Einige Anwendungen in der Industrie und bei Konsumgütern erfordern eine Erfassung der Messdaten, um gesetzliche Richtlinien
einzuhalten. Diese gesetzlichen Richtlinien fordern einen Nachweis über das Einhalten bestimmter Montageschritte und Anforderungen an diese, um Sicherheitsnormen zu gewährleisten. So ist z.B. ein Nachweis zu führen, über die Momente mit denen Muttern oder Schrauben bei der Montage von Windkraftanlagen oder Achterbahnen angezogen wurden. Bei anderen Anwendungen
kann die Dokumentation bestimmter Montageschritte unter anderem erreichen, dass weniger Kontrollen und damit verbundener Aufwand notwendig ist. So kann z.B. die Dokumentation der Anzugskräfte bei Radmuttern beim Wechseln von Rädern dazu
führen, dass diese Radmuttern nach einer gewissen Anzahl an gefahrenen Kilometern nicht mehr nachgezogen werden müssen.
D.h. die Erfassung von Messdaten bei Montageschritten
kann zum einen die Sicherheit der Menschen erhöhen,
die in Interaktion mit den Maschinen arbeiten und zum
anderen den Aufwand für sicherheitsrelevante Prüfungen
reduzieren. Eine Messdatenerfassung benötigt zum einen
Sensorik, welche die physikalische Größe in eine elektrische
Größe wandelt und zum anderen eine Elektronik, welche die
Messdaten erfasst und auswertet, so dass sie zu Nachweiszwecken dokumentiert werden können. Für die Erfassung
von Drehmomentinformationen wird in der Regel die Information der Elektromotoren verwendet. Deren Spannung
und Strom ist ein Maß für die aufgenommene Leistung. Die
Eingangsleistung mit zusätzlichen Informationen über die
Geometrie des Werkzeuges kann verwendet werden, um
das Ausgangsmoment zu berechnen.Diese Berechnung ist
abhängig von verschiedenen Faktoren
So kann z.B. durch eine Alterung der Lager in einem Drehmomentschrauber, dessen Wirkungsgrad sich verändern. Das führt dazu, dass die Eingangsleistung, die mittels Strom und Spannung errechnet wird nicht der Wirkleistung entspricht und damit fehlerbehaftet ist.
Auch können Temperatureinflüsse auf den Elektromotor dazu führen, dass der intrinsische ohmsche Widerstand der Kupferwicklungen sich verändert. Das bewirkt, dass sich die Stromaufnahme und damit die Leistungsaufnahme des Elektromotors verändert. Durch diese veränderten Bedingungen wird der Elektromotor an einem anderen Arbeitspunkt betrieben. Dieser veränderte Arbeitspunkt bedingt eine Anpassung der Berechnung für das Drehmoment. Um diese
Fehlereinflüsse, die im Laufe des Betriebs sich kumulativ verändern, zu berücksichtigen, muss eine gewisse Sicherheitsmarge berücksichtig werden. Die verwendeten Werkezeuge
müssen so ausgelegt werden, dass diese Sicherheitsmarge,
d.h. das notwendige Moment plus einem gewissen Fehler, erreicht wird. D.h. die verwendeten Werkzeuge müssen überdimensioniert werden, um für die Anwendung geeignet zu sein.
Zum anderen müssen sie in regelmäßigen Abständen überprüft werden, ob sie noch die notwendigen Anforderungen erfüllen. Ein deutlich einfacheres und sichereres System kann erreicht werden, wenn das Drehmoment direkt an der Messstelle
erfasst werden kann, an der das notwendige Moment erreicht
werden muss. Bisher auf dem Markt vorhandene Drehmomentsensoren sind kommerziell für diese Anwendungen nicht
interessant, da deren Einsatz zum einen sehr teuer ist und zum
anderen oft der notwendige Einbauraum nicht vorhanden ist,
d.h. die Integration in die Anwendung nicht möglich ist.
Die Firma Magnetic Sense arbeitet aktuell an einer Lösung
diese Drehmomente mittels eines magnetisch induktiven
Drehmoment- bzw. Kraftsensor direkt zu erfassen. Die Technologie basiert auf der Erfassung einer Wechselwirkung
zwischen eingekoppelten Magnetfeldern und den magnetischen Eigenschaften von Wellen, die sich durch Krafteinwirkung verändern. Der Einsatz von Magnetfeldsensoren hat in
den letzten Jahren sehr stark an Popularität gewonnen. Die
Sensoren können so gebaut werden, dass sie äußerst robust
gegenüber Umwelteinflüssen sind und über einen langen
Zeitraum eingesetzt werden können. Die Entwicklung dieser neuen Technologie durch die Firma Magnetic Sense ist
ein Meilenstein auf dem Weg zu kommerziell verfügbaren
Drehmomentsensoren. Die magnetisch induktiven Kraftsensoren von Magnetic Sense können auf kleinem Bauraum
realisiert werden und sind somit in der Lage in bestehende Applikationen integriert zu werden. Sehr gerne überzeugen wir Sie von dem Potential dieser Technologie. Wir
würden uns freuen, wenn Sie Kontakt mit uns aufnehmen.
