Drehmomentsensoren Messtechnik für Prüfstands- und Antriebstechnik, Prozessüberwachung und Qualitätssicherung
Kistler Ihr Partner für Wirtschaftlichkeit und Qualität Sensoren und Systeme von Kistler beweisen ihre Vielseitigkeit in verschiedensten en in Forschung und Entwicklung, in der Prüfstands-, Antriebs- und Fördertechnik, in der Betriebs- und Prozessüberwachung sowie in Produktionsmesstechnik und Qualitätssicherung. Nicht zuletzt ermöglichen sie die Dokumentation von Prozess- und Qualitätsdaten. Neben der Drehmomentmesstechnik bieten wir als Schweizer Unternehmen auch spezielle Kraft-, Druck und Beschleunigungssensoren sowie Überwachungssysteme für die mechanische Fertigung, für die Entwicklung und das Monitoring von Verbrennungsmotoren, für die Fahrzeugtechnik, die Kunststoffverarbeitung und die Biomechanik. Kernkompetenz von Kistler ist die Entwicklung, die Produktion und der Einsatz von Sensoren zur Messung von Druck, Kraft, Drehmoment und Beschleunigung. Mithilfe des Know-hows und der elektronischen Systeme von Kistler lassen sich Messsignale aufbereiten und zur Analyse physikalischer Vorgänge, zur Regelung und Optimierung von Prozessen und zur Steigerung der Produktqualität im verarbeitenden Gewerbe nutzen. Kistler investiert Jahr für Jahr 10 % seines Umsatzes in Forschung und Entwicklung für technisch innovative und wirtschaftliche Lösungen auf dem neuesten Stand der Erkenntnisse. Mit rund 1 050 Mitarbeitenden ist die Kistler Gruppe Weltmarktführer bei der dynamischen Messtechnik. Weltweit 25 Gruppengesellschaften und mehr als 30 Vertretungen sichern einen engen Kontakt zum Kunden, eine individuelle anwendungstechnische Unterstützung und kurze Lieferzeiten. 2 www.kistler.com
Inhalt en Drehmomentmesstechnik 4 Produktübersicht Inhalt 6 Auswahl Drehmomentsensoren 8 Produktdetails/Produktangebot Messen: Sensoren 10 Verstärken: Ladungs- und Messverstärker 20 Analysieren: Anzeigegerät und Software 22 Auswahl der Kupplungen 24 Zubehör: Kupplungen 26 Verbinden: Kabel/Stecker 30 Beispiele typischer Messketten 31 Drehmomentmesstechnik und Kalibrieren 32 Grundlagen piezoelektrischer Sensoren 34 Grundlagen DMS-Sensoren 36 Technische Literatur 38 Produktübersicht nach Typennummern 39 www.kistler.com 3
en der Drehmomentmesstechnik Kontinuierliche enge Zusammenarbeit mit Forschung und Industrie sichern die stetige Weiterentwicklung von Messtechnologie und Sensorbauformen. Die berührungslose digitale Signalübertragung vom Rotor auf den Stator, die integrierte Signalkonditionierung sowie serielle Schnittstelle, normierte Analog- und Frequenzausgänge erleichtern dem Anwender die Integration in bestehende Prüfsysteme. Elektromotorenprüfung Elektrische Maschinen werden hinsichtlich mechanischer und elektrischer Eigenschaften, thermischer Auslegung, Überlastbarkeit und weiterer technischer Daten intensiv geprüft. Vor allem die Ermittlung von Wirkungsgrad und Leistungsfaktor stellen hohe Ansprüche an die Genauigkeit und Flexibilität eines Prüfsystems. Das zentrale Element stellt dabei die Drehmomentsensorik dar. Die genaue Erfassung von Drehmomenten an rotierenden Antrieben und Bauteilen ist ein wichtiges Kriterium für die effektive Produktentwicklung und die sichere Qualitätskontrolle in Fertigung und Montage. Der flexibel einsetzbare, universelle Drehmomentsensor Typ 4503A bietet hierfür eine Vielzahl von smöglichkeiten. Prozessüberwachung in der Produktion Die reproduzierbare Erfassung von Drehmomenten an rotierenden Antrieben und Bauteilen ist ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Effizienz einer Produktion und zur Qualitätssicherung in der Fertigung und Montage. Die Prozessüberwachung erfordert heute eine lückenlose und rückverfolgbare Erfassung von Messergebnissen aus der Drehmomentsensorik. Die gelagerten, wartungsfreien Sensoren Typ 4502A..., 4520A... und 4503A können in automatisierte Prüfstationen integriert werden. Beispiele dafür sind: Automatische Verschraubungsvorgänge Viskositätsüberwachung Reibwertmessung in der Fertigungskontrolle 4 www.kistler.com
Forschung und Entwicklung Die Entwicklung neuer Verbrennungsmotoren und Getriebe sowie die Untersuchung der Antriebsstränge durch Prüfstandssimulation erfordern einen robusten Drehmomentsensor mit hoher Genauigkeit. Um dynamische Lastwechsel in ein realitätsnahes Fahrprofil abzubilden, sind ausserdem hohe Torsionssteifigkeit und eine kurze Bauweise gefordert. Die Drehmoment- Messflansche Typ 4504B, Typ 4550A... und Typ 4510B sind speziell an diese Anforderungen angepasst. Produktprüfung Bei der Produktion sicherheitsrelevanter Komponenten wird jeder einzelne Montageschritt mit Sensoren überwacht. Automobilzulieferer können die einwandfreie Funktion ihrer Bauteile nur dann garantieren, wenn sie durch Tests in der eigenen Produktion Ausfälle beim Kunden sicher vermeiden. Zündschalterprüfung mit piezoelektrischen Reaktionsmomentsensoren Die Funktion eingebauter Zündschalter lässt sich mit Hilfe von Drehmomentsensoren der Typen 9329A... 9389A bereits in der Produktion prüfen. Hierbei müssen die Momente während der Drehung der federvorgespannten Komponenten innerhalb vorgeschriebener Toleranzen liegen. Vorteilhaft ist hier die hohe Überlastfähigkeit der Sensoren. Fehlerhafte Zündschalter führen zu einem mehrfach überhöhten Drehmoment. www.kistler.com 5
Produktübersicht Inhalt Drehmomentsensoren Reaktionsmomentsensoren Sensoren Messelemente, kalibriert Typ 9039 9069 Name Drehmomentsensor Messrichtung Typ Name Messrichtung 9329A 9389A Reaktionsmomentsensor Messbereich N m 5 5 bis 200 200 Lesen Sie mehr auf Seite 10 Messbereich N m 1 1 bis 1 000 1 000 Lesen Sie mehr auf Seite 11 2-Komponenten- Mz/Fz-Messelement, kalbriert Typ 9345B 9365B Name Mz/Fz-Messelement Mz/Fz-Messelement Messrichtung Messbereich Fz kn 10 10 20 20 Messbereich Mz* N m 25 25 200 200 Lesen Sie mehr auf Seite 12 12 *) Reaktionsmoment Drehmomentsensoren für rotierende Wellen Sensoren Typ 4501A 4502A 4520A 4503A Name Messrichtung Schleifring- Drehmomentsensor MiniSmart- Drehmomentsensor Basic Line Drehmomentsensor Zweibereichs- Drehmomentsensor Nenndrehmoment N m 2... 1 000 0,5... 1 000 1... 1 000 0,2... 5 000 Lesen Sie mehr auf Seite 14 14 15 16 Sensoren Typ 4504B 4510B 4550A... KiTorq Rotor 4541A... KiTorq Stator Name Messrichtung Drehmoment- Messflansch Drehmoment-Messflansch mit Schrumpfscheibe KiTorq Rotor, Drehmoment- Messkörper KiTorq System KiTorq Stator, Drehmoment- Auswerteeinheit Nenndrehmoment N m 50... 5 000 100... 20 000 500... 3 000 Lesen Sie mehr auf Seite 17 18 19 6 www.kistler.com
