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Messung von Drehmoment und Drehzahl an der Zapfwelle des Traktors während der Feldarbeit

  • Zapfwellendrehmoment
  • Zapfwellendrehzahl
  • Leistung
Heck eines Kompakttraktors auf einem Feld, mit einem Drehmomentaufnehmer an der Zapfwelle, der ein angebautes Gerät antreibt
Ein Zapfwellenaufnehmer an der Zapfwelle eines kompakten Traktors im Arbeitseinsatz. Foto Michigan Scientific.

Kurz zusammengefasst

Ein Zapfwellenaufnehmer wird über Keilwellen zwischen Traktor und Gerät montiert: seine Innenkeilwelle greift in die Zapfwelle des Traktors, seine Außenkeilwelle in das Gerät, und beide Enden werden verriegelt. Er misst das Drehmoment, bis zu ± 2 500 oder ± 5 000 N·m, und die Drehzahl über einen Drehgeber mit 60 Impulsen pro Umdrehung; ihr Produkt ist die an der Zapfwelle abgegebene mechanische Leistung. Der PTO überträgt sein Signal per Telemetrie mit induktiver Stromversorgung; der PTO2 liest seine Brücke über einen integrierten Schleifring.

± 2 500 oder ± 5 000 N·m
Messbereichsendwert Drehmoment, je nach Keilwellengröße
60 Imp./U
Drehzahl-Drehgeber nach Hall-Effekt
3 kHz · 1 kHz
Abtastrate und Bandbreite der Zapfwellen-Telemetrie

Montage

Das Drehmoment in der Zapfwelle ist eine Eingangsgröße für die Entwicklung des Traktorgetriebes; zusammen mit der an derselben Stelle gemessenen Wellendrehzahl ergibt es die an das Gerät abgegebene Leistung. Die Welle verbindet zwei Maschinen, die unverändert bleiben, und ihre Keilwellen unterscheiden sich: Typ 1 ist 1 3/8 in (35 mm) mit 6 Zähnen, Typ 2 ist 1 3/8 in mit 21 Zähnen, Typ 3 ist 1 3/4 in (45 mm) mit 20 Zähnen.

Der Aufnehmer wird auf die Zapfwelle gesteckt und das Gerät auf den Aufnehmer. Beim PTO verhindert ein drehfestes Auge, dass der Stator mitrotiert. Beim PTO2 verriegeln zwei durch acht M4-Schrauben gehaltene Keilwellen-Verriegelungsblöcke die Innenkeilwelle in der Nut der Traktorwelle, und zwei federbelastete Halteseile, die in entgegengesetzte Richtungen zu festen Teilen des Traktors geführt werden, halten den Schleifringstator.

Aufnehmer PTO2 montiert zwischen der Zapfwelle des Schleppers und dem gelben Schutzbügel des Antriebswellenstrangs des Geräts, mit seinem Schleifring und den beiden gefederten Halteseilseilen
Ein PTO2 zwischen der Zapfwelle des Traktors und der Antriebswelle des Geräts. Die beiden federbelasteten Seile halten den Schleifringstator. Foto Michigan Scientific.

Kraftaufnehmer

Messbereichsendwert Drehmoment± 2 500 oder ± 5 000 N·m · beim PTO2 2 500 N·m mit 1 3/8 in Keilwelle, 5 000 N·m mit 1 3/4 in
Nichtlinearität, Hysterese≤ 0,5 % v. E.
GeschwindigkeitGeberrad mit 60 Zähnen und Hall-Sensor, 60 Impulse pro Umdrehung
PTOintegrierte Telemetrie, induktiv versorgter Stator auf versiegeltem Lager · Abtastrate 3 kHz, Bandbreite 1 kHz · abnehmbare Keilwellenenden für Typ 1, 2 und 3 · 5,8 kg mit 1 3/8 in Keilwelle · −40 bis 105 °C
PTO2350 Ω, Vollbrücke ausgelesen über einen integrierten Schleifring B4-2W/E60 · eine Passgröße pro Aufnehmer, 1 3/8 in-6, 1 3/8 in-21, 1 3/4 in-6 oder 1 3/4 in-20 · 3,7 kg mit einer 1 3/8 in-Passung · Schleifring ebenfalls nicht wetterfest, mit oder ohne Drehgeber
Versorgung, PTO11 bis 15 V DC, 3,0 A max. für induktive Versorgung und Empfänger
Lieferungvorkalibriert, mit Kalibrierschein

Signalpfad

Beim PTO erregt der Telemetrie-Sender die Dehnungsmessstreifen (DMS), verstärkt und digitalisiert das Drehmomentsignal und überträgt es per Funk an den Empfänger; der feststehende Stator trägt die primäre Induktionsspule, die Empfangsantenne und den Hallsensor. Beim PTO2 verlässt das Drehmomentsignal den Messverstärker über den Stecker am Schleifring-Stator und das Drehzahlsignal über den Stecker des Hallsensors; das Transducer Display Module ergänzt Signalaufbereitung, einen analogen Ausgang und eine Anzeige.

Vorgehen

  1. 01

    Passung abstimmen

    Passung des Traktors und des Geräts prüfen. Der PTO erhält austauschbare Keilwellenenden für die Typen 1, 2 und 3; der PTO2 wird in einer einzigen Passgröße gefertigt.

    PTO-Drehmomentaufnehmer
  2. 02

    Beide Enden montieren und verriegeln

    Aufnehmer auf der Zapfgetriebewelle, Gerät auf dem Aufnehmer, beide Enden verriegelt; Hakenöse beim PTO, zwei federbelastete Seile beim PTO2.

  3. 03

    Empfänger anschließen

    Induktive Versorgung und Empfänger mit 11 bis 15 V DC beim PTO; Stecker von Schleifring und Drehgeber beim PTO2.

    PTO2 mit Schleifring und Drehgeber
  4. 04

    Drehmoment und Drehzahl aufzeichnen

    Beide Kanäle während des Gerätebetriebs; Drehmoment mal Drehzahl ergibt die abgegebene Leistung.

Ergebnis

Drehmoment und Drehzahl an der Zapfwelle, also die an das Gerät abgegebene Leistung, ohne Änderung an Maschine oder Gerät.

Häufige Fragen

Wie wird die Leistung an einer Traktor-Zapfwelle gemessen?

Drehmoment und Wellendrehzahl werden an derselben Stelle gemessen, und ihr Produkt ist die an der Zapfwelle abgegebene mechanische Leistung. Ein PTO-Drehmomentaufnehmer misst beides, mit einem Drehgeber mit 60 Impulsen pro Umdrehung.

Müssen Traktor oder Gerät verändert werden?

Nein. Die Innenverzahnung des Aufnehmers greift in die Zapfgetriebewelle des Traktors, die Außenverzahnung in das Gerät. Eine Hakenöse beim PTO oder zwei federbelastete Seile beim PTO2 verhindern die Drehung des Stators.

Welche PTO-Verzahnungstypen können gemessen werden?

Der PTO hat abnehmbare Keilwellenenden für die genormten landwirtschaftlichen Typen 1, 2 und 3. Der PTO2 wird in einer Größe gefertigt: 1 3/8 in mit 6 oder 21 Zähnen oder 1 3/4 in mit 6 oder 20 Zähnen.

Welchen Messbereich decken PTO-Drehmomentaufnehmer ab?

± 2 500 oder ± 5 000 N·m Messbereichsendwert, mit Nichtlinearität und Hysterese von höchstens 0,5 % v. E.

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