Statische Drehmomentsensoren für Momente

Statische Drehmomentsensoren für Momente drehen sich nicht mit. Sie werden zwischen zwei festen Punkten eingebaut und messen das Moment als Reaktion. Weil keine Signalübertragung von einem rotierenden Teil nötig ist, sind sie einfacher aufgebaut, verschleißfrei und ohne Drehzahlgrenze, dazu meist günstiger und steifer als rotierende Ausführungen.

Statische Drehmomentsensoren für Momente: Auch an rotierenden Maschinen einsetzbar

Ein verbreitetes Missverständnis: Statisch heißt nicht, dass sich nichts bewegen darf. Es heißt nur, dass sich der Sensor nicht mitdreht.

Jedes Moment, das eine Maschine erzeugt, wirkt als gleich großes Gegenmoment auf ihr Gehäuse. Stützt man den Motor, das Getriebe oder die Bremse nicht starr am Rahmen ab, sondern über einen Drehmomentaufnehmer, misst dieser genau dieses Reaktionsmoment. Die Welle dreht sich, der Sensor steht still. Damit lässt sich das Moment eines laufenden Antriebs erfassen, ohne eine Messwelle in den Antriebsstrang einzubauen.

Der zweite Anwendungsfall betrifft Vorgänge, die ohnehin nicht dauerhaft rotieren: Anziehen, Losbrechen, Öffnen, Schließen, Verdrehen. Dort ist der statische Aufnehmer ohnehin die einzige sinnvolle Bauform.

Was für die statische Lösung spricht

Keine Signalübertragung vom drehenden Teil. Kein Schleifring, der verschleißt, keine Telemetrie, keine Batterie. Die Verkabelung ist eine gewöhnliche Sensorleitung.

Keine Drehzahlgrenze und kein Auswuchten. Bauformbedingte Grenzen wie Nenndrehzahl oder Unwucht entfallen vollständig, weil nichts rotiert.

Höhere Steifigkeit. Ein statischer Aufnehmer muss keine Kupplungen mitbringen und lässt sich steifer ausführen. Das ist wichtig bei Vorgängen, bei denen das Moment schnell ansteigt, etwa beim Losbrechen.

Längere Lebensdauer und geringere Kosten. Weniger bewegte Teile bedeuten weniger Verschleiß, und der Preis liegt bei vergleichbarem Nennmoment in der Regel deutlich unter dem einer rotierenden Messwelle.

Schnelle Vorgänge. Weil zwischen Messstelle und Auswertung keine Übertragungsstrecke liegt, ist die Signalkette kurz. Die Grenze setzt dann meist die Steifigkeit Ihres Aufbaus, nicht der Sensor.

Wo die Grenzen liegen

Ein statischer Aufnehmer kann nicht dauerhaft durchdrehen. Für Antriebsstränge, die im Betrieb laufen sollen, während gemessen wird, und für alles, was Drehzahl und Drehwinkel der Welle selbst erfordert, brauchen Sie rotierende Drehmomentsensoren.

Beachten Sie außerdem, was bei der Reaktionsmessung mitgemessen wird. Je nachdem, wo Sie abstützen, sind Lagerreibung, Dichtungsreibung oder Ventilationsverluste im Ergebnis enthalten oder eben nicht. Für Wirkungsgradbestimmungen ist deshalb wichtig, den Messpunkt bewusst zu wählen.

Der entscheidende Punkt: die Abstützung

Ein Drehmomentaufnehmer soll ausschließlich das Moment sehen. In einem realen Aufbau wirken aber immer noch andere Lasten auf ihn: das Gewicht der abgestützten Maschine, der Zug eines Riemens, Axialkräfte aus einer Kupplung, Kräfte aus angeschlossenen Leitungen und Kabeln.

Diese Nebenlasten verfälschen die Messung und belasten den Aufnehmer über seine Grenzwerte hinaus. Drei Regeln helfen:

Gewicht getrennt abfangen. Die Maschine sollte auf eigenen Lagern oder Führungen ruhen, sodass der Aufnehmer nur das Moment aufnimmt und nicht die Masse trägt.

Auf ebener, steifer Fläche montieren. Ein verspannt aufgeschraubter Aufnehmer misst einen Nullpunktversatz, der sich mit der Temperatur ändert und dann als Drift auffällt.

Anschlüsse entlasten. Kabel, Schläuche und Leitungen mit Schlaufe führen, nicht gespannt. Jede straffe Verbindung leitet ein Moment am Sensor vorbei oder in ihn hinein.

Wenn Sie uns Ihre Einbausituation beschreiben, prüfen wir die Abstützung mit Ihnen durch. Für komplette Aufbauten übernehmen wir auch den Prüfstandsbau.

Typische Anwendungen

• Schraubtechnik: Anzugs- und Losbrechmomente, Prüfung von Schraubfällen, Kalibrierung von Schraubern und Automaten
• Verschlussprüfung: Öffnungs- und Schließmomente an Deckeln, Kappen und Verschlüssen in der Verpackungs- und Getränkeindustrie
• Armaturen: Losbrech- und Betätigungsmomente an Ventilen, Hähnen und Klappen
• Reibung: Reibmomente an Lagern, Dichtungen, Führungen und Gelenken
• Antriebsprüfung: Reaktionsmessung an Motoren, Getrieben und Bremsen im Prüfaufbau
• Bedienkräfte: Drehmomente an Bedienelementen, Scharnieren und Federn in der Ergonomieprüfung

Auswahlkriterien

• Nennmoment in beiden Drehrichtungen und zulässige Überlast, gerechnet auf den ungünstigsten Fall
• Empfindlichkeit gegen Quer- und Axialkräfte sowie Biegemomente, entscheidend bei ungünstiger Abstützung
• Steifigkeit und Verdrehwinkel, wenn der Messaufbau möglichst spielfrei bleiben soll
• Mechanischer Anschluss: Vierkant und Sechskant für Werkzeug- und Schraubanwendungen, Flansch- und Wellenanschlüsse für Maschinenaufbauten
• Signalausgang: passiv in mV/V für einen vorhandenen Messverstärker, analog mit integriertem Verstärker oder digital für die Auswertung am Rechner

Passt keine Standardbauform in Ihren Aufbau, konstruieren und fertigen wir Sonderaufnehmer im Haus. Wirken Moment und Kraft gleichzeitig und sollen getrennt erfasst werden, sind mehrachsige Kraft-Momenten-Sensoren die passende Lösung.

Damit Sie in Newtonmetern messen, kalibrieren wir die Messkette auf Wunsch nach ISO 17025 im eigenen Labor. Grundlagen und die Abgrenzung zu den anderen Bauarten finden Sie in der Übersicht der Drehmomentsensoren.