Produktübersicht Inhalt Kupplungen für Drehmomentsensoren, Ladungsverstärker, Überwachungsgeräte und Software Drehsteife Lamellen-Kupplung für Drehmoment-Messflansch Typ 4504B... Kupplungen Typ 2300A S... 2300A F... 2300A H... 2300A A... Name Ausführung Drehsteife Lamellen-Kupplung mit Spannringnabe (Ausführung S) Drehsteife Lamellen-Kupplung mit Flansch (Ausführung F) Drehsteife Lamellen-Kupplung mit Halbschalennabe (Ausführung H) Drehsteife Lamellen-Kupplung mit Spannringnabe (Ausführung A) Max. Drehzahl 1/min 8 000... 15 000 8 000... 15 000 3 100... 8 200 8 000... 15 000 Lesen Sie mehr auf Seite 26 Datenblatt 2300A_000-667 26 Datenblatt 2300A_000-667 Bemerkung: Kupplungen für Drehmoment-Messflansche Typ 4550A... und Typ 4510B... auf Anfrage 26 Datenblatt 2300A_000-667 26 Datenblatt 2300A_000-667 Drehsteife Klemmnabenkupplungen für gelagerte Drehmomentsensoren Kupplungen Typ 2301A... 2302A... 2303A... Name Metallbalg-Kupplung Drehsteife Miniatur-Kupplung Ausführung mit Klemmnaben einfachflexibel mit Klemmnaben Drehsteife Miniatur-Kupplung doppelflexibel mit Klemmnaben Max. Drehzahl 1/min <10 000 24 000... 64 000 24 000... 64 000 Lesen Sie mehr auf Seite 27 Datenblatt 2301A_000-673 28 Datenblatt 2302A_000-671 29 Datenblatt 2303A_000-672 Ladungsverstärker für piezoelektrische Sensoren Steuerungs- und Überwachungsgeräte ICAM Ladungsverstärker Typ Name 5073A... ICAM Ladungsverstärker mit grossem Messbereich und Spitzenwertspeicher Lesen Sie mehr auf Seite 20 Datenblatt 5073A_000-524 Speise- und Auswertesystem CoMo Torque Typ Name 4700B... Speise- und Auswertesystem für Drehmomentsensoren Lesen Sie mehr auf Seite 22 Datenblatt 4700B_000-944 DMS-Verstärker Messverstärker Software SensorTool Typ Name 4701A... Messverstärker für DMS-Sensoren und resistive Wegsensoren Lesen Sie mehr auf Seite 21 Datenblatt 4701A_000-621 Typ Name 4706A PC-Software zur Parametrierung, Visualisierung und Analyse der Drehmomentsensorik Lesen Sie mehr auf Seite 23 Datenblatt 4706A_000-626 www.kistler.com 7
Auswahl Drehmomentsensoren Typ Sensor * Nenndrehmoment in N m Messbereich in N m fest rotierend 0 1 10 100 1 000 10 000 4501A... Schleifring- Drehmomentsensor, DMS 2... 1 000* 0... ±2 bis 0... ±1 000 4502A... Mini-Smart Drehmomentsensor, DMS 0,5... 1 000* 0... ±0,5 bis 0... ±1 000 4520A... Drehmomentsensor, DMS 1... 1 000* 0... ±1 bis 0... ±1 000 4503A... Zwei-Bereichssensor, DMS 0,2... 5 000* 0... ±0,2 bis 0... ±5 000 4504B... Drehmoment- Messflansch, DMS 50... 5 000* 0... ±50 bis 0... ±5 000 4510B... Drehmoment- Messflansch, DMS 100... 20 000* 0... ±100 bis 0... ±20 000 4550A... 4541A... KiTorq Rotor KiTorq Stator DMS 500... 3 000* 0... ±500 bis 0... ±3 000 9329A... bis 9389A... Reaktionsmomentsensor, piezoelektrisch 0... ±0,1 bis 0... ±1 000 9275 Drehmoment- Dynamometer piezoelektrisch 0... ±20 bis 0... ±200 9245B... 9365B... 2-Komponenten- Sensor piezoelektrisch Fz, 0... ±1 kn bis 0... ±20 kn, Mz 0... ±2,5 N m bis 0... ±200 N m 9277A... Drehmoment- Dynamometer piezoelektrisch 0... ±0,5 bis 0... ±25 8 www.kistler.com
max. Drehzahl Signalausgang Signalübertragung Rotor Stator Lager Anschluss Schleifring berührungslos Vierkant Sechskant Welle Flansch <3 000 1/min 0... 2 mv/v 12 000 1/min 0 ±5 VDC 10 000 1/min 0 ±10 VDC 50 000 1/min 15 000 1/min 0 ±5 VDC0 oder 0 ±10 VDC oder 100 ±40 khz und RS-232C 0 ±10 VDC oder 100 ±40 khz oder 60 ±20 khz oder 10 ±5 khz und RS-232C 12 000 1/min 0 ±10 VDC oder 100 ±40 khz 0und RS-232C 20 000 1/min 0... ±10 VDC 10 ±5 khz oder 100 ±40 khz oder 240 ±120 khz und RS-232C/USB ±2 170... ±100 pc/n m (abhängig von der Baugrösse) ±170 pc/n m (abhängig von der Baugrösse) ±140... ±200 pc/n m (abhängig von der Baugrösse) ±600... ±250 pc/n m (abhängig von der Baugrösse) Kabel Kabel Kabel Kabel www.kistler.com 9
Messen 1-Komponenten-Drehmomentsensor Piezo Messunterlagsscheibe, 5... 5 N m bis 200... 200 N m H Typ 9039 M z D d Typ 9039 Typ 9049 Typ 9069 Messbereich N m 5... 5 25... 25 200... 200 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 5 0... 25 0... 200 0... 0,5 0... 2,5 0... 20 0... 0,5 0... 2,5 0... 20 0... 5 0... 25 0... 200 Empfindlichkeit pc/n m 600 250 175 Steifheit N m/µrad 7 12 50 Vorspannkraft kn 15 25 120 D mm 28,5 36 52 d mm 13 17 26,5 H mm 11 12 15 Gewicht g 38 61 150 Allgemeine technische Daten Betriebstemperaturbereich ºC 150... 150 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP65 mit angeschlossenem Kabel IP67 mit Kabel Typ 1983AD... und angeschweisstem Stecker KIAG 10-32 neg. Eigenschaften Grosser Messbereich, kompakte Abmessungen, sehr grosse Steifheit, sehr tiefe Ansprechschwelle, robuste, verschweisste Ausführung. Drehschrauberüberwachung, Untersuchen von Rutschkupplungen, Messen von Anlaufmomenten bei Motoren, Messen von Gleichlaufschwankungen. Zubehör Anschlusskabel Typ 1631C Vorspannelemente Typ 9420A Datenblatt 9039_000-111 10 www.kistler.com
Messen 1-Komponenten-Drehmomentsensor Piezo Reaktionsmomentsensor, 1... 1 N m bis 1 000... 1 000 N m H M z D Typ 9329A Typ 9339A Typ 9349A Typ 9369A Messbereich N m 1... 1 10... 10 25... 25 200... 200 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 1 0... 10 0... 25 0... 200 0... 0,1 0... 1 0... 2,5 0... 20 0... 0,1 0... 1 0... 2,5 0... 20 0... 1 0... 10 0... 25 0... 200 Empfindlichkeit pc/n m 2 170 460 230 130 D mm 20 30 36 54 H mm 26 34 42 60 Gewicht g 50 137 243 800 Betriebstemperaturbereich ºC 20... 80 40... 120 40... 120 40... 120 Typ 9329A Typ 9389A Messbereich N m 1 000... 1 000 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 1 000 0... 100 0... 100 0... 1 000 Empfindlichkeit pc/n m 100 D mm 100 H mm 130 Gewicht g 6 720 Betriebstemperaturbereich ºC 40... 120 Allgemeine technische Daten Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP65 mit angeschlossenem Kabel IP67 mit Kabel Typ 1983AD... und angeschweisstem Stecker KIAG 10-32 neg. Diese Sensoren sind vorgespannt und kalibriert. Eigenschaften Kompakter einbaufertiger Reaktionsmomentsensor, flexible Adaption, Zentriersitz. Messen eines um die Sensorachse wirkenden Momentes, Drehmomenteinstellung und Prüfung von Schraubverbindungen, Kalibrierung von Handdrehmomentschlüsseln, Torsionsprüfung von Federn, Messungen an Rutschkupplungen und Elektromotoren, Prüfung von Drehschaltern (Produktprüfung). Zubehör Montageflansch Typ 9580A... Datenblatt 9329A_000-463 www.kistler.com 11
