastfähigkeit erlaubt einfachere Sicherheitskupplung Geringere Gefahr von Zerstörung während der Inbetriebnahme Vorteil z.b. als Freiraum für Rüstvorgänge Vorteil insbesondere bei Anordnung von Parallelsträngen Messwerte können näher am Prüfling ermittelt werden als mit Messflanschen. Höhere Genauigkeit durch Reduzierung der Massen. z.b. zur Auswertung von Überlastmomenten verwendbar Resonanzfall 2. Ordnung liegt noch außerhalb des Nutzbereiches Seite - 12

13 Danke für Ihr Interesse und bei Fragen helfe ich gerne Gerhard Fiedler Vertriebsleiter Unterhaching Tel Seite - 13