Ungestörter Prüfstand

Qualität und Zuverlässigkeit sind das A und O: Damit Motoren und Getriebe von PKW und LKW einwandfrei funktionieren, werden sie vor dem Einbau noch einmal in Prüfständen kontrolliert. In einem typischen Prüfstand läuft zwischen dem Antriebssystem und dem Motor beziehungsweise dem Getriebe, das getestet werden soll, eine Welle. Häufig ist zusätzlich ein Lagerbock vorhanden, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Entscheidend ist die Sensorik: Drehmomentmessungen im Antriebsstrang sowie in den Abtriebssträngen sind bei Getriebetests ein zentraler Bestandteil.

Gemeinsam mit Thyssen Krupp System Engineering, Hersteller von Getriebeprüfständen für die Automobilindustrie, hat der Sensorspezialist NCT Engineering Drehmomentsensorik und Lagereinheit in einem Aggregat kombiniert. So müssen nicht mehr verschiedene Systeme ineinander geflanscht werden. Dies minimiert Störeinflüsse zusätzlicher mechanischer Komponenten. Zudem erfolgt die Drehmomentmessung im Triebstrang möglichst nahe am Prüfling. Auf diese Weise enthält das Ausgangssignal nur geringe Störanteile, die sich im Idealfall leicht herausfiltern lassen beziehungsweise die Auswertungen nicht beeinflussen.

Das Besondere an NCTE-Drehmomentsensoren ist, dass sie auf Basis von Magnetostriktion arbeiten. Hierfür wird die Welle mit Hilfe eines speziell entwickelten Strompuls-Verfahrens dauerhaft magnetisiert. Unter der Wellenoberfläche entsteht ein Magnetfeld mit einzigartigen und nutzbaren Eigenschaften. Nimmt das Drehmoment zu oder ab, verändert sich das Magnetfeld. Hochauflösende Magnetfeldspulen detektieren dies berührungslos in einem Abstand von bis zu drei Millimetern. Eine Auswertelektronik erfasst die Veränderungen innerhalb von Mikrosekunden und wandelt sie in nutzbare elektrische Signale um.

Im Gegensatz zu Dehnungsmessstreifen werden die NCTE-Sensoren nicht verklebt. Deshalb halten sie auch schwierigen Umgebungen stand – etwa sehr hohen Umdrehungszahlen bei hohen Lastkollektiven, Ölnebel, Schmutz oder extremen Temperaturwechseln. Zudem arbeiten alle NCTE-Sensoren, die das Prinzip der Magnetostriktion nutzen, deutlich zuverlässiger als Dehnungsmessstreifen, da keine Schleifkontakte vorhanden sind und die störanfällige Übertragung der Signale via Telemetrie entfällt.

Durch die Verbindung aus Lagereinheit und Drehmomentsensorik lässt sich die Stranglänge verkürzen, da kein Platz für eine zusätzliche Messwelle erforderlich ist. Zudem minimiert sich der Montageaufwand, da eine Lagereinheit grundsätzlich das Strangende stützt.

Ein weiterer Vorteil ist die Überlastfähigkeit. Prinzipien mit Dehnungsmessstreifen erlauben keinerlei Überschreitung des Messbereich-Endwertes und müssen durch sensitive Überlastkupplungen teuer geschützt werden. Eine kombinierte Lagereinheit dagegen kann mindestens bis zum doppelten Nennlastbereich betrieben werden, ohne mechanisch Schaden zu nehmen. Somit halten die Messwellen auch den Belastungen stand, die beispielsweise bei defekten Getrieben auftreten können. Preiswerte Überlastkupplungen reichen als Schutzkomponente aus. ■