Messen 2-Komponenten-Drehmomentsensoren Piezo Kraftmesselement F z, M z H Typ 9345B M z D F z Typ 9345B Typ 9365B Messbereich F z kn 10... 10 20... 20 Kalibrierte Messbereiche kn 0... 1 0... 2 0... 10 0... 20 Empfindlichkeit F z pc/n 3,7 3,6 Steifheit c z kn/µm 1,7 2,8 Messbereich M z N m 25... 25 200... 200 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 25 0... 200 0... 2,5 0... 20 0... 2,5 0... 20 0... 25 0... 200 Empfindlichkeit M z pc/n m 190 140 Steifheit c (gerechnet) N m/µrad 0,19 0,92 D mm 39 56,5 H mm 42 60 Gewicht g 267 834 Betriebstemperaturbereich ºC 40... 120 40... 120 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP65 mit angeschlossenem Kabel IP65 mit angeschlossenem Kabel Anschluss V3 neg. V3 neg. Diese Sensoren sind vorgespannt und kalibriert. Piezo Dynamometer 200... 200 N m Eigenschaften Reaktionsmomentsensor mit der Möglichkeit, eine zusätzlich wirkende Zug-/Druckkraft zu messen. 1-Komponenten-Drehmomentsensoren Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Bohrmoment und Durchbruchkraft bei Leiterplatten, Anzugsmoment und Ausreisskraft bei Schraubverbindungen und ähnlichen Prozessen. Zubehör Anschlusskabel Typ 1693A, 1694A..., 1695A..., 1698A... Datenblatt 9345B_000-630 H Typ 9275 M z D d Typ 9275 Messbereich N m 200... 200 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 200 0... 20 0... 20 0... 200 Empfindlichkeit pc/n m 170 Eigenfrequenz khz 3,5 D mm 100 d mm 18,4 H mm 70 Gewicht kg 2,9 Betriebstemperaturbereich ºC 0... 70 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP65 mit angeschlossenem Kabel TNC neg. Dieser Sensor ist kalibriert und messbereit. Eigenschaften Präzise, höchste Empfindlichkeit, kompakte, robuste Bauform, nicht rotierend. Prüfen von Drehmomentschlüsseln, Torsionsprüfung von Federn, ergonomische Messungen, Prüfen von Schraubenverbindungen, Messen der Anlaufmomente von Kleinund Schrittmotoren. Zubehör Anschlusskabel Typ 1609B Datenblatt 9275_000-154 12 www.kistler.com
Messen 1-Komponenten-Drehmomentsensor Piezo Dynamometer, 5... 5 N m, 25... 25 N m M z D d Typ 9277A5 Typ 9277A25 Messbereich N m 5... 5 25... 25 Kalibrierte Messbereiche N m 0... 5 0... 25 0... 0,5 0... 2,5 0... 0,5 0... 2,5 0... 5 0... 25 Empfindlichkeit pc/n m 600 250 Eigenfrequenz khz 10 15 H Typ 9277A25 Allgemeine technische Daten D mm 78 d mm 8,5 H mm 60 Gewicht g 1 700 Betriebstemperaturbereich ºC 0... 70 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP65 mit angeschlossenem Kabel Anschluss TNC neg. Diese Sensoren sind kalibriert und messbereit. Eigenschaften Präzise, höchste Empfindlichkeit, hohe Eigenfrequenz, kompakte, robuste Bauform, nicht rotierend. Prüfen von Drehmomentschlüsseln, Torsionsprüfung von Federn, ergonomische Messungen, Prüfen von Schraubenverbindungen, Messen der Anlaufmomente von Kleinund Schrittmotoren. Zubehör Anschlusskabel Typ 1609B Datenblatt 9277A_000-155 www.kistler.com 13
Messen Drehmomentsensoren für rotierende Wellen Schleifring-Drehmomentsensor, 2... 1 000 N m H Typ 4501A... B L Typ 4501A... Nenndrehmoment M nom N m 2 / 6 / 10 / 12 / 20 / 25 / 50 /63 / 100 / 160 / 200 / 500 / 1 000 Grenzdrehmoment 1,5 x Nenndrehmoment Genauigkeitsklasse 0,2 Nennkennwert mv/v 1 oder 2 (je nach Ausführung) Winkelmessung lmp./umdr. 2 x 360 Nenndrehzahl 1/min 3 000 Betriebstemperaturbereich ºC 5... 50 Gehäusematerial Aluminium, harteloxiert L mm 44... 73 B mm 28... 73 H mm 52... 90 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Anschluss 6-pol. oder 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Drehmomentsensor für universelle Einsatzmöglichkeiten. Kompakte Baugrösse, verschiedene Wellenanbindungen. Speziell für den Einsatz in der Schraubtechnik konzipiert. Typische en sind die Überprüfung stationärer Schraubspindeln oder die Drehmomentmessung mit handgeführten Schraubwerkzeugen. Für kurzzeitigen intermittierenden Betrieb bei kleinen Drehzahlen. Zubehör Kabeldose 6-pol. Typ KSM000822 Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM071860-5, Typ KSM103820-5, Typ KSM183150-5 Messverstärker für DMS-Sensoren Typ 4701A... Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4501A_000-596 Mini-Smart Drehmomentsensor, 0,5... 1 000 N m H Typ 4502A... B L Typ 4502A... Nenndrehmoment M nom N m 0,5 / 1 / 2 / 5 / 6 / 10 / 12 / 18 / 20 / 50 / 63 / 100 / 150 / 160 / 200 / 250 / 300 / 500 / 1 000 Grenzdrehmoment 1,5 x Nenndrehmoment Genauigkeitsklasse 0,2 Ausgangssignal bei M nom (Nennkennwert) VDC 5 Winkelmessung lmp./umdr. 2 x 360 Nenndrehzahl 1/min 12 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial Aluminium, harteloxiert L mm 44... 73 B mm 28... 73 H mm 52... 90 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Anschluss 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Drehmomentsensor mit berührungsloser Signalübertragung, integrierter Messelektronik und hoher Störsicherheit. Kompakte Baugrösse, verschiedene Wellenanbindungen. Eignet sich zur dynamischen Ermittlung von Anzugs- und Lösemomenten in der Verschraubungsund Montagetechnik sowie zur Qualitätskontrolle in der Fertigung und im Labor. Für Dauereinsatz z.b. in Prozessüberwachung geeignet. Zubehör Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM124970-5 Kupplungen Typ 2301A... bis 2303A... Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4502A_000-597 14 www.kistler.com
Messen Drehmomentsensoren für rotierende Wellen Basic Line Drehmomentsensor, 1... 1 000 N m H Typ 4520A... L D Typ 4520A... Nenndrehmoment M nom N m 1 / 2 / 5 / 10 / 20 / 50 / 100 / 200 / 500 / 1 000 Grenzdrehmoment Wechseldrehmoment Genauigkeitsklasse 0,5 1,5 x Nenndrehmoment 1 x Nenndrehmoment Linearitätsabweichung % FSO <±0,5 einschliesslich Hysterese Ausgangssignal bei Mnom VDC 10 (Nennkennwert) Drehzahlmessung lmp./umdr. 60 Nenndrehzahl 1/min 10 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial Aluminium, harteloxiert L mm 58... 85 D mm 58... 91 H mm 70... 103 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Anschluss 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Preiswerter Drehmomentsensor mit berührungsloser Signalübertragung, mit zylindrischen Wellenenden, robuster Aufbau. Eignet sich zur dynamischen und statischen Ermittlung von Drehmomenten in Montagetechnik sowie zur Qualitätskontrolle in der Fertigung und im Labor. Für Dauereinsatz z.b. in Prozessüberwachung geeignet. Zubehör Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM071860-5 Kupplungen Typ 2301A... bis 2303A... Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4520A_000-765 www.kistler.com 15
