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burster präzisionsmesstechnik gmbh & co kg | Kistler Group | Drehmomentmesstechnik | Drehmomentsensoren | Drehmomentaufnehmer | Drehmomentmesswellen | Drehmomentmessflansche | Reaktionsmomentsensoren | Reaktionsmomentaufnehmer

Drehmomentsensoren, auch Drehmomentaufnehmer, Drehmomentmesswellen, Drehmomentmessflansche, Reaktionsmomentsensoren bzw. Reaktionsmomentaufnehmer genannt — MTS Messtechnik Schaffhausen GmbH liefert Antworten auf Ihre Fragen zur Drehmomentmesstechnik

Mit einem Drehmomentaufnehmer (auch Drehmomentsensor, Drehmomentmesswelle, Drehmomentmessflansch, Reaktionsmomentsensor bzw. Reaktionsmomentaufnehmer genannt) wird eine Drehmoment (auch Moment, Moment einer Kraft oder Kraftmoment) gemessen, die auf den Sensor wirkt. Die Messgrösse Drehmoment hat in den letzten Jahren extrem an Bedeutung gewonnen. Keine CO2-Verringerung, Optimierung, Weiterentwicklung und Qualitätssicherung von Maschinen, Fahrzeugteilen und weiteren rotatorisch bewegten Komponenten ohne Drehmoment- und Drehzahlmessung. Die hieraus ableitbare mechanische Leistung führt zur Verbesserung des Wirkungsgrads und damit zu geringerem Verbrauch. Dies schont letztlich die Umwelt und ist in unser aller Interesse. Dabei wird die DMS-Technologie in Zukunft die tragende Kraft bei den Drehmomentsensoren sein. Durch die immer kleiner und elektrisch stabiler werdenden Elektroniken können die Sensoren auf immer höhere Federkonstanten ausgelegt werden, was zu einer verbesserten Dynamik der Messung führt. Dies wird dadurch erreicht, dass bei gleicher Messgenauigkeit die Messsignale durch die höhere elektrische Stabilität der Messverstärker immer kleiner werden können. Andererseits kann aber auch die verbesserte Messsignalverarbeitung auch für eine höhere Genauigkeit der Messanordnung verwendet werden. Die Zukunft gehört ebenfalls dem intelligenten Sensor mit abgespeicherten messtechnischen Daten, wodurch die Messungen immer sicherer werden und die Daten für die Qualitätssicherung direkt aus dem Sensor abrufbar sind.

Wirkt eine Kraft auf einen drehbaren starren Körper, so erzeugt sie ein Drehmoment. Unter einem Drehmoment versteht man das Produkt aus einer Kraft und dem senkrechten Abstand ihrer Wirkungslinie vom Drehpunkt. Die Einheit für das Drehmoment ist Newtonmeter (Nm). Drehmomentaufnehmer sind Sensoren (auch Drehmomentsensoren, Drehmomentmesswellen, Messwellen genannt), die über die Formänderung eines Messkörpers, des sogenannten Federkörpers, das Drehmoment bestimmen. Die meisten Drehmomentsensoren arbeiten mit Dehnungsmessstreifen. Daneben gibt es auch Drehmomentaufnehmer, die nach dem piezoelektrischen, dem magnetoelastischen oder dem optischen Prinzip arbeiten.

Unsere Drehmomentsensoren beweisen ihre Vielseitigkeit in verschiedensten Anwendungen – in Forschung und Entwicklung, in der Prüfstands-, Antriebs- und Fördertechnik, in der Betriebs- und Prozessüberwachung, sowie in der Produktionsmesstechnik und Qualitätssicherung. Nicht zuletzt ermöglichen sie die Dokumentation von Prozess- und Qualitätsdaten.