Messen Drehmomentsensoren für rotierende Wellen Drehmomentsensor, optional zwei-bereich, 0,2... 5 000 N m H Typ 4503A... L D Typ 4503A... Nenndrehmoment M nom N m 0,2 / 0,5 / 1 / 2 / 5 / 10 / 20 / 50 / 100 / 200 / 500 / 1 000 / 2 000 / 5 000 Grenzdrehmoment Wechseldrehmoment Genauigkeitsklasse 0,1 1,5 x Nenndrehmoment 0,7 x Nenndrehmoment Linearitätsabweichung <±0,1 einschliesslich Hysterese % FSO Opt. C: <±0,05 Ausgangssignal bei M nom VDC 5 oder 10 (Nennkennwert) khz oder 100 +40 und RS-232C Drehzahlmessung lmp./umdr. 60 oder 2 x 360 Nenndrehzahl 1/min 50 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial L mm 113... 137 D mm 58... 148 H mm 80... 178 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss Aluminium, harteloxiert oder rostfreier Stahl (je nach Ausführung) IP40 7-pol. oder 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Sensor für zwei separat kalibrierte Messbereiche (optional). Integrierte Messelektronik, höchste Genauigkeit, höchste Drehzahlbereiche, digitale Signalverarbeitung. Universell einsetzbar im Entwicklungslabor, in der Produktion oder in der Qualitätssicherung. Zubehör Kabeldose 7-pol. Typ KSM000517 Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM124970-5 (12-pol.), Typ KSM219710-5 (7-pol.), SensorTool Typ 4706A Kupplungen Typ 2301A... bis 2303A... Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4503A_000-595 16 www.kistler.com
Messen Drehmoment-Messflansch für rotierende Wellen Drehmoment-Messflansch, kurzbauend, robust, lagerlos, hochgenau, 50... 5 000 N m D Typ 4504B... L R H Typ 4504B... Nenndrehmoment M nom N m 50 / 100 / 200 / 500 / 1 000 / 2 000 / 3 000 / 5 000 Grenzdrehmoment Wechseldrehmoment Genauigkeitsklasse 0,1 Linearitätsabweichung einschliesslich Hysterese % FSO <±0,05 2 x Nenndrehmoment 1 x Nenndrehmoment Ausgangssignal bei M nom VDC 10 oder (Nennkennwert) khz 10 ±5, 60 ±20, 100 ±40 und RS-232C Drehzahlmessung lmp./umdr. 60 Winkelmessung lmp./umdr. 2 x 180... 2 x 3 600 oder 2 x 128... 2 x 5 120 Nenndrehzahl 1/min 15 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial L mm 40,5... 64 D mm 172... 311 Aluminium, harteloxiert H mm 243,5... 382 R mm 25... 64 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP54 7-, 8- und 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Drehmoment-Messflansch nach dem DMS-Prinzip. Die integrierte, digitale Messwertverarbeitung erzeugt analoge oder digitale Ausgangssignale, die berührungslos übertragen werden. Der Rotor läuft lagerlos und somit verschleissfrei im Statorring. Durch extrem kurze Bauweise hervorragend geeignet für Verbrennungsmotoren-, Getriebe-, Rollen-, Elektromotoren- und Pumpenprüfstände. Zubehör Kabeldose 7-pol. Typ KSM000517 Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM219710-5 SensorTool Typ 4706A Kupplungen Typ 2300A... Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4504B_000-805 www.kistler.com 17
Messen Drehmoment-Messflansch für rotierende Wellen Drehmoment-Messflansch, robust, lagerlos, hochgenau, 100... 20 000 N m D Typ 4510B... L R H Typ 4510B... Nenndrehmoment M nom N m 100 / 200 / 500 / 1 000 / 2 000 / 4 000 / 10 000 / 20 000 Grenzdrehmoment Wechseldrehmoment Genauigkeitsklasse 0,2 Linearitätsabweichung einschliesslich Hysterese % FSO min. 1,5 x Nenndrehmoment 1 x Nenndrehmoment <±0,1 oder <±0,2 (je nach Ausführung) Ausgangssignal bei M nom VDC 10 oder (Nennkennwert) khz 100 ±40 und RS-232C Drehzahlmessung lmp./umdr. 60 Nenndrehzahl 1/min 12 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial L mm 60 D mm 197... 297 Aluminium, harteloxiert H mm 300,5... 362,7 R mm 78... 83,5 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP54 7- und 12-pol. Binder-Stecker Eigenschaften Sehr robuster Drehmoment-Messflansch nach dem DMS-Prinzip mit integrierter Drehzahlerfassung und optionaler Messbereichsumschaltung. Durch die Welle-Nabe-Verbindung mittels Schrumpfscheibe (im Lieferumfang enthalten) lässt sich der Typ 4510B... direkt mit der Antriebswelle verbinden. Geeignet für Verbrennungsmotoren-, Getriebe-, Rollen-, Elektromotoren- und Pumpenprüfstände. Zubehör Kabeldose 7-pol. Typ KSM000517 Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Anschlusskabel Typ KSM219710-5 SensorTool Typ 4706A Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4510B_000-737 18 www.kistler.com
Messen Drehmoment-Messflansch für rotierende Wellen KiTorq Drehmoment-Messflansch, kurzbauend, robust, lagerlos, hochgenau, 500... 3 000 N m D L KiTorq System R B H Typ 4550A... KiTorq Rotor, Typ 4541A... KiTorq Stator Nenndrehmoment M nom N m 500 / 1 000 / 2 000 / 3 000 Grenzdrehmoment Wechseldrehmoment Genauigkeitsklasse 0,05 Linearitätsabweichung 0,03 einschliesslich Hysterese % FSO 2 x Nenndrehmoment 1 x Nenndrehmoment Ausgangssignal bei M nom VDC 10 oder (Nennkennwert) khz 10 ±5, 100 ±40, 240 ±120 und RS-232C / USB Drehzahlmessung lmp./umdr. 60 Nenndrehzahl 1/min 20 000 Betriebstemperaturbereich ºC 10... 60 Gehäusematerial L mm 44 D mm 133 Aluminium, harteloxiert H mm 210,5... 242,5 R mm 48... 53 B mm 210 Schutzart nach IEC/EN 60529 Anschluss IP54 7-, 12- und 14-pol. Einbaustecker Kalibrierungen und Sonderkalibrierungen der Drehmoment-Messkette können aus dem Datenblatt (4541A_000-879) KiTorq Stator Typ 4541A... entnommen werden. Eigenschaften Drehmoment-Messflansch nach dem DMS-Prinzip. Die analogen und digitalen Signale werden berührungslos zur Auswerteeinheit übertragen. Die Auswerteeinheit verfügt über 3 frei skalierbare Ausgänge für das Messsignal, intergrierte Messbereichsumschaltung sowie digitale Schnittstellen zur Parametrisierung. Durch die kompakten Abmessungen und die statorringfreie Auswerteeinheit hervorragend geeignet für Prüfstandsanwendungen und bei beengten Platzverhältnissen. Zubehör Kabeldose 7-pol. Typ KSM000517 Kabeldose 12-pol. Typ KSM000703 Kabeldose 14-pol. Typ KSM038290 SensorTool Typ 4706A Kupplungen Typ 2305A... auf Anfrage Weiteres Zubehör, siehe Datenblatt Datenblatt 4541A_000-879 4550A_000-880 www.kistler.com 19
Verstärken Ladungsverstärker für piezoelektrische Sensoren ICAM-Programmierbarer, industrieller Ladungsverstärker Typ 5073A1... Typ 5073A2... Typ 5073A3... Typ 5073A4... Anzahl Kanäle 1 2 3 4 Anzahl Kanäle Typ 5073A5... 1 (4 Eingänge summiert) Typ 5073A4... Allgemeine technische Daten Anzahl Messbereiche 2 (umschaltbar) Messbereichseinstellung stufenlos Messbereich 1 FS pc ±100... 1 000 000 Messbereich 2 FS pc ±100... 1 000 000 Frequenz ( 3 db) khz 0... 20 (<±10 000 pc) 0... 2 (<±1 000 000 pc) Ausgangssignal V ±10 ma 4... 20 (nur 5073A1... und 5073A2...) Speisung VDC 18... 30 Signaleingang Typ/Anschluss piezoelektrisch/wahlweise BNC neg. TNC neg. Schutzart nach IEC/EN 60529 wahlweise IP60 (BNC) IP65 (TNC) Schnittstelle RS-232C Weitere Merkmale Spitzenspeicher einstellbarer Ausgangsoffset Tiefpassfilter Dieser Ladungsverstärker lässt sich mit dem PC-Programm ManuWare schnell und einfach parametrieren. Eigenschaften Universeller Industrie-Ladungsverstärker mit robustem Metallgehäuse, sehr weiter, variabler Messbereich, pro Kanal zwei unabhängige, extern umschaltbare Messbereiche, integrierter Spitzenwertspeicher für jeden Kanal, Anschluss an SPS möglich. en Überwachen, Regeln und Optimieren von Maschinen und industriellen Prozessen. Zubehör RS-232C Kabel, Nullmodem, l = 5 m, D-Sub 9-pol. pos./ D-Sub 9-pol. neg. Typ 1200A27 Kabel D-Sub/15-pol. neg. mit einseitig offenen Enden Typ 1500A41... Datenblatt 5073A_000-524 20 www.kistler.com
Verstärken DMS-Verstärker Messverstärker für DMS-Sensoren, Eingebaut in Alu-Gehäuse Ausführung A Anzahl Kanäle 1 Typ 4701A... Signaleingang DMS mv/v Ausführung A: ca. 1,5 Ausführung B: ca. 1,0 / 2,0 (0,5... 3,0, Voll- oder Halbbrücke, Brückenwiderstand max. 1 000 Ω) resistiv V Ausführung C: Eingang 0... 5 (Anschlusswiderstand 1... 5 kω) Grenzfrequenz ( 3 db) khz 1 Ausgangssignal V ±0... 5 oder ±0... 10 Speisung VDC 24 unstabilisiert (±10 %) Signaleingang Typ/Anschluss DMS wahlweise mit Stopfbuchse mit Lötstützpunkten (Variante A) 6-pol. Stecker (Variante B) Schutzart nach IEC/EN 60529 Ausführung A mit Kabelverschraubungen: IP54 Ausführung B und C mit Steckverbindern: IP40 Ausführung B und C Eigenschaften Industrie-Messverstärker mit robustem Metallgehäuse. Verstärkung und Nullpunktjustierung werden über Festwiderstände und Potentiometer eingestellt. Dieser Verstärker ist für industrielle en ausgelegt und für den Schalttafelbau vorgesehen. Universeller Messverstärker für DMS-Sensoren und resistive Wegsensoren. Geeignet für Drehmomentsensoren Typ 4501A..., DMS-Kraftsensoren Typ 4576A..., Typ 4577A..., Typ 4578A.., Typ 4579A... und für Weg- und Tastsensoren Typ 2112A..., Typ 2117A... bis Typ 2121A.... Zubehör Verbindungskabel, 5 m, 6-pol./6-pol. Typ KSM071860-5 Verbindungskabel, 5 m, 6-pol./frei Typ KSM103820-5 Verbindungskabel, 5 m, 5-pol./5-pol. Typ KSM106410-5 Datenblatt 4701A_000-621 www.kistler.com 21
Analysieren Überwachungsgeräte Auswertegerät CoMo Torque Typ 4700B... Anzahl Kanäle y 1 = M/t, y 2 = n/t 2 Typ 4700B... Signaleingänge DMS mv/v ±0,5... 3,5 (Vollbrücke, 4-/6-Leitertechnik) Aktiv VDC ±5... ±10 Frequenz khz 400 Grenzfrequenz ( 3 db) khz 0,1... 1 Eingang Drehzahl/Drehwinkel Spur A, B khz 300 Sensorspeisungen V 24 stabilisiert 5 DMS unipolar 5 stabilisiert ±12 stabilisiert Ausgangssignale 3 Kanäle V ±10 Digitale Steuerung 8 digitale Eingänge TTL 8 digitale Ausgänge TTL bzw. 24 VDC Schnittstellen RS-232C, USB 2.0 Kompatibel zum PC-Programm SensorTool zur Parametrierung und Auswertung. Eigenschaften Universeller Messverstärker zum Anschluss von passiven und aktiven Kraft- und Drehmomentsensoren. Eine Bewertung von Drehmoment-/ Drehzahlmessungen, oder Drehmoment-/Drehwinkelmessungen ist möglich. Die mechanische Leistung wird vom Gerät berechnet und angezeigt. Ausserdem verfügt das Gerät über digitale Ein- und Ausgänge sowie eine Extremwerterfassung und Speicherfunktion von Messkurven. Das Gerät ist ideal in der Betriebsmesstechnik und in der Versuchsbzw. Laborumgebung einzusetzen. Zubehör Anschlusskabel Typ KSM185350-2,5 für Typ 4501A... Q/R, Typ KSM185370-2,5 für Typ 4501A... QA, Typ KSM186420-2,5 für Typ 4503A... / 4504... analog, Typ KSM186430-2,5 für Typ 4503A... / 4504... Frequenz Typ KSM185380-2,5 für Typ 4502A... / 4520A... Datenblatt 4700B_000-944 22 www.kistler.com
Analysieren Software SensorTool PC-Software zur Parametrierung, Visualisierung und Analyse der Drehmomentsensorik Unterstützte Geräte: Weitere Informationen Typ 4706A Drehmomentsensoren Typ 4503A..., 4504..., 4510B..., 4550A..., Auswertegerät CoMo Torque Typ 4700B... Strain Gage Meter Typ 4703B siehe Datenblatt Eigenschaften Parametrierung von Geräteeinstellungen, Numerische und grafische Darstellung von Messgrössen, Auswertung von Messwerten sowie Messwertkurven, Auslesen und Darstellen von Sensor und Gerätedaten, Definition der Drehzahlausgangsimpulse (magnetoresistives System bei Typ 4504 ), Messwerttarierung, Speicherung erfasster Messkurven in TXT- oder CSV-Format, Mehrsprachige Menüführung (deutsch/englisch). PC-Software zur einfachen Weiterverarbeitung der Sensor- und Messdaten von Drehmomentsensoren oder Auswertesystemen, Numerische und grafische Darstellung aller auftretenden Messgrössen (Drehmoment, Drehzahl, Drehwinkel, mechanische Leistung und Rotortemperatur von Drehmomentsensoren) am PC-Bildschirm, Einsatz vor allem bei der Erstinbetriebnahme oder während des Prüf- oder Optimierungsprozesses, Rasche Überprüfung aller relevanten Sensordaten (z.b. Seriennummer, Sensortyp usw.) durch Darstellung am PC- Bildschirm, Definierte Auslösung von Testfunktionen zur Überprüfung des Sensors. Optionen Keine Zubehör Keines Datenblatt 4706A_000-626 www.kistler.com 23