Ausführungsformen für Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer

Entsprechend den verschiedenen Anwendungsgebieten gibt es auch unterschiedliche Ausführungen:

  • mit oder ohne Lager
  • rotierende oder nicht rotierende Erfassung des Moments
  • mit Schleifringen oder mit kontaktloser Übertragung

Aufnehmer ohne Lager haben keine Verluste durch Lagerreibung und sind praktisch wartungsfrei. Eine nicht rotierende Erfassung liegt beispielsweise bei Drehmomentschlüsseln oder Prüfmaschinen zur Kalibrierung von Drehmomentaufnehmern vor. Hier treten nur relativ kleine Verdrehwinkel (0,01 bis 2 Grad) des Aufnehmerfederkörpers auf. Bei Schleifringen sind die möglichen Drehzahlen sowohl wegen des Verschleisses als auch wegen der zunehmenden Störungen bei der Übertragung begrenzt. Mit fortschreitender Einsatzdauer werden die Schleifringe "unrund". Dies führt insbesondere bei höheren Drehzahlen zu Aussetzern und erhöhtem Rauschen des Signals. Üblicherweise werden über ca. 3000/min bei Dauereinsatz bzw. 6000/min bei kurzzeitigem Einsatz keine Schleifringe mehr verwendet, sondern mit kontaktloser Übertragung gearbeitet.

Zumeist wird eines der folgenden Verfahren genutzt:

  • die Übertragung über Spulen (magnetisch)
  • die Übertragung über flächige Kontakte, die sich wie zwei Kondensatorplatten gegenüberstehen (elektrisch leitende Ringe oder Übertragung an der Stirnseite der Welle)
  • die Übertragung über ein optsiches System (Energieeinspeisung und Übertragung der Messsignale erfolgen kombiniert induktiv bzw. optisch, so dass eine verschleissfreie Funktion gewährleistet wird )

Die zur Übertragung verwendeten Frequenzen sind sehr unterschiedlich und liegen im Bereich von 10 kHz bis 20 MHz. Viele Aufnehmer besitzen zusätzlich zur Erfassung des Drehmoments noch die Möglichkeit, die Drehzahl zu erfassen. Damit kann dann direkt die Leistung berechnet werden.

Federkörper (Torsionskörper) für Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer

Die Federkörper (Torsionskörper) sind aus metallischen Werkstoffen, die bestimmte "günstige" Eigenschaften haben: eine kleine Hysterese, geringe oder möglichst lineare Temperaturabhängigkeit etc. Für kleine Drehmomente gibt es den Käfigläufer, im mittleren Bereich den klassischen Vollzylinder oder, wenn nur auf einer Seite ein Lager verwendet werden soll, den biegesteiferen Hohlzylinder, in dessen Innerem auch die Elektronik untergebracht werden kann. Für kurzbauende und sehr steife Aufnehmer werden heute oft sogenannte Messflansche eingesetzt (Scherstabprinzip).

Messtechnische Eigenschaften von Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer

Die Nennlast gibt an, bis zu welchem Drehmoment der Aufnehmer messfähig ist, d. h. bei dem die Messabweichungen innerhalb der im Datenblatt angegebenen Werte liegen. Darüber hinaus wird manchmal noch ein Gebrauchsbereich angegeben, innerhalb dessen jedoch die angegebenen Messabweichungen überschritten werden können. Für den Einsatz wichtig sind die Angaben über das Grenzdrehmoment, also die Belastung, die der Aufnehmer verträgt, ohne Schaden zu nehmen sowie die zulässige Schwingbreite der Last (Spitze/Spitze nach DIN 50100). Drehmomentaufnehmer dürfen in der Regel mit ihrem maximalen statischen Drehmoment nicht auch dynamisch belastet werden. Die Spitze/Spitze-Werte für Wechsellasten sind niedriger als für statische Belastungen. Das Bruchdrehmoment ist sicherheitsrelevant. Wird dieses Drehmoment überschritten kann der Aufnehmer zerstört werden. Weitere wichtige Aspekte sind die Empfindlichkeit gegenüber Störkräften und insbesondere elektrischen Störsignalen sowie die Torsionssteifigkeit und das Massenträgheitsmoment des Aufnehmers. Die Torsionssteifigkeit und das Massenträgheitsmoment beeinflussen die Eigenfrequenz des Gesamtsystems und damit die messbaren Drehzahlen bei denen es nicht zu Eigenschwingungen und eventuell Resonanz kommt.