Auswahl der Kupplungen Kupplungen Typ 2300A S... 2300A F... 2300A H... 2300A A... Name Für Sensor Drehsteife Lamellen-Kupplung Drehmoment-Messflansch Typ 4504... Drehsteife Lamellen-Kupplung Drehmoment-Messflansch Typ 4504... Bemerkung: Kupplungen für Drehmoment-Messflansche Typ 4550A... und Typ 4510B... auf Anfrage Drehsteife Lamellen-Kupplung Drehmoment-Messflansch Typ 4504... Adapterflansch für Antriebsseite Drehmoment-Messflansch Typ 4504... Max. Drehzahl 1/min 8 000... 15 000 8 000... 15 000 3 100... 8 200 8 000... 15 000 sbeispiel Belastungsmaschine Adapterflansch Typ 2300A100A.. Sensor Typ 4504B... Kupplung Typ 2300A100H... Prüfling Die Lamellen-Kupplung dient zum Ausgleich von Axial-, Radial- und Winkelfehlern beim Einbau eines Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Ein Ausgleich dieser Fehler ist immer zwingend notwendig um Messfehler und Beschädigungen des Sensors zu vermeiden. Durch die unterschiedlichen Varianten ist eine problemlose Ankopplung des Drehmomentsensors in nahezu jeder möglich. Datenblatt 2300A_000-667 Mitgeliefertes Zubehör Montageschrauben passend für Sensor Typ 4504... Adaptionsmöglichkeiten Zulässige Wellenverlagerungen der Kupplungselemente K r K a Adapterflansch + Kupplung Typ 2300A... Ausführung S: Spannringnabe K w 2 x K w Adapterflansch + Kupplung Typ 2300A... Ausführung H: Halbschalennabe Die Lamellen-Kupplung gleicht durch die zwei Lamellenpakete winkligen, axialen und radialen Wellenversatz aus. Treten mehrere Versatzarten gleichzeitig auf, beeinflussen sie sich gegenseitig. Die zulässigen Werte der Verlagerung sind entsprechend voneinander abhängig. Die Summe der tatsächlichen Verlagerungen in Prozent vom Maximalwert darf 100 % nicht überschreiten. Adapterflansch + Kupplung Typ 2300A... Ausführung F: Flansch 24 www.kistler.com
Kupplungen für rotierende Drehmomentsensoren Kupplungen Typ 2301A... 2302A... 2303A... Name Drehsteif, doppelflexibel Metallbalg-Kupplung Drehsteif, einfachflexibel Miniatur-Kupplung Drehsteif, doppelflexibel Miniatur-Kupplung Für Messbereiche 5... 1 500 N m bis max. 36 N m bis max. 36 N m Für Sensor Drehmomentsensor Typ 4520A..., Typ 4502A..., und Typ 4503A... Drehmomentsensor Typ 4501A..., Typ 4502A..., Typ 4503A... und Typ 4520A... Drehmomentsensor Typ 4501A..., Typ 4502A..., Typ 4503A... und Typ 4520A... Adaptionsmöglichkeiten Belastungsmaschine Kupplung Typ 2301A... Drehmomentsensor, z.b. Typ 4502A...RAU, Typ 4503A... und Typ 4520A... Kupplung Typ 2301A... Prüfling Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich beim festen Einbau des Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Die laterale und axiale Ausgleichsmöglichkeit ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Bei Sensoren mit festem Gehäuse (oder Gehäuseunterbau) muss auf beiden Seiten eine doppelflexible Kupplung vorgesehen werden. Die Montage erfolgt beidseitig mittels Klemmnaben. Die kraftschlüssige Verbindung ermöglicht ein absolut spielfreies Ankuppeln. Datenblatt 2301A_000-673 Belastungsmaschine Kupplung Typ 2302A... Drehmomentsensor, Typ 4502A...R/RA und Typ 4520A... Kupplung Typ 2302A... Prüfling Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich bei der freitragenden Montage von Drehmomentsensoren in einem Wellenstrang. Der Winkelausgleich pro Kupplung ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und die Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Datenblatt 2302A_000-671 Belastungsmaschine Kupplung Typ 2303A... Drehmomentsensor, Typ 4502A...RAU, Typ 4503A... und Typ 4520A... Kupplung Typ 2303A... Prüfling Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich beim festen Einbau des Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Die laterale und axiale Ausgleichsmöglichkeit ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und die Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Bei Sensoren mit fest montiertem Gehäuse oder Gehäuseunterbau muss auf beiden Seiten eine doppelflexible Kupplung vorgesehen werden. Die Montage erfolgt beidseitig mittels Klemmnaben. Datenblatt 2303A_000-672 www.kistler.com 25
Zubehör Kupplungen für Drehmomentsensoren Drehsteife Lamellen-Kupplung für Drehmoment-Messflansch Typ 4504A Allgemeine technische Daten Typ 2300A10 Typ 2300A25 Typ 2300A40 Kupplung für Sensor Typ 4504A50/100 4504A200 4504A500 Nenndrehmoment T KN N m 100 420 650 Maximaldrehmoment T Kmax N m 150 630 975 Durchmesser Kupplung D ak mm 69 89 104 Drehfederwert (1 Paket) C T 10 3 N m/rad 60 290 320 Drehfederwert gesamt C Tgesamt 10³ N m/rad 30 145 160 Kupplung Typ 2300A... Ausführung S mit Spannnabe Allgemeine technische Daten Typ 2300A100 Typ 2300A300 Typ 2300A500 Kupplung für Sensor Typ 4504A1K 4504A2K 4504A3K Nenndrehmoment T KN N m 1 600 3 500 5 800 Maximaldrehmoment T Kmax N m 2 400 5 250 8 700 Durchmesser Kupplung D ak mm 143 167 198 Drehfederwert (1 Paket) C T 10 3 N m/rad 1 900 3 480 11 900 Drehfederwert gesamt C Tgesamt 10³ N m/rad 950 1 740 5 950 Kupplung Typ 2300A... Ausführung F mit Flansch Kupplung Typ 2300A... Ausführung H mit Halbschalennabe Allgemeine technische Daten Kupplung für Sensor Typ Nenndrehmoment T KN N m 9 500 Typ 2300A850 4504A5K Maximaldrehmoment T Kmax N m 14 250 Durchmesser Kupplung D ak mm 234 Drehfederwert (1 Paket) C T 10 3 N m/rad 20 600 Drehfederwert gesamt C Tgesamt 10³ N m/rad 10 300 Eigenschaften Drehsteife Lamellen-Kupplung zur effektiven und platzsparenden Anbindung des Drehmomentsensors Typ 4504... in den Wellenstrang. Die Lamellen-Kupplung dient zum Ausgleich von Axial-, Radialund Winkelfehlern beim Einbau eines Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Ein Ausgleich dieser Fehler ist immer zwingend notwendig um Messfehler und Beschädigungen des Sensors zu vermeiden. Durch die unterschiedlichen Varianten ist eine problemlose Ankopplung des Drehmomentsensors in nahezu jeder möglich. Mitgeliefertes Zubehör Montageschrauben passend für Sensor Typ 4504... Datenblatt 2300A_000-667 Adapterflansch (starr) Typ 2300A... Ausführung A mit Spannnanbering 26 www.kistler.com
Zubehör Kupplungen für Drehmomentsensoren Metallbalg-Kupplung mit Klemmnaben Typ 2301A15 Typ 2301A30 Typ 2301A60 D M d2 H7 Nenndrehmoment T KN N m 15 30 60 Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 20 39 76 Massenträgheitsmoment J 10-3 kg m2 0,06 0,12 0,32 L mm 59 69 83 d2 H7 (min max) mm 8 28 10 30 12 35 D mm 49 55 66 M M5 M6 M8 Masse kg 0,15 0,3 0,4 L Typ 2301A80 Typ 2301A150 Typ 2301A200 Nenndrehmoment T KN N m 80 150 200 Typ 2301A... Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 129 175 191 Massenträgheitsmoment J 10-3 kg m2 0,8 1,9 3,2 L mm 94 95 105 d2 H7 (min max) mm 14 42 19 42 22 45 D mm 81 82 90 M M10 M10 M12 Masse kg 0,8 1,7 2,5 Typ 2301A300 Typ 2301A500 Typ 2301A800 Nenndrehmoment T KN N m 300 500 800 Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 501 510 780 Massenträgheitsmoment J 10-3 kg m 2 7,6 14,3 24,3 L mm 111 133 140 d2 H7 (min max) mm 24 60 35 60 40 75 D mm 110 124 134 M M12 M16 2xM16 Masse kg 4 7,5 7 Typ 2301A1500 Nenndrehmoment T KN N m 1 500 Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 1 304 Massenträgheitsmoment J 10-3 kg m2 49,2 L mm 166 d2 H7 (min max) mm 50 80 D mm 157 M 2 x M20 Masse kg 12 Allgemeine technische Daten Maximaldrehmoment T Kmax N m kurzfristige Überlast auf den 1,5-fachen Wert ist zulässig Max. Drehzahl n max 1/min <10 000 (>10 000 auf Anfrage) Betriebstemperaturbereich C 30 120 Eigenschaften Drehsteife Metallbalg-Kupplung für die beidseitige Ankopplung eines Drehmomentsensors mit fest montiertem Gehäuse oder Gehäuseunterbau in den Wellenstrang. Niedriges Massenträgheitsmoment; Geringer Einbauraum erforderlich; Verschleiss- und wartungsfrei. Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich beim festen Einbau des Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Dieser Ausgleich ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Bei Sensoren mit festem Gehäuse (oder Gehäuseunterbau) muss auf beiden Seiten eine doppelflexible Kupplung vorgesehen werden. Die Montage erfolgt beidseitig mittels Klemmnaben. Die kraftschlüssige Verbindung ermöglicht ein absolut spielfreies Ankuppeln. Zubehör Keines Datenblatt 2301A_000-673 www.kistler.com 27