Anwendungshinweise für Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer

Der Einbau eines Drehmomentaufnehmers muss sehr sorgfältig erfolgen. Es dürfen keine Exzentrizitäten auftreten, d. h., die An- und Abtriebsachsen müssen fluchten, es darf kein Winkelfehler auftreten etc. Die Aufnehmer dürfen nur geringe überlagerte Biege- oder Zugkräfte erhalten, bei vielen Aufnehmern sind weniger als 10% des Nenndrehmoments als jeweilige Störkraft maximal zulässig. Günstiger gegenüber herkömmlichen Konstruktionen sind in der Regel die Drehmoment-Messflansche. Daher müssen entsprechende Einbauteile verwendet werden, sogenannte Kupplungen (nicht mit einer Kupplung wie im Auto zu verwechseln), um Störkräfte abzufangen. Andere gängige Einbauhilfen sind Gelenkwellen. Die maximal zulässigen Fehler sind jedoch selbst bei Verwendung von Einbauhilfen auf Werte um ein Grad beschränkt. Daher sind alle überlagerten Beanspruchungen so weit wie möglich zu reduzieren, damit der Aufnehmer keine zusätzlichen Belastungen erhält. Die zulässigen Werte werden zwar im Datenblatt der Aufnehmer für jede Komponente getrennt angegeben, die Werte gelten aber nur bei reiner Belastung mit diesem Fehlertyp. Eine Kombination verschiedener Fehler, die in der Praxis immer gegeben ist, da der Einbau nicht 100% ideal erfolgen kann, reduziert die Werte typischerweise auf unter 40% der im Datenblatt für nur eine Störgrösse angegebenen. Es empfiehlt sich, für grössere Aufbauten, bei höheren Drehzahlen oder grossen Massen das dynamische Verhalten zu berechnen und zu überprüfen. Falls das Gesamtsystem aus Antrieb, Aufnehmer und Verbraucher oder Bremse in der Nähe der Eigenfrequenz des Systems betrieben wird, besteht die Gefahr, dass das Gesamtsystem überlastet und damit zerstört wird.

Alle Anwendungsspektren sind in zwei Haupt-Produktlinien unterteilt

burster | Kistler | Statische Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer | Reaktionsmomentsensoren  | Reaktionsmomentaufnehmer

Abbildung Typ Beschreibung Messbereiche Genauigkeit

Drehmomentsensor Typ 8625 burster

8625

Präzisions-Drehmomentsensoren für nicht rotierende Anwendungen
Robust, zuverlässig, einfache Handhabung, hohe Messgenauigkeit, äusserst kompakte Bauform, für statische und quasistatische Anwendungen (nicht rotierend)
Ausgangssignal ± 10 V / USB (Option)
Tara-Funktion, Filter und Mittelwerte einstellbar
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Messbereiche von
0 ...0,01 Nm bis 0 ... 10 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,05 % v.E.
Drehmomentsensor Typ 8627 burster

8627

Drehmomentsensor für statische und dynamische Anwendungen, nicht rotierend
Robust, zuverlässig, einfache Handhabung, hohe Messgenauigkeit, äusserst kompakte Bauform, für statische und dynamische Anwendungen (nicht rotierend)
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
Optional mit burster TEDS
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Messbereiche von
0 ...10 Nm bis 0 ... 5000 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensor Typ 8628 burster

8628

Drehmomentsensor für statische und dynamische Anwendungen, nicht rotierend
Robust, zuverlässig, einfache Handhabung, hohe Messgenauigkeit, äusserst kompakte Bauform, für statische und dynamische Anwendungen (nicht rotierend)
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
Optional mit burster TEDS
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Messbereiche von
0 ...2 Nm bis 0 ... 1000 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E
Drehmomentsensor Typ 8632 burster

8632

Drehmomentsensor für statische und dynamische Anwendungen, nicht rotierend
Robust, zuverlässig, einfache Handhabung, hohe Messgenauigkeit, äusserst kompakte Bauform, für statische und dynamische Anwendungen (nicht rotierend)
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
Optional mit burster TEDS
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Messbereiche von
0 ...2 Nm bis 0 ... 500 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E

burster | Kistler | Rotierende Drehmomentsensoren & Drehmomentaufnehmer | Drehmomentmesswellen | Drehmomentmessflansche