Zubehör Kupplungen für Drehmomentsensoren Drehsteife Miniatur-Kupplung, einfachflexibel mit Klemmnaben d2 H7 D Typ 2302A25 Typ 2302A37 Typ 2302A50 Nenndrehmoment T KN N m 0,39 1,56 6,17 Maximaldrehmoment T Kmax N m 0,54 2,19 8,64 Drehfederwert C Tdyn 10 6 N m/rad 3,89 25,986 39,768 Massenträgheitsmoment J 10-6 kg m2 1,83 11,1 28,56 Max. Drehzahl n max 1/min 64 000 44 000 36 000 L mm 20,2 29,1 30,4 d2 H7 (min max) mm 3 10 4 14 6 18 D mm 25,4 35,8 44,5 Masse g 22 62 100 L Typ 2302A... Typ 2302A62 Typ 2302A75 Nenndrehmoment T KN N m 24,7 36,2 Maximaldrehmoment T Kmax N m 34,6 50,7 Drehfederwert C Tdyn 10 6 N m/rad 103,572 161,76 Massenträgheitsmoment J 10-6 kg m2 78,61 159,4 Max. Drehzahl n max 1/min 28 000 24 000 L mm 36,6 41 d2 H7 (min max) mm 10 24 12 28 D mm 57,4 64 Masse g 195 278 Eigenschaften Drehsteife Miniatur-Kupplung für den freitragenden Einbau eines Drehmomentsensors ohne feste Gehäusemontage in den Wellenstrang; hoher Drehzahlbereich; geringes Gewicht, geringes Massenträgheitsmoment; hohe Torsionssteifigkeit; verschleissund wartungsfrei; korrosionsfrei; antimagnetisch. Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich bei der freitragenden Montage von Drehmomentsensoren in einem Wellenstrang. Dieser Ausgleich ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und die Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Zubehör Keines Datenblatt 2302A_000-671 28 www.kistler.com
Zubehör Kupplungen für Drehmomentsensoren Drehsteife Miniatur-Kupplung, doppelflexibel mit Klemmnaben d2 H7 D Typ 2303A25 Typ 2303A37 Typ 2303A50 Nenndrehmoment T KN N m 0,39 1,56 6,17 Maximaldrehmoment T Kmax N m 0,54 2,19 8,64 Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 1,945 12,993 19,884 Massenträgheitsmoment J 10-6 kg m2 2,33 14,01 37,99 Max. Drehzahl n max 1/min 64 000 44 000 36 000 L mm 34 48 54 d2 H7 (min max) mm 3 10 4 14 6 18 D mm 25,4 35,8 44,5 Masse g 28 77 133 Typ 2303A... L Typ 2303A62 Typ 2303A75 Nenndrehmoment T KN N m 24,7 36,2 Maximaldrehmoment T Kmax N m 34,6 50,7 Drehfederwert C Tdyn 10 3 N m/rad 51,786 80,88 Massenträgheitsmoment J 10-6 kg m2 104,28 203,55 Max. Drehzahl n max 1/min 28 000 24 000 L mm 66 71 d2 H7 (min max) mm 10 24 12 28 D mm 57,4 64 Masse g 260 355 Eigenschaften Drehsteife Miniatur-Kupplung für die beidseitige Ankopplung eines Drehmomentsensors mit fest montiertem Gehäuse oder Gehäuseunterbau in den Wellenstrang; hoher Drehzahlbereich, geringes Gewicht, geringes Massenträgheitsmoment, hohe Torsionssteifigkeit, verschleiss- und wartungsfrei, korrosionsfrei, antimagnetisch. Die Kupplung ermöglicht den Ausgleich beim festen Einbau des Drehmomentsensors in den Wellenstrang. Dieser Ausgleich ist immer zwingend notwendig, um Messfehler und die Beschädigung des Sensors zu vermeiden. Bei Sensoren mit festem Gehäuse (oder Gehäuseunterbau) muss auf beiden Seiten eine doppelflexible Kupplung vorgesehen werden. Die Montage erfolgt beidseitig mittels Klemmnaben. Zubehör Keines Datenblatt 2303A_000-672 www.kistler.com 29
Verbinden Anschlusskabel für Drehmomentsensoren Anschlusskabel für Sensoren Typ KSM071860-5 (für Typ 4501A...) Anschluss 6-pol. neg. 6-pol. pos. Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM103820-5 (für Typ 4501A...) Anschluss 6-pol. neg. offen Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM183150-5 (nur für Typ 4501A.., QA und HA) Anschluss 12-pol. neg. offen Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM124970-5 (Typ 4502A..., 4503A..., 4504..., 4510B..., 4541A...) Anschluss 12-pol. neg. offen Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM219710-5 (Typ 4503A..., 4504..., 4510B..., 4541A...) Anschluss 7-pol. neg. offen Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM385370-5 (für Typ 4541A...) Anschluss 14-pol. neg. offen Länge m 5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Typ KSM186420-2,5 (für Typ 4503A..., 4504... 4541A...) Anschluss 12-pol. neg. 25-pol. D-Sub pos. Länge m 2,5 Durchmesser mm 6 Schutzart nach IEC/EN 60529 IP40 Kabeldose für Drehmoment-, Kraftsensoren und Drehmoment-Messflansch Kabeldosen für Sensoren Typ 4501A... bis 4504..., 4520A..., 4510B..., 4541A... und 4576A... bis 4579A... Anschluss Schutzart nach IEC/EN 60529 Typ KSM000822, KSM000517, KSM013136, KSM038290, KSM000703 6-, 7-, 8-, 9- (D-Sub), 12-, 14-pol. neg. IP40 Weitere Stecker/Kabeldosen siehe Datenblatt KSM_000-615 30 www.kistler.com
Beispiele typischer Messketten Messketten zur Getriebeprüfung Zyklische Funktionsprüfung von Montageschraubern in der Qualitätssicherung 4501A... Messen Verbinden Verstärken Analysieren KSM07186-5 KSM369030-5 4701A... Signal z.b. 10 V Analog externes Prüfgerät maxymos BL 5867A... Serienprüfung von Drehmomenten in der Fertigung 4520A..., 4502A... KSM185380-2,5 CoMo Torque 4700B... Messung von Drehmomenten und Auswertung mit dem ControlMonitor 4503A... KSM186420-2,5 CoMo Torque 4700B... Prüfung charakteristischer Momente und Auswertung über die Prüfstandssteuerung 4503A... KSM124970-5 Analog SPS Drehmomentmessung in Laboranwendungen. Messwerterfassung mit PC Software SensorTool 4510B..., 4504B..., 4550A..., 4541A... KSM124970-5 KSM214680-5 Speisung Signal/Steuerung externe Speisung PC mit SensorTool 4706A Prüfung charakteristischer Momente und Auswertung über die Prüfstandssteuerung KSM124970-5 4550A.../4541A... Messketten zur Drehschalterprüfung RS-232C SPS Messen Verbinden Verstärken Analysieren Messung des Reaktionsmoments, Auswertung über Maschinensteuerung 9339A 9329A... 9389A 1631C... 5073A1... 5030A... Überwachung des Reaktionsdrehmoments. Bewertung mit dem XY-Monitor maxymos TL 9339A 9329A... 9389A 1631C... 5877A... www.kistler.com 31