Abbildung Typ Beschreibung Messbereiche Genauigkeit

Drehmomentsensoren Typ 4501AQ/QA  Kistler

4501AQ/QA

Schleifring-Drehmomentsensoren
Drehmomentsensoren Typ 4501AQ/QA ... liefern ein analoges ausgangssignal in mV/V. Sie sind für den Einsatz in der Schraubtechnik optimiert. Optional mit Winkel-/Drehzahlmessung
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
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Messbereiche von
0 ... ± 6 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm

Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.

Drehmomentsensoren Typ 4501AH/HA  Kistler 4501AH/HA

Schleifring-Drehmomentsensoren
Drehmomentsensoren Typ 4501AH/HA ... liefern ein analoges Ausgangssignal in mV/V. Sie sind für den Einsatz in der Schraubtechnik optimiert. Optional mit Winkel-/Drehzahlmessung
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
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Messbereiche von
0 ... ± 2 Nm bis 0 ... ± 20 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4501AR Kistler

4501AR

Schleifring-Drehmomentsensoren
Drehmomentsensoren Typ 4501AR ... liefern ein analoges Ausgangssignal in mV/V. Sie sind für den Einsatz in der Schraubtechnik optimiert. Optional mit Winkel-/Drehzahlmessung
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
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Messbereiche von
0 ... ± 10 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4502AQ/QA Kistler

4502AQ/QA

Mini-Smart-Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmomentsensoren Typ 4502AQ/QA ... liefern ein analoges Ausgangssignal von 0 ... ±5 VDC, das berührungslos übertragen wird. Als Version mit integrierter Winkel-/ Drehzahlmessung lieferbar. Die Sensoren sind geeignet für den Einsatz in Entwicklungslabors, in der Produktion bei der Überwachung von Verschraubungs- und Montagetechnik sowie der
Qualitätssicherung
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Messbereiche von
0 ... ± 12 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm

 

Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4502AH/HA Kistler

4502AH/HA

Mini-Smart-Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmomentsensoren Typ 4502AH/HA ... liefern ein analoges Ausgangssignal von 0 ... ±5 VDC, das berührungslos übertragen wird. Als Version mit integrierter Winkel-/ Drehzahlmessung lieferbar. Die Sensoren sind geeignet für den Einsatz in Entwicklungslabors, in der Produktion bei der Überwachung von Verschraubungs-
und Montagetechnik sowie der Qualitätssicherung
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Messbereiche von
0 ... ± 0,5 Nm bis 0 ... ± 18 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4502AR/RA Kistler

4502AR/RA

Mini-Smart-Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmomentsensoren Typ 4502AR/RA ... liefern ein analoges Ausgangssignal von 0 ... ±5 VDC, das berührungslos übertragen wird. Als Version mit integrierter Winkel-/ Drehzahlmessung lieferbar. Die Sensoren sind geeignet für den Einsatz in Entwicklungslabors, in der Produktion bei der Überwachung von Verschraubungs-
und Montagetechnik sowie der Qualitätssicherung
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Messbereiche von
0 ... ± 1 Nm bis 0 ... ± 50 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4502ARAU Kistler

4502ARAU

Mini-Smart-Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmomentsensoren Typ 4502ARAU ... liefern ein analoges Ausgangssignal von 0 ... ±5 VDC, das berührungslos übertragen wird. Als Version mit integrierter Winkel-/ Drehzahlmessung lieferbar. Die Sensoren sind geeignet für den Einsatz in Entwicklungslabors, in der Produktion bei der Überwachung von Verschraubungs-
und Montagetechnik sowie der Qualitätssicherung
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Messbereiche von
0 ... ± 1 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 4503B Kistler 4503B

Zwei-Bereichs Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmomentsensoren Typ 4503B... für zwei separat kalibrierte Messbereiche (optional). Die hochgenauen Sensoren arbeiten nach dem DMS-Prinzip. Optional ist ein eingebauter Drehwinkelsensor bis 8192 Impulse / Umdrehung sowie ein zweiter kalibrierter Messbereich erhältlich.
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Messbereiche von
0 ... ± 0,2 Nm bis 0 ... ± 5000 Nm
Spreizung für zweiten Messbereich
1:10 oder 1:5 vom Nenndrehmoment