Drehmomentmesstechnik Ob Torsionsstab oder schnell laufende Antriebswelle die Kenntnis der auftretenden Drehmomente gibt Aufschluss über statische und dynamische Belastungen, Laufeigenschaften von Getrieben und in Kombination mit Drehzahlmessungen über die Leistung eines Antriebsstranges. Drehmomentmessungen an rotierenden Wellen werden vorzugsweise in der Dehnungsmesstreifen-Technologie (DMS) ausgeführt. Höchste Genauigkeit, möglichst steifer Aufbau und hohe Temperaturstabilität sind zentrale Anforderungen. Die Übertragung von Speisung und Messsignal erfolgt bei modernen Drehmomentmesswellen in der Regel berührungslos. Wird wie bei Typ 4504B... und Typ 4510B... zudem auf die Lagerung der Messwelle verzichtet, entsteht ein hochgenaues, komplett verschleissfreies Messgerät. Bei en zur Messungen von Reaktionsmomenten, in denen grosse Messbereiche, extreme Überlastsicherheit und hohe Auflösung gefragt sind, bewähren sich piezoelektrische Sensoren. Mit ihnen lassen sich auch bei sehr hohen mechanischen Lasten kleinste Drehmomentschwankungen problemlos erfassen. Mit DMS- und piezoelektrischen Sensoren bietet das Kistler-Sortiment nun Lösungen für alle Messaufgaben. DMS oder Piezoelektrik? Lösungen für jeden Anspruch! DMS Drehmomentsensoren für + Messungen an rotierenden Wellen + maximale Präzision + dynamische und statische Dauermessung Piezoelektrische Reaktionsmomentsensoren für + extreme Überlastsicherheit + hohe Signalauflösung auch bei kleinsten Teilbereichen + grossen Frequenzbereich Grundbegriffe der Kalibrierung Empfindlichkeit Wert der vom Sensor abgegebenen Signaländerung pro Änderung der Messgrösse: Q/ I Ref bei piezoelektrischen Sensoren bzw. U/ I Ref bei DMS-Aufnehmern. FSO Full Scale Output: Vollbereichssignal. Differenz des Ausgangssignals zwischen Null- und Endpunkt des Messbereichs. Hysterese (Umkehrspanne) Maximale Differenz H max zwischen den Kennlinien bei zunehmender und abnehmender Belastung. Kalibrieren Kalibrierung ist die mit einem definierten Verfahren unter vorgegebenen Bedingungen durchgeführte Bestimmung des Zusammenhangs zwischen einer bekannten Eingangsgrösse und einer gemessenen Ausgangsgrösse. Den Referenzwert stellt dabei ein so genanntes Kalibriernormal dar. Beispiel Waage: Durch Auflegen eines definierten und geeichten Prüfgewichtes (Kalibriernormal) lässt sich die Abweichung der Gewichtsanzeige überprüfen. Kalibrierkurve Darstellung der Ausgangsgrösse eines Sensors als Funktion der Eingangsgrösse. Kalibriernormal Das Kalibriernormal stellt die Vergleichsgrösse zur Verfügung, die zur Kalibrierung von Sensoren oder Messgeräten benötigt wird. Das Kalibriernormal ist auf nationale oder international verwendete Normale rückführbar. Kalibrierzertifikat Das Kalibrierzertifikat bzw. der Kalibrierschein enthält neben den bei der Kalibrierung gemessenen Werten auch die Bedingungen, unter denen die Kalibrierung durchgeführt wurde. Kennwert Ausgangssignal des DMS-Aufnehmers bei Nennbelastung, vermindert um das Nullsignal im eingebauten Zustand. Linearität Reale Sensoren zeigen zwischen der Messgrösse und der Sensorausgangsgrösse meist keinen exakt linearen Zusammenhang, d.h. kein konstantes Verhältnis. Die Linearität L max entspricht der maximalen Abweichung zwischen idealem und realem Verlauf des Ausgangssignals in Abhängigkeit der Messgrösse in einem bestimmten Messbereich. Sie wird in Prozent des jeweiligen Messbereichsendwerts (% FSO) angegeben. Der Zusammenhang zwischen Messgrösse und Sensorausgangsgrösse wird durch eine einfache lineare Regressionsanalyse ermittelt. Die Linearität ergibt sich aus den Kenngrössen der Kalibrierkurve bei Be- und Entlastung. Beste Gerade Bestimmung einer linearen Funktion mit Zwangsnullpunkt zur Abbildung der Kalibrierkurve, wobei zwei parallele Geraden mit gleicher Steigung alle Kalibrierwerte einhüllen und den kleinsten Abstand voneinander annehmen. Least-squares-Funktion Bestimmung einer linearen Funktion zur Abbildung der Kalibrierkurve, wobei die Summe der Fehlerquadrate (Abweichung zwischen linearer Funktion und Kalibrierkurve) minimiert wird. 32 www.kistler.com
Kalibrieren Kalibrierverfahren Beim Kalibrieren werden Sensoren mit bekannten Werten einer physikalischen Eingangsgrösse (z.b. Kraft oder Drehmoment) belastet, und die zugehörigen Werte der Ausgangsgrösse werden aufgezeichnet. Der quantitative Wert der Belastung ist genau bekannt, da dieser gleichzeitig mit einem rückverfolgbar kalibrierten, so genannten Werksnormal, gemessen wird. Je nach Verfahren werden Sensoren im ganzen Messbereich oder einem Teilbereich an einem Punkt, stufenweise an mehreren Punkten oder kontinuierlich kalibriert. Beim stufenweisen Kalibrieren erfolgt die Lastaufbringung je nach Kalibrierverfahren mit oder ohne Entlastung zwischen aufeinander folgenden, zu- und/oder ab nehmenden Stufen, wobei auf jeder Stufe gewartet wird, bis sich der Messwert stabilisiert hat. Kalibrieren Der neueste Stand der Technik zur Kalibrierung von Drehmomentsensoren ist die elektromotorisch betriebene Drehmoment-Bezugsnormalmesseinrichtung. Sie wurde unter Einbeziehung des Fachlaboratoriums Drehmoment der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig entwickelt. Drehmomente werden über automatisch zusammenstellbare Laufgewichtsmassen verfahrbar auf einem Lasthebel aufgebracht. Dies ermöglicht neben den üblichen statischen Kalibrierungen nun quasikontinuierliches Kalibrieren von Drehmomentsensoren über deren gesamten Messbereich. Das computergesteuerte Kalibrierverfahren ist innerhalb der DIN ISO 9001 von Dr. Staiger Mohilo verankert und bietet Anwendern der Drehmomentsensoren eine komplette, direkt aus der Messmaschine ausgestellte Kalibrierungsdokumentation an, die sich nahtlos in die DIN ISO der Anwender einbindet. Das Kalibrierlaboratorium ist seit Frühjahr 2004 im DKD akkreditiert. Die Erstellung einer Werkskalibrierung (WKS) und einer DKD- Kalibrierung ist damit möglich. Auf einen Blick Kistler bietet den kompletten Service rund um das Kalibrieren: Prüfmittel-Kalibrierung, akkreditiertes Kalibrierlabor (SCS 049, DKD-37701), umfassende Funktionsprüfung und vielfältige Nachweisdokumente. DKD, Nachfolgeorganisation Dakks akkreditierte Kalibriereinrichtung für Drehmoment-Kalibrierungen bis 5 000 N m www.kistler.com 33