Messgenauigkeit ab ≤ 0,1 v.E.
Erhöhte Genauigkeit (Option)
Drehmomentsensoren Typ 4520A Kistler 4520A

Basic Line Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Der robuste Typ 4520A... zur Messung von Drehmoment an rotierenden Wellen bietet ein besonders günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis und empfiehlt sich vor allem für Einsteiger in die Drehmomentmessung
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Messbereiche von
0 ... ± 1 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 0,5 % v.E.

Drehmomentmessflansche Typ 4510B Kistler

4510B

Drehmoment-Messflansche mit integrierter Welle-Nabe-Verbindung mittels Schrumpfscheibe
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Drehmoment-Messflansche Typ 4510B... messen das Drehmoment mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen (DMS). Die digitalen Messwerte werden berührungslos vom Rotor zum Stator übertragen. Als Ausgangssignale stehen analoge und digitale Werte zur Verfügung
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Messbereiche von
0 ... ± 100 Nm bis 0 ... ± 20'000 Nm
Spreizung für zweiten Messbereich
1:10 oder 1:5 vom Nenndrehmoment

Messgenauigkeit ab ≤ 0,2 % v.E.
Drehmomentmessflansche Typ 4551A Kistler 4551A

KiTorq Drehmoment-Messflanschsystem
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Das KiTorq System bestehend aus dem Drehmoment-Messkörper KiTorq Rotor Typ 4551A... und der Drehmoment-Auswerteeinheit KiTorq Stator Typ 454xA...Die Rotoren und Statoren des KiTorq Systems mit gleicher Drehzahloption können beliebig untereinander kombiniert werden. Drehzahl oder Drehwinkel können mit bis zu 8192 Pulsen pro Umdrehung erfasst werden. Ebenso steht eine absolute Null-Referenz zur Verfügung (Z-Impuls). Der Drehmoment-Messflansch eignet sich durch seine extrem kurze Bauweise hervorragend für die Prüfstandstechnik
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Messbereiche von
0 ... ± 50 Nm bis 0 ... ± 5000 Nm

Messgenauigkeit ab ≤ 0,05 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 8661 burster

8661

Präzisions-Drehmomentsensoren
Rotierend mit berührungsloser Stromversorgung und Signalübertragung. Hohe Linearität ab ≤0,05 % v.E., intelligente Betriebszustandsanzeige 16 bit D/A-Wandler inkl. digitalem Abgleich, Ausgangssignal 0 ... ±10 V; 0 ... ±5 V oder USB (Option), Drehwinkelmessung bis 0,088° (Option), Zweibereichsausführung (Option), sehr gutes Preisleistungsverhältnis
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Messbereiche von
0 ... ± 0,02 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm

Zweibereichsausführung
2-Bereich-Sensor 1:10
2-Bereich-Sensor 1:5
2-Bereich-Sensor 1:4

Messgenauigkeit ab ≤ 0,05 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 86403 86413 86423 burster

86403
86413
86423

Drehmomentsensoren
Kleine Bauform, zuverlässig, hochgenau, rotierend, rechts- und linksdrehend, für statische und
dynamische Messungen, Schleifringübertragung, Optional mit Winkel-/Drehzahlmessung,
analoges Ausgangssignal in mV/V standardisiert
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Messbereiche von
0 ...± 1 Nm bis 0 ... ± 1000 Nm

 

Messgenauigkeit ab ≤ 0,25 % v.E.
Drehmomentsensoren Typ 8645 8646 burster 8645
8646

Drehmomentsensoren
Neues, patentiertes Messverfahren, wartungsfrei durch berührungslose Signalübertragung, sehr preisgünstig runde Welle / Vierkantausführung, analoges Ausgangssignal 2,5 V; ±2V nominell
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Messbereiche von
0 ...± 2,5 Nm bis 0 ... ± 500 Nm
Messgenauigkeit ab ≤ 1,0 % v.E.

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